高頻考點(diǎn)解密物理-能量和動(dòng)量考點(diǎn)機(jī)械能守恒定律

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精1．機(jī)械能守恒定律及其表達(dá)式（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)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變.(2)表達(dá)式：。（3）機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式ΔEp=–ΔEk；（不需要選零勢(shì)能面)Ek+Ep=Ek′+Ep′;（一定要選零勢(shì)能面)ΔE增=ΔE減。（不需要選零勢(shì)能面）2．機(jī)械能守恒定律的表達(dá)形式及應(yīng)用(1）守恒觀點(diǎn)①表達(dá)式：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或E1=E2。②意義：系統(tǒng)初狀態(tài)的機(jī)械能等于末狀態(tài)的機(jī)械能。③注意問題：要先選取零勢(shì)能參考平面,并且在整個(gè)過程中必須選取同一個(gè)零勢(shì)能參考平面。(2)轉(zhuǎn)化觀點(diǎn)①表達(dá)式:ΔEk=–ΔEp；②意義:系統(tǒng)（或物體）的機(jī)械能守恒時(shí)，系統(tǒng)增加（或減少）的動(dòng)能等于系統(tǒng)減少（或增加）的勢(shì)能.③注意問題：要明確勢(shì)能的增加量或減少量，即勢(shì)能的變化，可以不選取零勢(shì)能參考平面.(3)轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)①表達(dá)式：ΔEA增=ΔEB減。②意義：若系統(tǒng)由A、B兩部分組成，當(dāng)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒時(shí)，則A部分機(jī)械能的增加量等于B部分機(jī)械能的減少量.③注意問題：A部分機(jī)械能的增加量等于A部分末狀態(tài)的機(jī)械能減初狀態(tài)的機(jī)械能，而B部分機(jī)械能的減少量等于B部分初狀態(tài)的機(jī)械能減末狀態(tài)的機(jī)械能。（2014·廣東卷）如圖所示是安裝在列車車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。在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中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【參考答案】B【試題解析】由于楔塊與彈簧盒、墊板間有摩擦力，即摩擦力做負(fù)功，則機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；墊板動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢(shì)能，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！緫?yīng)試技巧】抓住“只有彈簧彈力做功機(jī)械能守恒，但除了彈簧彈力之外還有摩擦力做功，機(jī)械能減小”這個(gè)特點(diǎn)，做題就很容易。1．將小球以某一初速度從地面豎直向上拋出,取地面為零勢(shì)能面，小球在上升過程中的動(dòng)能Ek、重力勢(shì)能Ep與上升高度h間的關(guān)系分別如圖中兩直線所示。取g=10m/s2，下列說法正確的是A．小球的質(zhì)量為0.1kgB．小球受到的阻力（不包括重力）大小為0.5NC．小球動(dòng)能與重力勢(shì)能相等時(shí)的高度為20/9mD．小球上升到3m時(shí),動(dòng)能與重力勢(shì)能之差為0.5J2．彈簧彈性勢(shì)能的最大值為8J，則下列說法正確的是A．輕彈簧的勁度系數(shù)是50N/mB．從d到b滑塊克服重力做功8JC．滑塊的動(dòng)能最大值為8JD．從d點(diǎn)到c點(diǎn)彈簧的彈力對(duì)滑塊做功8J3．如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上.一質(zhì)量為m=0.2kg的小球，從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過程中（彈簧在彈性限度內(nèi)），其速度v和彈簧壓縮量?x之間的函數(shù)圖象如圖乙所示，其中A為曲線的最高點(diǎn)，小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì),g取10m/s2，則下列說法正確的是A．小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大B．該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N/mC．從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中,小球的機(jī)械能守恒D．從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小4．如圖所示，半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，O是圓心，虛線OC水平，D是圓環(huán)最低點(diǎn)；兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B套在圓環(huán)上，兩球之間用輕桿相連，從圖示位置由靜止釋放，則A．A、B系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒B．當(dāng)桿水平時(shí),A、B球速度達(dá)到最大C．B球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)D時(shí)，A、B系統(tǒng)重力勢(shì)能最小D．A球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)過程中受到的合外力做正功5．如圖所示，一根細(xì)繩繞過光滑的定滑輪，兩端分別系住A、B兩物體，其質(zhì)量M都為2kg,使A、B靜止于同一高度，離地高度h為1m，現(xiàn)輕輕的放一質(zhì)量為1kg的小物體C到A上且粘連，重力加速度g取10m/s2，設(shè)繩足夠長(zhǎng)，繩與滑輪的質(zhì)量不計(jì)，A、B、C都可視為質(zhì)點(diǎn)。（1)在沒有加C物體到A上時(shí)，求繩中拉力的大小;（2)當(dāng)A物體在C的影響下由靜止釋放到落地時(shí)，求A、B、C所組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量；（3）當(dāng)A物體由靜止釋放到落地時(shí)，求B物體此刻速度的大小。6．如圖所示為豎直平面內(nèi)的一半徑R=0。80m的光滑圓弧槽BCD,傾角為60°的斜面AB與圓弧槽BCD相切于B點(diǎn)，一水平面DQ與圓弧槽相接于D點(diǎn)?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.10kg的小球從B點(diǎn)正上方H=1。0m高處的光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，由B點(diǎn)進(jìn)入圓弧軌道，從D點(diǎn)飛出后落在水平面上的Q點(diǎn)，DQ間的距離x=2。4m，球從D點(diǎn)飛出后的運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)于DQ水平面上升的最大高度h=0。80m，g取10m/s2,不計(jì)空氣阻力.求:（1）小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)它的支持力大小FN。(2）小球經(jīng)過最高的P的速度大小vP.(3）D點(diǎn)與圓心O的高度差hOD。

1．AC【解析】在最高點(diǎn)，Ep=mgh，得:，故A正確；由除重力以外其他力做功W其=?E可知：–fh=E高–E低，E為機(jī)械能，解得:f=0。25N，故B錯(cuò)誤；設(shè)小球動(dòng)能和重力勢(shì)能相等時(shí)的高度為H，此時(shí)有：mgH=mv2，由動(dòng)能定理：–fH–mgH=mv2–mv02，得：H=m,故C正確；由圖可知，在h=3m處，小球的重力勢(shì)能是3J，動(dòng)能是1.25J，所以小球上升到3m時(shí)，動(dòng)能與重力勢(shì)能之差為3J–1。25J=1.75J,故D錯(cuò)誤?！久麕燑c(diǎn)睛】該題首先要會(huì)從圖象中獲得關(guān)鍵信息，這種圖象類型的題目，要關(guān)注圖象的交點(diǎn)，斜率等，明確其含義，能夠有利于解題.2．A【解析】當(dāng)滑塊的合力為0時(shí)，滑塊速度最大,由題意可知，在c點(diǎn)時(shí)滑塊的速度最大，此瞬間滑塊受力平衡，則有：，可得，故A正確;滑塊從d到a，運(yùn)用動(dòng)能定理得，WG+W彈=0–0，又W彈=Ep=8J,可得WG=–8J,即克服重力做功8J,所以從d到b滑塊克服重力做功小于8J，故B錯(cuò)誤;滑塊從a到c,由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒知,重力勢(shì)能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量與滑塊的動(dòng)能增加量之和，而彈簧的最大彈性勢(shì)能是8J，所以滑塊的動(dòng)能最大值小從d點(diǎn)到c點(diǎn)彈簧的彈力對(duì)滑塊做功小于8J，故D錯(cuò)誤.【名師點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是認(rèn)真分析物理過程,把復(fù)雜的物理過程分成幾個(gè)小過程并且找到每個(gè)過程遵守的物理規(guī)律,列出相應(yīng)的物理方程解題。同時(shí)要明確彈簧彈力做的功等于彈性勢(shì)能的變化.3．B【解析】由小球的速度圖象可知,開始時(shí)小球的速度增大,說明小球的重力大于彈簧對(duì)它的彈力,當(dāng)?x=0.1m時(shí)，小球的速度最大，然后減小,說明當(dāng)?x=0.1m時(shí)，小球的重力等于彈簧的對(duì)它的彈力。此彈力最大時(shí)的加速度a==,小球剛接觸彈簧時(shí)的加速度為10m/s2，所以壓縮到最短時(shí)的加速度最大，故A錯(cuò)誤，B正確；小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，單獨(dú)的小球機(jī)械能不守恒，故C錯(cuò)誤；從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能一直增大，故D錯(cuò)誤.【名師點(diǎn)睛】圖乙中曲線的最高點(diǎn)，對(duì)應(yīng)加速度為零，重力等于彈力,根據(jù)胡克定律可求出彈簧的勁度系數(shù)。根據(jù)速度為零時(shí)彈簧的形變量，可求最低點(diǎn)的加速度大于重力加速度。從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中,只有重力和彈簧彈力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,小球的機(jī)械能不守恒。4．AB【解析】A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。B球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能為mgR，在桿子從豎直狀態(tài)到水平狀態(tài)的過程中，系統(tǒng)重力勢(shì)能下降最大，重力勢(shì)能最小，故A正確，C錯(cuò)誤；A球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過程中，速度先增大后減小,則合力先做正功，后做負(fù)功，故D錯(cuò)誤;因?yàn)闂U子水平時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能減小最大,根據(jù)機(jī)械能守恒,知系統(tǒng)動(dòng)能最大，所以當(dāng)桿水平時(shí)，A、B球的速度最大，故B正確?！久麕燑c(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，知道當(dāng)桿子水平時(shí)，系統(tǒng)重力勢(shì)能減小最大。5．（1）20N（2）10J（3）2m/s【解析】(1）（2）設(shè)系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量為?EP減則?EP減=（M+m)gh–Mgh解得?EP減=10J（3）根據(jù)機(jī)械能守恒定律?EP減=?Ek增解得代入數(shù)據(jù)v=2m/s【名師點(diǎn)睛】本題主要考查了機(jī)械能守恒定律的直接應(yīng)用，注意分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，明確物理規(guī)律的應(yīng)用即可求解。6．（1）8N(2)3。0m/s（3）0.65m【解析】（1）設(shè)經(jīng)過C點(diǎn)的速度為v1，由機(jī)械能守恒得在C點(diǎn)，由牛頓第二定律有FN–