浙江高考物理復(fù)習(xí)講義：機(jī)械能及能量守恒定律

第3講機(jī)械能及能量守恒定律

［考試標(biāo)準(zhǔn)］

知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求說(shuō)明

重力勢(shì)能CC1.不要求掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)

彈性勢(shì)能bb

重力做功表達(dá)式的推導(dǎo)方法.

機(jī)械能守恒定律dd

2.不要求掌握彈簧彈性勢(shì)能的表

達(dá)式.

3.運(yùn)用機(jī)械能守恒定律進(jìn)行計(jì)算

時(shí)，不涉及彈性勢(shì)能的表達(dá)式.

4.不要求用機(jī)械能守恒定律求解

能量守恒定律與能源cd

兩個(gè)及兩個(gè)以上物體(包括需要

確定重心的鏈條、繩子、流體等)

的問(wèn)題.

5.不要求用能量守恒定律進(jìn)行較

復(fù)雜的定量計(jì)算.

過(guò)好雙基關(guān)

--------------------------------------回扣基礎(chǔ)知識(shí)訓(xùn)練基礎(chǔ)題目---------------------------------------

一、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能

1.重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān).

2.重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：

重力對(duì)物體做正功，重力勢(shì)能減少；重力對(duì)物體做負(fù)功，重力勢(shì)能增加;物體從位置/到位置6時(shí)，重力

對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量，即寐=—△耳.

3.彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系：彈力對(duì)物體做正功，彈性勢(shì)能減少，彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加,

彈力對(duì)物體做的功等于彈性勢(shì)能的減少量.

二、機(jī)械能守恒定律

1.內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.

22

2.表達(dá)式：mghi+-mvi=mg/i2-\-~/nv2.

3.條件

⑴系統(tǒng)只受重力或彈簧彈力的作用，不受其他外力.

(2)系統(tǒng)除受重力或彈簧彈力作用外，還受其他內(nèi)力和外力，但這些力對(duì)系統(tǒng)不做功.

(3)系統(tǒng)內(nèi)除重力或彈簧彈力做功外，還有其他內(nèi)力和外力做功，但這些力做功的代數(shù)和為零.

(4)系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，系統(tǒng)內(nèi)外也沒(méi)有機(jī)械能與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化.

自測(cè)1如圖1所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F

作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去力戶后，物體將向右運(yùn)動(dòng)，在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的

是()

/777777777777777777777777777777~

圖1

A.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小

B.彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大

C.彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小

D.彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大

答案D

自測(cè)2如圖2所示，質(zhì)量分別為從必的兩個(gè)小球置于高低不同的兩個(gè)平臺(tái)上，a、6、c分別為不同高度

的參考平面，下列說(shuō)法正確的是()

“二二三c

圖2

A.若以c為參考平面，〃的機(jī)械能大

B.若以6為參考平面，〃的機(jī)械能大

C.若以a為參考平面，〃的機(jī)械能大

D.無(wú)論如何選擇參考平面，總是〃的機(jī)械能大

答案B

解析若以6為參考平面，〃的機(jī)械能為零，卬的機(jī)械能為負(fù)值，〃的機(jī)械能大，B正確；若以c為參考平

面，則耳"=愈加，耳"=儂加，因不知以勿的大小關(guān)系，故無(wú)法比較欣加的機(jī)械能大小，若以a為參考平

面，同樣無(wú)法比較4小的機(jī)械能大小，故A、C、D錯(cuò)誤.

三、功能關(guān)系

1.功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系一是體現(xiàn)在不同的力做功，對(duì)應(yīng)不同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對(duì)

應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值上相等.

2.做功對(duì)應(yīng)變化的能量形式

⑴合外力的功影響物體動(dòng)能的變化.

(2)重力的功影響物體重力勢(shì)能的變化.

(3)彈簧彈力的功影響建隹勢(shì)能的變化.

⑷除重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力以外的力做功影響物體機(jī)械能的變化.

(5)滑動(dòng)摩擦力的功影響系統(tǒng)內(nèi)能的變化.

（6）電場(chǎng)力的功影響電勢(shì)能的變化.

（7）分子力的功影響分子勢(shì)能的變化.

四、能量守恒定律

1.內(nèi)容

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別

的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變.

2.表達(dá)式

△￡減=△￡增.

自測(cè)3（2016?寧波市聯(lián)考）關(guān)于能量守恒定律，下列說(shuō)法中不正確的是（）

A.能量能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，但不能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體

B.能量的形式多種多樣，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化

C.一個(gè)物體能量增加了，必然伴隨著別的物體能量減少

D.能量守恒定律證明了能量既不會(huì)創(chuàng)生也不會(huì)消失

答案A

研透命題點(diǎn)

------------------------------------細(xì)研考綱和真題分析突破命題點(diǎn)-------------------------------------

命題點(diǎn)一機(jī)械能守恒的理解和判斷

1.利用機(jī)械能的定義判斷：

若物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)，則其動(dòng)能、勢(shì)能均不變，機(jī)械能守恒.若一個(gè)物體沿斜面勻速下滑，則其動(dòng)

能不變，重力勢(shì)能減少，機(jī)械能減少.

2.做功判斷法：若物體系統(tǒng)內(nèi)只有重力和彈簧彈力做功，其他力均不做功或其他力做功的代數(shù)和為零，

則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.

3.能量轉(zhuǎn)化判斷法：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有發(fā)生

機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒(méi)有轉(zhuǎn)變成其他形式的能（如沒(méi)有內(nèi)能增加），則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.

例1（2017?浙江4月選考?12）火箭發(fā)射回收是航天技術(shù)的一大進(jìn)步.如圖3所示，火箭在返回地面前

的某段運(yùn)動(dòng)，可看成先勻速后減速的直線運(yùn)動(dòng)，最后撞落在地面上，不計(jì)火箭質(zhì)量的變化，貝1（）

圖3

A.火箭在勻速下降過(guò)程中，機(jī)械能守恒

B.火箭在減速下降過(guò)程中，攜帶的檢測(cè)儀器處于失重狀態(tài)

C.火箭在減速下降過(guò)程中合力做功等于火箭機(jī)械能的變化

D.火箭著地時(shí)，火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力

答案D

解析勻速下降階段，說(shuō)明阻力等于重力，不止重力做功，所以機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在減速階段,

加速度向上，所以超重，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；火箭著地時(shí)，地面給火箭的力大于火箭的重力，由牛頓第三定律知，

火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力，選項(xiàng)D正確；合外力做功等于動(dòng)能的改變量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤.

變式1下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說(shuō)法中正確的是（）

A.做勻速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能一定守恒

B.物體只受重力，機(jī)械能才守恒

C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能一定守恒

D.除重力做功外，其他力不做功，物體的機(jī)械能一定守恒

答案D

解析勻速運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力為零，但除重力外可能有其他力做功，如物體在阻力作用下勻速向下運(yùn)

動(dòng)，其機(jī)械能減少了，A錯(cuò).物體除受重力或彈力外也可受其他力，只要其他力不做功或做功的代數(shù)和為

零，機(jī)械能就守恒，B錯(cuò).做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能不變，但勢(shì)能可能變化，故C錯(cuò).由機(jī)械能守恒

條件知，選項(xiàng)D正確.

變式2（2017?湖州市質(zhì)檢）下列研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能一定守恒的是（）

A.小球做平拋運(yùn)動(dòng)

B.汽車(chē)以2m/s?的加速度啟動(dòng)過(guò)程

C.跳傘運(yùn)動(dòng)員從空中勻速下降過(guò)程

D.箱子在拉力作用下沿光滑斜面上滑過(guò)程

答案A

解析做平拋運(yùn)動(dòng)的小球，只受重力，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能一定守恒，故A正確；汽車(chē)以2m/sZ的加速度

啟動(dòng)過(guò)程，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能不變，故機(jī)械能增大，故B錯(cuò)誤；跳傘運(yùn)動(dòng)員打開(kāi)傘后，空氣阻力做負(fù)功，

其機(jī)械能不可能守恒，故C錯(cuò)誤；箱子除受重力以外，還受到拉力作用，由于拉力做功，故箱子的機(jī)械能

不守恒，故D錯(cuò)誤.

變式3（2017?嘉興市質(zhì)檢）2017年4月20日19時(shí)41分，承載著“太空快遞員”身份的“天舟一號(hào)”

貨運(yùn)飛船在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射.如圖4所示，若把發(fā)射離地后的一段上升過(guò)程看做勻加速直線

運(yùn)動(dòng)，則“天舟一號(hào)”在這一過(guò)程中（）

盟

圖4

A,重力勢(shì)能不變

B.機(jī)械能不變

C.機(jī)械能增加

D.所受合力做功等于其機(jī)械能的變化量

答案C

解析勻加速上升過(guò)程，動(dòng)能和重力勢(shì)能都增加，故機(jī)械能增加.

命題點(diǎn)二機(jī)械能守恒的應(yīng)用

1.機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式

要選各勢(shì)能

參考平面

三

種不用選零勢(shì)

形

式能參考平面

轉(zhuǎn)移不用選零勢(shì)

觀點(diǎn)能參考平面

2.在處理單個(gè)物體機(jī)械能守恒問(wèn)題時(shí)通常應(yīng)用守恒觀點(diǎn)和轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)，轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)不用選取零勢(shì)能面.

例2如圖5所示，在豎直平面內(nèi)有由3圓弧4?和［圓弧■組成的光滑固定軌道，兩者在最低點(diǎn)6平滑連

接.46弧的半徑為此況弧的半徑為號(hào)一小球在、點(diǎn)正上方與力相距1處由靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng)/點(diǎn)沿

圓弧軌道運(yùn)動(dòng).

⑴求小球在反力兩點(diǎn)的動(dòng)能之比；

(2)通過(guò)計(jì)算判斷小球能否沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn).

答案(1)5：1(2)能理由見(jiàn)解析

解析(1)設(shè)小球的質(zhì)量為山，小球在4點(diǎn)的動(dòng)能為兒，由機(jī)械能守恒定律得瓦=儂?缶)

57?

設(shè)小球在6點(diǎn)的動(dòng)能為瓦;，同理有笈尸儂?7②

由①②式得蜃：蜃=5：1③

⑵若小球能沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，小球在C點(diǎn)所受軌道的正壓力A應(yīng)滿足A20④

2

設(shè)小球在。點(diǎn)的速度大小為心由牛頓第二定律和向心力公式有凡+儂=自⑤

2

2勿2

由④⑤式得⑥

■八用⑦

D1

全程應(yīng)用機(jī)械能守恒定律得mg?-=-/nvc,

由⑦⑧式可知，即小球恰好可以沿軌道運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn).

變式4（2017?“金華十校”聯(lián)考）如圖6所示，在地面上以速度均拋出質(zhì)量為0的物體，拋出后物體落

到比地面低力的海平面上.若以地面為零勢(shì)能參考平面，且不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.物體落到海平面時(shí)的勢(shì)能為儂■力

B.從拋出到落到海平面的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，重力對(duì)物體做的功為演

C.物體落到海平面時(shí)的動(dòng)能為以玲2+mgh

D.物體落到海平面時(shí)的機(jī)械能為%樂(lè)2

答案A

解析以地面為零勢(shì)能面，則物體落到海平面時(shí)的重力勢(shì)能為一磔九故A錯(cuò)誤；重力對(duì)物體做功修儂九

故B正確；根據(jù)機(jī)械能守恒有：5Vo2+0=-可知物體在海平面時(shí)的動(dòng)能為於丹故C

正確；物體在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，則物體在海平面時(shí)的機(jī)械能￡=會(huì)跖：故D正確.

變式5如圖7所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面4?與水平面6c平滑連接于6點(diǎn)，6c右端連接內(nèi)壁光滑、

半徑r=0.2m的四分之一細(xì)圓管切（圓管內(nèi)徑可忽略），管口，端正下方直立一根勁度系數(shù)為A=100N/m

的輕彈簧，彈簧一端固定，另一端恰好與管口〃端平齊.一個(gè)質(zhì)量為1kg的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在曲面

48上，現(xiàn)從距及7的高度右處?kù)o止釋放小球，小球進(jìn)入管口C端時(shí)，它對(duì)上管壁有歷=2.5儂的相互作用

力，通過(guò)切后，在壓縮彈簧過(guò)程中小球速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為瓦=0.5J.取重力加速度g=10m/s2.

求：

BCl

O

⑴小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大?。?/p>

⑵在壓縮彈簧過(guò)程中小球的最大動(dòng)能

答案⑴小m/s（2）6J

解析（1）小球在C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第三定律知，上管壁對(duì)小球的作用力大小為氏'=4=2.5磔:

由牛頓第二定律有：

2

Vc

&+儂=町7

代入數(shù)據(jù)解得：y=小m/s

（2）在壓縮彈簧過(guò)程中速度最大時(shí)，合力為零.設(shè)此時(shí)小球離2端的距離為荀，則有：kxo=mg

從C點(diǎn)到速度最大，由機(jī)械能守恒定律有：儂（7+劉）+$^2=瓦）+瓦，解得：瓦,=6J.

命題點(diǎn)三功能關(guān)系的理解和應(yīng)用

1.牢記三條功能關(guān)系

⑴重力做的功等于重力勢(shì)能的減少量，彈力做的功等于彈性勢(shì)能的減少量；

（2）合外力做的功等于動(dòng)能的變化；

⑶除重力、彈力外，其他力做的功等于機(jī)械能的變化.

2.功能關(guān)系的選用原則

在應(yīng)用功能關(guān)系解決具體問(wèn)題的過(guò)程中

⑴若只涉及動(dòng)能的變化則用動(dòng)能定理分析.

（2）若只涉及重力勢(shì)能的變化則用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析.

⑶若只涉及機(jī)械能變化則用除重力和彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析.

（4）若只涉及電勢(shì)能的變化則用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析.

例3（2017?金華市義烏模擬）如圖8所示，纜車(chē)在牽引索的牽引下沿固定的傾斜索道加速上行，所受阻

力不能忽略.在纜車(chē)向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

圖8

A.纜車(chē)克服重力做的功小于纜車(chē)增加的重力勢(shì)能

B.纜車(chē)增加的動(dòng)能等于牽引力對(duì)纜車(chē)做的功和克服阻力做的功之和

C.纜車(chē)所受牽引力做的功等于纜車(chē)克服阻力和克服重力做的功之和

D.纜車(chē)增加的機(jī)械能等于纜車(chē)受到的牽引力與阻力做的功之和

答案D

解析根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能的變化關(guān)系可知，纜車(chē)克服重力做的功等于纜車(chē)增加的重力勢(shì)能，故A錯(cuò)

誤；由動(dòng)能定理可知，牽引力對(duì)纜車(chē)做的功等于纜車(chē)增加的動(dòng)能、增加的重力勢(shì)能與克服阻力所做的功之

和，即牽引力對(duì)纜車(chē)做的功等于纜車(chē)增加的機(jī)械能與纜車(chē)克服阻力做的功之和，故B、C錯(cuò)誤，D正確.

變式6懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)，需要運(yùn)動(dòng)員具有非凡的膽量和過(guò)硬的技術(shù)，跳水運(yùn)動(dòng)員

進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)質(zhì)量為R的運(yùn)動(dòng)員剛?cè)胨畷r(shí)的速度為吃水對(duì)他的阻力大小恒

為凡那么在他減速下降深度為人的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋ǎ?/p>

A.他的動(dòng)能減少了歷

B.他的重力勢(shì)能減少了mgh—^mv

C.他的機(jī)械能減少了Fh

D.他的機(jī)械能減少了mgh

答案C

變式7如圖9所示是安裝在列車(chē)車(chē)廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖，圖中①和②為楔塊，③和④為墊板，楔

塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦，在車(chē)廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中（）

A.緩沖器的機(jī)械能守恒

B.摩擦力做功消耗機(jī)械能

C.墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

答案B

解析由于車(chē)廂相互撞擊使彈簧壓縮的過(guò)程中存在克服摩擦力做功，所以緩沖器的機(jī)械能減少，選項(xiàng)A錯(cuò)

誤，B正確；彈簧壓縮的過(guò)程中，墊板的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢(shì)能，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.

變式8某同學(xué)用如圖10所示的裝置測(cè)量一個(gè)凹形木塊的質(zhì)量如彈簧的左端固定，木塊在水平面上緊靠

彈簧（不連接）將其壓縮，記下木塊右端位置/點(diǎn)，靜止釋放后，木塊右端恰能運(yùn)動(dòng)到合點(diǎn).在木塊槽中加

入一個(gè)質(zhì)量m=800g的祛碼，再將木塊左端緊靠彈簧，木塊右端位置仍然在/點(diǎn)，靜止釋放后木塊離開(kāi)

彈簧，右端恰能運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)，測(cè)得/、長(zhǎng)分別為27.0cm和9.0cm,則木塊的質(zhì)量必為（）

圖10

A.100g200g

C.300g400g

答案D

解析根據(jù)能量守恒定律，有〃儂?143=瓦，〃（砍+勿）g?"民=瓦，聯(lián)立得必=400g,D正確.

課時(shí)作業(yè)

---------------------------------------限時(shí)訓(xùn)練練規(guī)范練速度----------------------------------------

1.（2017?溫州市質(zhì)檢）如圖1所示，“蹦蹦跳”桿中的彈簧向上彈起，從圖中1到2彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)

程中，關(guān)于小孩的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能的變化，下列說(shuō)法正確的是（）

圖1

A.重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能增加

B.重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能減小

C.重力勢(shì)能增加，彈性勢(shì)能減小

D.重力勢(shì)能增加，彈性勢(shì)能增加

答案C

解析題圖中1到2彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，小孩相對(duì)地面的高度上升，重力對(duì)小孩做負(fù)功，則小孩的重

力勢(shì)能增加，同時(shí)，彈簧彈力對(duì)小孩做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.

2.（2017?浙江吳越聯(lián)盟聯(lián)考）跳水比賽中，看似不起眼的跳板卻是高科技產(chǎn)品，不僅要夠結(jié)實(shí)，夠彈性,

而且還要軟硬度適中.如圖2所示，運(yùn)動(dòng)員在跳板上會(huì)有一個(gè)起跳動(dòng)作，若研究從運(yùn)動(dòng)員下落接觸跳板到

下落到最低點(diǎn)這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）

圖2

A.運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能不斷增大

B.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先增大后減小

C.運(yùn)動(dòng)員的勢(shì)能先減小后增大

D.跳板的彈性勢(shì)能不斷增大

答案D

解析運(yùn)動(dòng)員從下落接觸跳板到下落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能一直減小,

由于跳板的彈力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做負(fù)功，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直減小，跳板的彈性勢(shì)能不斷增大.

3.（2017?嘉興市質(zhì)檢）如圖3所示是“抓娃娃機(jī)”的照片，使用者可憑自己的技術(shù)操控機(jī)械爪抓住透明

箱內(nèi)的玩具，提升至一定高度后水平移動(dòng)到出口就可取得玩具.不計(jì)空氣阻力，關(guān)于這一操作過(guò)程，下列

說(shuō)法正確的是（）

A.機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，玩具的機(jī)械能守恒

B.玩具從機(jī)械爪中掉下，玩具的動(dòng)能增加，機(jī)械能增加

C.機(jī)械爪抓住玩具水平勻速移動(dòng)時(shí)，機(jī)械爪對(duì)玩具不做功

D.機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，機(jī)械爪做的功等于零

答案C

解析機(jī)械爪抓到玩具勻速上升時(shí)，玩具的動(dòng)能不變，重力勢(shì)能增加，兩者之和即機(jī)械能增加，故A錯(cuò)誤;

玩具從機(jī)械爪中掉下，只有重力做功，機(jī)械能守恒，故B錯(cuò)誤；機(jī)械爪抓到玩具水平勻速移動(dòng)時(shí)，由平衡

條件知機(jī)械爪對(duì)玩具的作用力豎直向上，與位移方向垂直，對(duì)玩具不做功，故C正確；機(jī)械爪抓到玩具勻

速上升時(shí)，機(jī)械爪對(duì)玩具的作用力方向豎直向上，與位移方向相同，對(duì)玩具做正功，故D錯(cuò)誤.

4.（2017?嘉興市質(zhì)檢）如圖4所示，“Verruckt”是世界上最高、最長(zhǎng)的滑水道.游客乘坐皮艇從a點(diǎn)

由靜止沿滑水道滑下，滑到最低點(diǎn)6后沖上弧形軌道（c為最高點(diǎn)），最后到達(dá)終點(diǎn).在營(yíng)運(yùn)前的安全測(cè)試

中，測(cè)試假人有被拋出滑道的現(xiàn)象.下列分析正確的是（）

A.假人經(jīng)過(guò)c點(diǎn)時(shí)處于超重狀態(tài)

B.假人在弧形軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

C.假人被拋出的位置一定是。點(diǎn)

D.出發(fā)點(diǎn)a點(diǎn)一定比。點(diǎn)高

答案D

5.（2017?“金華十?！甭?lián)考）如圖5所示，“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員身系彈性繩（質(zhì)量不計(jì)）下落，不計(jì)

空氣阻力.下列有關(guān)運(yùn)動(dòng)員從彈性繩剛繃緊到最低點(diǎn)的下落過(guò)程中的說(shuō)法正確的是（）

圖5

A.運(yùn)動(dòng)員的加速度一直減小

B.彈性繩的彈性勢(shì)能為零時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能最大

C.彈性繩的彈性勢(shì)能最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能為零

D.運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量等于彈性繩彈性勢(shì)能的增加量

答案C

解析運(yùn)動(dòng)員從彈性繩剛繃緊到最低點(diǎn)的下落過(guò)程中，受到向下的重力和向上的彈力，彈力不斷增大，開(kāi)

始階段，重力大于彈力，合力減小，加速度減小，速度增大.當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度為零.之后，彈力

大于重力，合力向上且不斷增大，運(yùn)動(dòng)員做減速運(yùn)動(dòng)，加速度增大，所以運(yùn)動(dòng)員的加速度先減小后增大，

故A錯(cuò)誤；彈性繩的彈性勢(shì)能為零時(shí)，彈力為零，運(yùn)動(dòng)員受的合力向下，速度增大，此時(shí)速度不是最大，

彈力等于重力時(shí)速度最大，故B錯(cuò)誤；彈性繩的彈性勢(shì)能最大時(shí)，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)，動(dòng)能為零，故C正

確；對(duì)于運(yùn)動(dòng)員、地球和彈性繩組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)

能的減少量等于彈性繩彈性勢(shì)能的增加量與運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能增加量之和，故D錯(cuò)誤.

6.（2017?杭州市四校聯(lián)考）第17屆亞運(yùn)會(huì)于2014年9月19日?10月4日在韓國(guó)仁川舉行，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員

薛長(zhǎng)銳、李玲以5.55m和4.35m分別奪得男、女撐桿跳金牌.如果把撐桿跳全過(guò)程分成四個(gè)階段：a?&

b?c、c?d、d?e,如圖6所示，不計(jì)空氣阻力，則對(duì)這四個(gè)階段的描述不正確的是（）

A.a?6階段：加速助跑，人和桿的總機(jī)械能增加

B.6?c階段：桿彎曲、人上升，系統(tǒng)動(dòng)能減少，重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能增加

C.c?，階段：桿伸直、人上升，人的動(dòng)能減少量等于重力勢(shì)能增加量

D.d?e階段：人過(guò)橫桿后下落，重力所做的功等于人動(dòng)能的增加量

答案C

解析a?6階段：加速過(guò)程中，人和桿的動(dòng)能增加，重力勢(shì)能不變，人和桿的機(jī)械能增加，所以A正確；

6?c階段：人上升過(guò)程中，人和桿的動(dòng)能減少，重力勢(shì)能和桿的彈性勢(shì)能均增加，所以B正確；c?，階

段：桿在恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，人的動(dòng)能和桿的彈性勢(shì)能的減少量之和等于重力勢(shì)能的增加量，所以C錯(cuò)誤;

八e階段：只有重力做功，重力所做的功等于人動(dòng)能的增加量，所以D正確.

7.如圖7所示，/、8兩球質(zhì)量相等，力球用不能伸長(zhǎng)的輕繩系于。點(diǎn)，8球用輕彈簧系于。,點(diǎn)，。與。,

點(diǎn)在同一水平面上，分別將/、8球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，

將兩球分別由靜止開(kāi)始釋放，當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球仍處在同一水平面上，不計(jì)空氣阻力,

A'

A.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球動(dòng)能相等

B.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，力球動(dòng)能較大

C.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，6球動(dòng)能較大

D.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，受到的拉力相等

答案B

解析整個(gè)過(guò)程中兩球減少的重力勢(shì)能相等，力球減少的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為/球的動(dòng)能，6球減少的重

力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為8球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，所以到達(dá)懸點(diǎn)正下方時(shí)A球的動(dòng)能大于8球的動(dòng)能，所以B

正確，A、C錯(cuò)誤；在懸點(diǎn)正下方位置根據(jù)牛頓第二定律，小球所受拉力與重力的合力提供向心力，則4球

受到的拉力較大，所以D錯(cuò)誤.

8.（2017?溫州市質(zhì)檢）研究“蹦極”運(yùn)動(dòng)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)員身上裝好傳感器，用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)員在不同時(shí)刻下

落的高度及速度.如圖8甲所示，運(yùn)動(dòng)員及所攜帶的全部設(shè)備的總質(zhì)量為70kg,彈性繩原長(zhǎng)為10m.運(yùn)

動(dòng)員從蹦極臺(tái)自由下落，根據(jù)傳感器測(cè)到的數(shù)據(jù)，得到如圖乙所示的速度一位移（〃一/）圖象.不計(jì)空氣阻

力，重力加速度g取10m/s?.下列判斷正確的是（）

30

25

20

15

10

°51015202530Z/m

乙

A.運(yùn)動(dòng)員下落運(yùn)動(dòng)的軌跡為一條拋物線

B.運(yùn)動(dòng)員下落加速度為0時(shí)彈性勢(shì)能為0

C.運(yùn)動(dòng)員下落速度最大時(shí)繩的彈性勢(shì)能也為最大

D.運(yùn)動(dòng)員下落到最低點(diǎn)時(shí)彈性勢(shì)能為2.1X10,J

答案D

解析運(yùn)動(dòng)員下落運(yùn)動(dòng)的軌跡為一條直線，A錯(cuò)誤；加速度為0時(shí)，運(yùn)動(dòng)員下落速度最大，此時(shí)繩拉力與

重力平衡，繩處于伸長(zhǎng)狀態(tài)，彈性勢(shì)能不為0,此時(shí)彈性勢(shì)能也不是最大，下落到最低點(diǎn)時(shí)才最大，B、C

錯(cuò)誤；由題圖知，下落最大位移7=30m,彈性勢(shì)能最大，5=^7=70X10X30J=2.1X104J,D正確.

4

9.（2017?紹興一中高一期末）質(zhì)量為勿的物體，由靜止開(kāi)始下落，由于空氣阻力，下落的加速度為三.

在物體下落力的過(guò)程中，下列說(shuō)法不正確的是（）

4

A.物體動(dòng)能增加了三前

B.物體的重力勢(shì)能減少了mgh

C.物體克服阻力所做的功為!加助

4

D.物體的機(jī)械能減少了三儂7?

o

答案D

4

解析根據(jù)牛頓第二定律可得合力b=磔=三儂，合力方向向下，位移方向向下，合力做正功，大小為/=

U

44

Fh=-mgh,根據(jù)動(dòng)能定理可得物體的動(dòng)能增量為y7g力，A正確；物體下落h圖度，重力做功mgh,則重力

UU

41…

勢(shì)能減少⑷助，B正確；物體下落過(guò)程中尸=儂一月=不陪，受到的阻力為丹=三〃冷物體克服阻力所做的功

為，gh,機(jī)械能減小量等于阻力所做的功，故機(jī)械能減少了（儂加故C正確，D錯(cuò)誤.

10.起跳摸高是學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)體育活動(dòng)，一質(zhì)量為〃的同學(xué)彎曲兩腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，

從該同學(xué)用力蹬地到剛離開(kāi)地面的起跳過(guò)程中，他的重心上升了A離地時(shí)他的速度大小為匕下列說(shuō)法正

確的是（）

A.該同學(xué)機(jī)械能增加了儂7?

B.起跳過(guò)程中該同學(xué)機(jī)械能增量為儂A+'j

C.地面的支持力對(duì)該同學(xué)做功為儂

D.該同學(xué)所受的合外力對(duì)其做功為^^+儂力

答案B

解析該同學(xué)重心升高上重力勢(shì)能增大了儂力又知離地時(shí)獲得動(dòng)能為攝則機(jī)械能增加了磔

A錯(cuò)，B對(duì)；該同學(xué)與地面作用過(guò)程中，支持力對(duì)該同學(xué)做功為零，C錯(cuò)；該同學(xué)所受的合外力做功等于動(dòng)

能增量，則”與洛D錯(cuò).

11.（2017?余姚中學(xué)高三上期中）一個(gè)物體從距水平地面〃高處自由下落，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)其動(dòng)能是重

力勢(shì)能的2倍時(shí)（以地面為零勢(shì)能面），物體的速度為（）

A.y[gHB.

c.D.

答案C

解析物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，故有：mgH=mgh+^,物體的動(dòng)能是其重力勢(shì)能的2倍，故:

%卡=2mgh,聯(lián)立解得：初,選項(xiàng)C正確.

12.如圖9所示，在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為0的小球4若將小球/從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，

小球/能夠下降的最大高度為加若將小球/換為質(zhì)量為2〃的小球8仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，已

知重力加速度為g