8.4机械能守恒定律（分层作业）（解析版）高一物理同步高效课堂（人教版2019必修第二册）.docxVIP

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第4节机械能守恒定律

机械能守恒的判断

1．起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，在重物上升到一定高度的过程中，下列说法正确的是（????）

A．重物的机械能一直增大 B．重物的机械能可能不变

C．重物的机械能先增大后减小 D．重物的机械能可能减小

【答案】A

【详解】起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，在重物上升到一定高度的过程中，重物的动能增加，重力势能增加，所以重物的机械能一直增大。

故选A。

2．如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（）

A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒

B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒

C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，绳子拉力分别对A和B做功，所以A、B组成的系统机械能不守恒

D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒

【答案】D

【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增加，故A机械能减少，故A错误；

B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体A将向右运动，故物体B对物体A的弹力对物体A做功，物体A的动能增加，物体B机械能减少，故B错误；

C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统只有重力做功，所以A、B组成的系统机械能守恒，故C错误；

D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的动能和重力势能均不变，小球的机械能守恒，故D正确。故选D。

机械能守恒定律的应用

3．小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点（????）

A．P球的速度一定大于Q球的速度

B．P球的动能一定大于Q球的动能

C．P球的机械能一定大于Q球的机械能

D．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力

【答案】D

【详解】A．根据机械能守恒定律得解得绳越长速度越大，所以P球的速度一定小于Q球的速度，A错误；

B．根据机械能守恒定律得无法比较两球的动能，B错误；

C．取天花板为零势面，P球的机械能等于Q球的机械能，均等于零，C错误；

D．根据牛顿第二定律得解得质量越大拉力越大，所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，D正确。故选D。

4．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中（）

A．圆环的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大

B．弹簧弹性势能变化了2mgL

C．圆环下滑到最大距离时加速度为零

D．圆环的机械能守恒

【答案】A

【详解】A．根据题意可知，圆环的速度先增大后减小，动能先增大后减小，根据系统的机械能守恒可知，圆环的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大。故A正确；

B．根据几何关系可知圆环下滑的最大距离为根据系统的机械能守恒，弹簧弹性势能的增加量等于圆环重力势能的减少量，则弹簧的弹性势能变化了故B错误；

C．当圆环加速度为零时，速度最大，继续向下运动，弹簧弹力增大，则圆环下滑到最大距离时合力不为零，加速度不为零。故C错误；

D．下滑过程中，弹簧的弹力对圆环做功，则圆环机械能不守恒。故D错误。故选A。

5．把质量为1kg的小球放在竖直放置的弹簧上，并把球往下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）。途中经过位置B时弹簧正好处于原长状态（图乙）。已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都可忽略，取弹簧原长为弹性势能零点，重力加速度，则有（）

A．小球从A上升至B的过程中，小球的动能一直增加

B．小球从B上升到C的过程中，小球的机械能一直减小

C．小球在位置A时，弹簧的弹性势能为2J

D．小球在位置A时，弹簧的弹性势能为3J

【答案】D

【详解】A．小球从A上升至B的过程中，开始阶段弹力大于重力，加速度向上，即小球向上加速，动能增加；最后阶段弹力小于重力，加速度向下，即小球向上减速，动能减小，即该过程中小球的动能先增加后减小，选项A错误；

B．小球从B上升到C的过程中，只有重力做功，则小球的机械能守恒，选项B错误；

CD．从A到C由能量关系可知即小球在位置A时，弹簧的弹性势能为3J，选项C错误，D正确。故选D。

6．滑雪运动深受人民群众喜爱。某滑雪运动员（可视为质点）由坡道进