高一物理机械能守恒解析及典型例题

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1、高一物理机械能守恒解析及典型例题（1）只有重力做功吋机械能守恒.设一个质量为m的物体自然下落，经过高度为何的A点（初位置）时速度为岭，下落到高度为他的B点（末位置）时速度为冬（图8-42）,由动能定理得：％=丄mv22-丄〃叫I22又由重力做功与重力势能的关系得：WG=mgh{-mgh2则1mv22-12〜2mvl2=mgh、-mgliy或:mv{2+mghA=:mv+mgh2这表明，在自由落体中，物体的动能与重力势能之和保持不变，则机械能守恒.事实上，上面推导过程中涉及重力做功与动能变化、势能变化的关系，与物体的运动轨迹形状无关，因而物体只

2、受重力作曲线运动（如平抛运动、斜抛运动等）时，机械能也一定守恒.（2）只有弹力作用吋机械能守恒.如图8-43所示，一个质量为m的小球被处于压缩状态的弹簧弹开，速度由V,增大到v2,rh动能定理得：图8-43Wn=^mV22-^mVI2=£A2-^1由弹力做功与弹性势能的关系得：=Epl-Ep2则Ek2-Ekl=Ep]-Ep2即Ekx+Ep、=Ek2+Ep2,物体的动能与弹性势能之和保持不变，机械能守恒.(3)既有重力做功，又有弹力做功，并且只有这两个力做功吋，机械能也守恒.如图8—44所示，一根轻弹簧一端固定在天花板上，另一端固定一质量为m的

3、小球，小球在竖直平血内从高处荡下，在速度由儿增大到冬的过程屮，由动能定理得图8-44又由重力做功与重力势能的关系得WG=Ep、_Ep2由弹力做功与弹性势能的关系得Wn=Ep；_E/则Ep、-Ep2如讶-~mv即EpX+=Ep2+E/J+—"喝,物体的动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，机械能守恒.(3)有除重力和弹力Z外的力做功，将使机械能增大或减小，机械能不守恒.例如，升降机匀速提升重物时，重物的动能不变，势能在增大，总的机械能不守恒，原因是除重力做功外，升降机也对重物做功，且做正功，通过做功将电能转化为重物的机械能.又例如，在水平面上

4、运动的汽车刹车后，逐渐减速并停止，汽车的重力势能不变，动能在减小，总的机械能在减少，原因是汽车受到摩擦力做功，且做负功，通过做功将机械能转化为内能.(4)有除重力和弹力之外的力做功，但力所做功的代数和为零，则机械能守恒.例如，汽车在水平面上匀速行驶吋，虽然受牵引力与摩擦力的作用，但其动能和势能均不变，机械能守恒.原因是牵引力与摩擦力做功的代数和为零例2—轻绳通过无摩擦的定滑轮与在倾角为30°的光滑斜而上的物体nu连接，另一端和套在竖直光滑杆上的物体m2连接.已知定滑轮到杆的距离为盯m,物体血由静止从AB连线为水平的位置开始下滑lm吋，口、血恰

5、受力平衡如图所示•试求：(l)m2在下滑过程中的最大速度.(2)盹沿竖直杆能够向下滑动的最大距离一物块由静止开始从粗糙斜而上的某点加速下滑到另一点，在此过程中重力对物体做的功等于()A.物块动能的增加量B.物块重力势能的减少量与物块克服摩擦力做的功之和C.物块重力势能的减少量和物块动能的增加量以及物块克服摩擦力做的功之和D.物块动能的增加量与物块克服摩擦力做的功之和4.一个质量为0.3kg的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程

6、中墙对小球做功的大小W为()A.Av=0B.Av=12m/sC.W=0D・W=10.8J5.将一物体由地面竖直上抛，如果不计空气阻力，物体能够达到的最大高度为H,当物体在上升过程中的某一位置时，它的动能是重力势能的2倍，则这一位置的高度为()A.2H~TD.~4图8-512•两个质量相同的小球八、B,分别用细线悬挂在等高的、O］、。2点，A球的悬线比B6、(2010•成都市摸底测试)如图5-3-19所示为某同学设计的节能运输系统.斜面轨道的倾角为37°,木箱与轨道之间的动摩擦因数"=0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量//

7、/=2kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物御下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程.若g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求：(1)离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过稈中的加速度大小；(2)满足设计要求的木箱质量.1.如图8-51所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩至最短，若不计弹簧的质量和空气阻力，小球由a->b->c的运动过程屮A.小球的动能逐渐减小B.小球的重力势能逐渐减小C.小球的机械能守恒D.小球的加速度

8、逐渐减小球的长，如图8—52所不,把两球均拉到与悬线水平后由静止释放，以悬点所在平血为oyb!iiiii•oi6参考平面，到两球经最低点时的图8一A.A球的速度等于