4 机械能守恒定律 [教材链接] (1)重力势能 弹性势能 动能 (2)①保持不变 ②Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 E1=E2 ③只有重力或系统内弹力做功 例1 C [解析] 甲图中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A的机械能不守恒,选项A错误.乙图中物体B除受重力外,还受弹力,弹力对B做负功,B的机械能不守恒,但A、B组成的系统机械能守恒,选项B错误.丙图中绳子张力对A做负功,对B做正功,做功的代数和为零,A、B组成的系统机械能守恒,选项C正确.丁图中小球的重力势能转化为小球的动能和橡皮条的弹性势能,小球的机械能不守恒,选项D错误. 变式1 C [解析] 由A图可知,力F对木块做正功,机械能增加,故A错误;由B图可知,力F对木块做负功,机械能减小,故B错误;C图中斜面光滑,木块运动过程中只有重力做功,只有重力势能和动能的相互转化,机械能守恒,故C正确;D图中斜面粗糙,木块下滑过程中,摩擦力做负功,机械能减小,故D错误. 例2 AC [解析] 根据题意可知,物体离手后,只有重力做功,故机械能守恒,以地面为参考平面,由机械能守恒定律有m+mgh=mv2,解得v=,可知物体落地速度大小与初速度大小和抛出高度有关,与物体的质量无关,只改变物体的质量,物体落地速度大小不变,故A正确;只改变物体的初速度大小,物体落地速度大小改变,故B错误;只改变物体初速度的仰角,物体落地速度大小不变,故C正确;只改变物体的初始高度,物体落地速度大小改变,故D错误. 变式2 A [解析] 根据机械能守恒定律得m=m,m=m,则v1=v2,小球沿着MPN管道运动时,先减速后加速,小球沿着MQN管道运动时,先加速后减速,前者平均速率小,后者平均速率大,运动的路程相同,故t1 >t2,选项A正确. 例3 ACD [解析] 小球从B至C过程,重力大于弹力,合力向下,小球做加速运动,小球从C至D过程,重力小于弹力,合力向上,小球做减速运动,所以小球由B至D的过程中,动能先增大后减小,在C点动能最大,速度最大,故A、C正确;由A至B下落过程中小球只受重力,其机械能守恒,从B至D过程,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,但小球的机械能不守恒,故B错误;在D位置小球速度减小到零,小球的动能为零,则从A运动到D时,小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,故D正确. 例4 R≤h≤5R [解析] 设物块在圆弧轨道最高点时速度为v,取圆弧轨道底部所在水平面为零势能面,由机械能守恒定律得 mgh=2mgR+mv2 物块在圆弧轨道最高点时受到重力mg和轨道的压力FN,重力与压力的合力提供向心力,有mg+FN=m 物块能通过最高点的条件是FN≥0 联立得v≥,h≥R 由于FN≤5mg,故v≤ 则h≤5R 所以h的取值范围是R≤h≤5R. 随堂巩固 1.CD [解析] 甲图中,不论是匀速升空还是加速升空,由于推力都对火箭做正功,所以火箭的机械能都增加,故A错误;物体匀速上升,动能不变,重力势能增加,则机械能增加,故B错误;小球在做匀速圆周运动的过程中,细线的拉力不做功,机械能守恒,故C正确; 弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动,只有重力做功,所以弹丸的机械能守恒,故D正确. 2.D [解析] 竖直上抛的物体和沿斜面运动的物体上升到最高点时的速度均为0,由机械能守恒定律得mgh=m,斜上抛的物体在最高点时的速度不为零,设为v1,有mgh2=m-m,所以h2
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
