2024届高考物理复习讲义：第3讲 机械能守恒定律及其应用.pdfVIP

第3讲机械能守恒定律及其应用

学习目标1.理解重力势能和弹性势能，知道机械能守恒的条件。2.会判断研究

对象在某一过程机械能是否守恒。3.会用机械能守恒定律分析生产生活中的实

际问题。

1.

2.

3.

4.

1.思考判断

(1)重力势能的变化与零势能参考面的选取无关。(√)

(2)被举到高处的物体重力势能一定不为零。(×)

(3)发生弹性形变的物体都具有弹性势能。(√)

(4)弹力做正功，弹性势能一定增加。(×)

(5)物体所受的合外力为零，物体的机械能一定守恒。(×)

(6)物体的速度增大时，其机械能可能减小。(√)

(7)物体除受重力外，还受其他力，但其他力不做功，则物体的机械能一定守恒。

(√)

2.(多选)我国风洞技术世界领先。如图1所示，在模拟风洞管中的光滑斜面上，

一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，则从物块接

触弹簧至到达最高点的过程中()

图1

A.物块的速度先增大后减小

B.物块加速度一直减小到零

C.弹簧弹性势能先增大后减小

D.物块和弹簧组成的系统机械能一直增大

答案AD

考点一机械能守恒的理解与判断

判断机械能守恒的三种方法

例1(多选)如图2所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，

槽的左侧有一固定的竖直墙壁(不与槽粘连)。现让一小球自左端槽口A点的正上

方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是()

图2

A.小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功

B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球的机械能守恒

C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统

机械能守恒

D.小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中，机械能守恒

答案BC

解析小球从半圆形槽的最低点运动到半圆形槽右侧的过程中，小球对半圆形槽

的力使半圆形槽向右运动，半圆形槽对小球的支持力对小球做负功，小球的机械

能不守恒，A、D错误；小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形

槽静止，则只有重力做功，小球的机械能守恒，B正确；小球从A点经最低点向

右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统只有重力做功，机械能守

恒，C正确。

跟踪训练

1.(2023·江苏苏州月考)如图3所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P连接，另

一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，A右端连接一细线，细线绕过

光滑的轻质定滑轮与物体B相连。开始时托住B，让A处于静止状态且细线恰好

伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度。下列有关该过程的分析正确的

是()

图3

A.B受到细线的拉力保持不变

B.A、B组成的系统机械能守恒

C.B机械能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

D.当弹簧的弹力大小等于B的重力时，A的动能最大

答案D

解析对A，由牛顿第二定律有F－kx＝ma，对B，由牛顿第二定律有mg－

TAB

F＝ma，联立有mg－kx＝(m＋m)a，由于弹簧的伸长量x逐渐变大，故从开

TBBAB

始到B速度达到最大的过程中B的加速度逐渐减小，可知细线对B的拉力逐渐

增大，故A错误；由于该过程弹簧对A做负功，所以A、B组成的系统机械能不

守恒，故B错误；对于A、B以及弹簧组成的系统，只有弹簧的弹力和重力做功，

系统的机械能守恒，B机械能的减少量等于A机械能的增加量与弹簧弹性势能的

增加量之和，所以B机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C错误；

当弹簧的拉力与细线的拉力大小相等时，A的速度最大，动能最大，此时A的加

速度为零，B的加速