高中物理 模块要点回眸 第30点 机械能守恒条件的五种具体表现素材 教科版必修2.doc

第30点机械能守恒条件的五种具体表现只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.机械能守恒的条件是“只有重力或弹力做功”，其具体表现为以下五种情况：(1)只受重力，单个物体的动能和重力势能相互转化，物体的机械能守恒.(2)既受重力，还受其他力，但其他力不做功，单个物体的动能和重力势能相互转化，物体的机械能守恒.(3)既受重力，还受其他力，其他力也做功，但做的总功为零，单个物体的动能和重力势能相互转化，物体的机械能守恒.(4)只有弹簧的弹力做功，物体的动能和弹簧的弹性势能相互转化，物体与弹簧组成的系统机械能守恒.(5)只有重力和弹簧的弹力做功，物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之间相互转化，物体和弹簧组成的系统机械能守恒.对点例题如图1所示，在光滑固定的曲面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球a和b，两球之间用一根轻质弹簧相连，用手拿着a如图所示竖直放置，a、b间距离l0.2 m，小球b刚刚与曲面接触且距水平面的高度h0.1 m.此时弹簧的弹性势能ep1 j，自由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上，以后一直沿光滑地面运动，不计一切碰撞时机械能的损失，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是()图1a.下滑的整个过程中弹簧和a球组成的系统机械能守恒b.下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒c.b球刚到地面时，速度是 m/sd.当弹簧处于原长时，以地面为参考平面，两球在光滑水平面上运动时的机械能为6 j解题指导系统涉及弹簧和a、b两个小球，机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.本题中特别需注意的是弹簧对a、b都有作用力.由于弹簧和b之间有作用力，弹簧和a球组成的系统机械能不守恒，a项错；由于没有摩擦，系统只有弹簧弹力和重力做功，则b项正确；因为弹簧作用于b，并对b做功，b的机械能不守恒，而 m/s是根据机械能守恒求解出的，所以c项错；根据系统机械能守恒，到地面时的机械能与刚释放时的机械能相等，又弹簧处于原长，则emag(lh)mbghep6 j，d项对.答案bd如图2所示，小球自高h处以初速度v0竖直下抛，正好落在竖直弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起，弹簧质量不计，空气阻力不计，则()图2a.小球落到弹簧上后立即做减速运动，动能不断减小，但动能与弹性势能总和保持不变b.在碰到弹簧后的下落过程中，系统的弹性势能与重力势能之和先变小后变大c.在碰到弹簧后的下落过程中，重力势能与动能之和一直减小d.小球被弹起后，上升的最高点仍是出发点答案精析第30点机械能守恒条件的五种具体表现精练bc由于空气阻力不计，小球、弹簧、地球三者组成的系统机械能守恒，小球运动过程中，动能、重力势能与弹性势能之和保持不变小球碰到弹簧后，开始时弹力小于重力，合力方向向下，小球加速向下运动，动能增加，重力势能减少，弹簧弹性势能增加，但弹性势能与重力势能之和将随动能的增加而减少当小球运动到弹力大小与重力相等时，加速度为零，速度达到最大值再继续向下运动时，弹力大于重力，合力方向向上，小球将做减速运动，动能减少，弹性势能继续增加，重力势能继续减少，但重力势能与弹性势能之和将随动能的减少而增加当到达最低点时，小球的速度变为零，即此时动能为零，重力势能与弹性势能之和达到最大值在小球下落过程中，重力势能与弹性势能之和经历了先变小后变大的过程接触弹簧后，因弹簧不断被压缩，弹性势能不断增大，因而重力势能与动能之和一直减小