1、第七章 机械能守恒定律第8节 机械能守恒定律一、动能和势能的相互转化1重力势能与动能物体自由下落或沿光滑斜面下滑时，重力对物体做_，物体的重力势能_，动能_，_能转化成了_能，如图甲所示。2弹性势能与动能被压缩的弹簧具有_势能，弹簧恢复原来形状的过程，弹力做正功，弹性势能_，被弹出的物体的动能_，_转化为动能，如图乙所示。3机械能_、弹性势能和_的总称，通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式_成另一种形式。二、机械能守恒定律1推导：物体沿光滑斜面从A滑到B。（1）由动能定理：WG=_。（2）由重力做功与重力势能的关系：WG=_。结论：初机械能等于末机械能Ep1+Ek1=_。2内容：在只有_或
2、_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_。3表达式：_=Ek1+Ep1，即_=E1。4守衡条件：只有_或_做功。正功 减少 增大 重力势能 动 弹性 减少 增大 弹性势能 动能 重力势能 转化Ek2Ek1 Ep1Ep2 Ep2+Ek2 重力 弹力 保持不变 Ek2+Ep2 E2 重力 弹力一、机械能守恒的判断方法1利用机械能的定义判断（直接判断）：若物体动能、势能均不变，则机械能不变。若一个物体动能不变、重力势能变化，或重力势能不变、动能变化或动能和重力势能同时增加（减小），其机械能一定变化。2用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，虽受其他力，但其他力不做功，
3、机械能守恒。3用能量转化来判断：若物体或系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体或系统机械能守恒。4对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失。【例题1】如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用轻质杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中A杆对球的力沿杆方向B杆对A球做正功，杆对B球做负功CA球、B球、杆和地球组成的系统机械能守恒D重力对A球做功的瞬时功率一直变大参考答案：BC二、机械能守恒定律的三种表达形式及应用1守恒
4、观点（1）表达式：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或E1=E2。（2）意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能。（3）注意问题：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面。2转化观点（1）表达式：Ek=Ep。（2）意义：系统的机械能守恒时，系统增加（或减少）的动能等于系统减少（或增加）的势能。3转移观点（1）表达式：EA增=EB减。（2）意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量。学科*网【例题2】如图所示，在倾角=30的光滑固定斜面上，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
5、根长L=0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1 m。两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2。则下列说法中正确的是A下滑的整个过程中A球机械能守恒B下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒C两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2 m/sD两球组成的系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为2/3 J参考答案：BD1（2018上海高中物理合格考模拟）忽略空气阻力，下列物体运动过程中满足机械能守恒的是A电梯匀速下降 B在真空管中自由下落的羽毛C物体沿着斜面匀速下滑 D电梯加速上升2关于机械能守恒的叙述，正确的是A做匀速直线运动的物体机械能不一定
6、守恒B做变速直线运动的物体机械能不可能守恒C合外力为零时，机械能一定守恒D只有重力对物体做功，物体的机械能不一定守恒3下列说法中正确的是A用绳子拉着物体匀速上升，只有重力和弹力对物体做功，物体的机械能守恒B做竖直上抛运动的物体，只有重力对它做功，机械能守恒C沿光滑斜面自由下滑的物体，只有重力对物体做功，机械能守恒D用水平拉力使物体沿光滑水平面匀加速运动，机械能守恒4（2018北京市西城区普通高中合格性考试）质量为1 kg的物体，自由下落2 s，则在这2 s内，（取g=10 m/s2）A重力做正功200 JB重力做正功100 JC重力做功的平均功率为50 WD物体下落过程中机械能守恒5（2018
7、福建省平和一中、南靖一中等四校高一联考）一人用力把质量为1 kg的物体由静止向上提高4 m，使物体获得8 m/s的速度，则下列说法中正确的是（g=10 m/s2）A物体动能改变为64 J B物体重力做功为40 JC合外力对物体做的功为32 J D人对物体做功为72 J6（2018浙江教育绿色评价联盟高考适应性试卷）跳高是体育课常进行的一项运动，小明同学身高1.70 m，质量为60 kg，在一次跳高测试中，他先弯曲两腿向下蹲，再用力蹬地起跳，从蹬地开始经0.4 s竖直跳离地面，假设他蹬地的力恒为1 050 N，其重心上升可视为匀变速直线运动，则小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的的增加量（不计
8、空气阻力，g取）A1 830 JB1 470 JC630 JD270 J7如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b。a球质量为 m，静置于地面，b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧。从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为Ah B1.5h C2h D2.5h8（2018重庆市第一中学、合肥八中、石家庄市第一中学模拟）如图，半径为R的半圆形轨道竖直固定，AO段光滑，OB段粗糙且各处粗糙程度相同，AB连线水平。一质量为m的滑块从A处由静止下滑，经最低点O后向右最高能到达C处，CO竖直高度为H，下列说法正确的是A滑块从O到C的过程，克服摩擦力做功
9、mg（RH）B滑块从O到C和从C回到O的时间相等C滑块从C回到O的过程，速度一直增加D滑块从C回到O时的动能大于mg（2HR）9一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，那么如图所示，表示物体的动能随高度h变化的图象A，物体的重力势能EP随速度v变化的图象B，物体的机械能E随高度h变化的图象C，物体的动能Ek 随速度v的变化图象D，可能正确的是10如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是A物体落到海平面时的势能为mghB重力对物体做的功为mghC物体在海平面上的动能为D物体在海平面上的机械能为
10、11一物体从某一高度自由落下，落在直立于地面的轻弹簧上，如图所示，在A点，物体开始与弹簧接触，到B点时，物体速度为零，然后被弹回。下列说法中正确的是A物体从A下降到B的过程中，动能不断变小B物体从B上升到A的过程中，动能不断变小C物体从A下降到B，以及从B上升到A的过程中，动能都是先增大，后减小D物体从A下降到B的过程中，物体动能和重力势能的总和不变12一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是A运动员到达最低点前重力势能始终减小B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C蹦极过程中，运动员、地
11、球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关13（2018辽宁省大连市普通高中学生学业水平模拟）如图所示，用细线悬挂的小球从A点开始摆动，经过最低点B时摆线被直尺P挡住，球继续摆动至C点。若不计空气阻力，下列说法正确的是AA到B过程小球的机械能增加BB到C过程小球的机械能减少CA到C过程小球的机械能增加DA到B过程小球的机械能守恒14（2018浙江省杭州市高考命题预测卷）如图所示，游乐场有高为H倾角为的滑梯，表面粗糙，一个质量为m的小孩从顶端静止开始出发往下跑，跑到底端时速度为v，不计空气阻力，则下列说法正确的是A小孩的机械能减少B滑梯对人做功为mv2m
12、gHC滑梯对人不做功D合外力做功为mv2+mgH15（2018宁夏银川市银川唐徕回民中学等三校模拟）蹦床（Trampoline）是一项运动员利用从蹦床反弹中表现杂技技巧的竞技运动，它属于体操运动的一种，蹦床有“空中芭蕾”之称。在某次“蹦床”娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h1处开始计时，其动能Ek与离地高度h的关系如图所示。在h1h2阶段图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦。下列有关说法正确的是A整个过程中小朋友的机械能守恒B从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先增大后减小C小朋友处于hh4高度时，
13、蹦床的弹性势能为Epmg（h2h4）D小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为Epmmgh116（2018四川省南充高级中学模拟）“太极球”运动是一项较流行的健身运动，做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上，现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则A在B、D两处小球运动的加速度一定相同B只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处可能不受平板的摩擦力作用C平板对小球的作用力在A处最大，在C处最小D小球运动过程中机械能保持不变17（2018浙江省杭州市高考命题预
14、测卷）如图甲，有一物体由O点以初速度v0沿水平面向右滑行，物体始终受到一个水平向左的恒力F，已知物体与水平面间的动摩擦因数0.5，其动能Ek随离开O点的距离s变化的图线如图乙所示，则以下说法正确的是A物体的质量为m0.4 kgB物体受到水平向左的恒力F5 NC物体与水平面间的摩擦力大小f5 ND由于摩擦力做负功，物体的机械能不断减小18（2018天津市部分区质检）如图所示，一木块右端连接轻质弹簧，静止在倾角为的固定斜面上。现用力F沿斜面向上缓慢拉弹簧的上端P，直至木块沿斜面匀速上滑（滑动摩擦力等于最大静摩擦力），此时F=F0。从力F作用开始，至木块滑动距离L的过程中，下列说法正确的是A木块所受
15、摩擦力先变大后变小B力F做功为C弹簧的弹性势能一直增加D弹簧和木块组成的系统的机械能一直增加19（2018江西省浮梁一中高考冲刺训练）如图所示，光滑的直角细杆AOB固定在竖直平面内，OA杆水平，OB杆竖直。有两个质量相等均为0.3 kg的小球a与b分别穿在OA、OB杆上，两球用一轻绳连接，轻绳长L=25 cm。两球在水平拉力F作用下目前处于静止状态，绳与OB杆的夹角=53，求：（1）此时细绳对小球b的拉力大小，水平拉力F的大小；（2）现突然撤去拉力F，两球从静止开始运动，设OB杆足够长，运动过程中细绳始终绷紧，则当=37时，小球b的速度大小。（sin37=0.6，cos37=0.8，sin53
16、=0.8，cos53=0.6）20如图所示，均匀铁链长为L，平放在距地面为2L的光滑水平桌面上，其长度的悬垂于桌面下。从静止开始释放铁链，求铁链的下端刚要着地时的速度大小。21（2018浙江省杭州市高考命题预测卷）北京时间10月4日晚20时7分，一颗小行星以14.6 km/s的速度冲向地球，在云南省香格里拉县城西北40公里处与空气摩擦产生高温从而发生爆炸，爆炸当量相当于540吨TNT，有部分陨石掉入地面。在陨石冲向地面的过程中（假设质量不变）A陨石机械能守恒B陨石动能的减小量等于陨石克服阻力所做的功C陨石重力势能减小量等于动能的增加量D陨石重力势能减小量等于重力对陨石做的功22（2018广东省
17、湛江市第二次模拟）我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前天宫二号的运行轨道高度为393 km，天舟一号货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则A“组合体”比“天宫二号”加速度大B“组合体”比“天舟一号货运飞船”角速度大C“组合体”比“天宫二号”周期大D“组合体”比“天舟一号货运飞船”机械能大23用恒力F竖直向上拉一物体，使其由地面处开始加速上升到某一高度。若该过程空气阻力不能忽略，则下列说法中正确的是A力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增加量B重力所做的功等于物体重力势能
18、的增加量C力F做的功和阻力做的功之和等于物体与地球系统机械能的增加量D力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增加量24如图所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30的粗糙斜面向上运动的过程中，受一个恒定的沿斜面向上的拉力F作用，这时物块的加速度大小为4 m/s2，方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的是A物块的机械能一定增加B物块的机械能一定减小C物块的机械能可能不变D物块的机械能可能增加也可能减小25如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长时，圆环高度为h。让圆环沿杆滑下
19、，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑到底端的过程中A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能先减小后增大C弹簧的弹性势能变化了mghD弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大26如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4 m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是A斜面倾角=60BA获得
20、最大速度为CC刚离开地面时，B的加速度最大D从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒27如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点间的竖直高度差为h，速度为v，则A由A到B重力做的功等于mghB由A到B重力势能减少mv2C由A到B小球克服弹力做功为mghD小球到达位置B时弹簧的弹性势能为mgh28（2018海南省高考压轴卷）我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验，终于在2012年6月24日以7 020 m深度创下世界最新纪录（国外最深不超过6 500 m）。预示着可以征服全球
21、99.8%的海底世界。假设在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了深潜器从水面开始下潜到最后返回水面这10 min内的深度图象（a）和速度图象（b），如图所示，则有A（a）图中h3代表本次下潜的最大深度，应为60 mB全过程中最大加速度是0.025 m/s2C超重现象应发生在34 min和68 min的时间段内D整个深潜器在810 min时间段内机械能守恒29如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2 m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100 N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐。一个质量为
22、m=1 kg的小球放在曲面AB上，现从距BC的高度为h=0.55 m处静止释放小球，它与BC间的动摩擦因数=0.5，小球进入管口C端时，它对上管壁有FN=3.5mg的作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep=0.5 J。取重力加速度g=10 m/s2。求：（1）小球第一次通过C点时的速度大小；（2）在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm；（3）小球最终停止的位置。30（2018新课标全国III卷）在一斜面顶端，将甲乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的A2倍 B4倍 C6倍 D8倍31（2016新
23、课标全国卷）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，如图所示。将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点，AP球的速度一定大于Q球的速度BP球的动能一定小于Q球的动能CP球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力DP球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度32（2015新课标全国卷）如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则Aa落地前，轻杆对b一直做正功Ba落地时速度大小为 Ca下落过程中，其加
24、速度大小始终不大于gDa落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg33（2015天津卷）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，并且处于原长状态，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圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了C圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变34（2018江苏卷）如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度。细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B。质量为m的
25、小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l。用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53。松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动。忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53=0.8，cos53=0.6。求：（1）小球受到手的拉力大小F；（2）物块和小球的质量之比M:m；（3）小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T。【点睛】掌握住机械能守恒的条件，也就是只有重力做功，分析物体是否受到其他力的作用，以及其他力是否做功，由此即可判断是否机械能守恒。2A【解析】在水平方向做匀速直线运动，机械能守恒，竖直方向的匀速直线运动，物体机械能不守恒，
26、所以A正确；C错误；做自由落体运动的物体机械能守恒，所以B错误；只有重力做功时，机械能一定守恒，所以D错误。3BC【解析】选项A中，弹力对物体做功，但没有弹性势能参与转化，机械能不守恒；选项B中，竖直上抛的物体，只受重力作用，机械能守恒；选项C中，物体除受重力作用外，还受斜面支持力作用，但支持力不做功，机械能守恒；选项D中，有拉力做功，机械能不守恒。故选BC。4AD【解析】物体做自由落体运动，在2 s内的位移.。A、根据功的定义式，故A正确、B错误。C、根据平均功率的定义式可知重力做功的平均功率，故C错误。D、物体的自由下落满足只有重力做功，其他力不做功，则机械能守恒，D正确。故选AD。学科*
27、网【点睛】此题关键是知道：合外力的功等于动能变化；重力做功等于重力势能的变化；除重力以外的其他力做功等于机械能的变化。6C【解析】根据牛顿第二定律：，解得：，经过t=0.4 s，人重心上升的高度为，跳离地面时的速度，此过程重力势能的增加量为，动能的增加量为，所以机械能的增加量为，起跳后人做竖直上抛运动，机械能守恒，所以小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量为，故选C。【点睛】选取研究的对象（小明），对研究对象进行受力分析，求出合力，从而求出加速度，最后求小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量。7B【解析】在b球落地前，a、b两球组成的系统机械能守恒，且a、b两球速度大小相等，根据机
28、械能守恒定律可知：，解得，b球落地时，a球高度为h，之后a球向上做竖直上抛运动，在这个过程中机械能守恒，所以a球可能达到最大的高度为1.5h，B正确。8AD【解析】A、滑块从O到C的过程，由功能关系可知，故A正确；B、滑块从O到C和从C回到O的过程中受力不一样，所以加速度也不一样，则用的时间也就不相等，故B错误；C、滑块从C回到O的过程，速度先增大后减小，故C错误；D、滑块从C回到O的过程中平均支持力小于滑块从O到C的过程中的支持力，所以摩擦力也小于从O到C过程中的摩擦力，所有从滑块从C回到O的过程摩擦力做功小于mg（R-H），根据动能定理知：，则，故D正确；故选AD。【点睛】根据向心力知识分
29、析两个过程轨道对滑块支持力的大小，判断滑块经过同一点所受的摩擦力大小，则知摩擦力做功大小的变化。9ABCD【解析】以一定的速度竖直上抛的物体，不计空气阻力，机械能守恒，因此C选项正确。由机械能守恒定律可得：，所以A选项正确。由公式，可知B选项正确。又因为，所以D选项正确，故选ABCD。11C【解析】在A下降到B的过程中，开始阶段，重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度方向向下，物体做加速运动，弹力在增大，合力减小，则加速度减小。当重力等于弹力时，加速度为零，速度达到最大。后来物体在运动的过程中，弹力大于重力，根据牛顿第二定律知，加速度方向向上，加速度方向与速度方向相反，物体做减速运动，运动的过程
30、中弹力增大，加速度增大，到达最低点，速度为零。可知加速度先减小后增大，速度先增大后减小，则动能先增大后减小，故A错误；物体从B上升到A的过程是A到B过程的逆过程，则返回的过程速度先增大后减小，动能先增大后减小，即物体从A下降到B，以及从B上升到A的过程中，动能都是先增大后减小，故B错误，C正确；物体在AB之间运动时，只有重力和弹簧的弹力做功，系统的机械能守恒，即物体从A下降到B的过程中，物体动能、重力势能和弹性势能的总和不变，故D错误。12ABC【解析】蹦极运动只要向下运动，重力势能就减小，所以运动员到达最低点前重力势能始终减小，A正确；蹦极绳张紧后下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加，B正确
31、；在空气阻力忽略时，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C正确；重力势能的改变与重力势能零点的选取无关，D错误。13D【解析】小球摆动过程中，受到重力和细线的拉力，拉力与速度始终垂直，一直不做功，只有重力做功，则小球摆动过程中机械能守恒。故D项正确，ABC三项错误。【点睛】拉力与速度始终垂直，一直不做功，只有重力做功，动能和重力势能相互转化，机械能守恒。14C【解析】跑步时人体内的化学能一部分转化为机械能，所以小孩的机械能增加，故A错误；小孩在下滑过程中，小孩受重力、支持力和静摩擦力，支持力和静摩擦力都不做功，所以滑梯对小孩做的功为零，故B错误，C正确；根据动能定理可得：，故D错误。所
32、以C正确，ABD错误。15C【解析】A、小朋友接触蹦床后，蹦床对小朋友的弹力做功，所以整个过程中小朋友的机械能不守恒，故A错误。B、从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，蹦床对小朋友的弹力先小于重力，后大于重力，随着弹力的增大，合力先减小后反向增大，所以加速度先减小后增大，故B错误；C、由图知，小朋友在处和处动能相等，根据蹦床和小朋友组成的系统机械能守恒得：小朋友处于高度时，蹦床的弹性势能为，故C正确；D、小朋友从下降到过程中，蹦床的最大弹性势能为，故D错误。故选C。17A【解析】根据动能定理得：物体向右运动过程有（F+mg）s=0Ek0，即（F+0.5m10）5=025；物体向
33、左运动过程有（Fmg）s=Ek，即（F0.5m10）5=5；联立解得：m=0.4 kg，F=3 N，故A正确，B错误。摩擦力大小f=mg=0.50.410 N=2 N，故C错误。物体的重力势能不变，动能先减小后增大，则机械能先减小后增大，故D错误。故选A。18D【解析】在木块静止过程中受力平衡，开始时摩擦力等于重力的分力，随着拉力的增大，摩擦力将减小；当拉力大于重力的分力时，摩擦力向下，并随着拉力的增大而增大；当木块运动后摩擦力为滑动摩擦力，大小不变，故A错误；因拉力为变力，故不能根据W=FL求解拉力的功，故B错误；弹簧的弹性势能与形变量有关，当木块做匀速运动时，拉力不变，形变量不变，弹性势能
34、不再增加，故C错误；因拉力一直做正功，故弹簧和木块组成的系统的机械能一直增加，故D正确。故选D。【点睛】本题考查功能关系以及受力分析的基本方法，要注意明确木块静止时受静摩擦力，其大小随拉力的变化而变化，而运动后为滑动摩擦力，摩擦力大小只与压力有关系。19（1）T=5 N F=4N （2）vb=0.6 m/s【解析】（1）先以b球为研究对象，设绳子的拉力大小为T，则由平衡条件有再以a球为研究对象，则有联立解得（2）撤去拉力F后，系统的机械能守恒，则有又将两球的速度分解，两球沿绳子方向的分速度大小相等，则有联立解得2021D【解析】A、在陨石冲向地面的过程中空气阻力对陨石做功，所以陨石机械能不守恒
35、，故A错误；BC、根据动能定理，陨石动能的增加量等于空气阻力对陨石做的功与重力对陨石做的功的代数和，故BC错误；D、根据功能关系可知，陨石重力势能减小量等于重力对陨石做的功，故D正确；故选D。22D【解析】天宫二号在天空运动时，由万有引力提供向心力，根据，解得：，因组合体仍沿天宫二号原来的轨道，故组合体的加速度，周期与“天宫二号”的加速度、周期一样大，而组合体的轨道半径大于天舟一号货运飞船轨道的半径，故组合体的角速度小于天舟一号货运飞船的角速度，故ABC错误；“天舟一号”要从低轨道与较高轨道的“天宫二号”对接，必须加速做离心运动，所以对接后“天舟一号”的机械能将增大，而天宫二号的机械能不变，故
36、组合体的机械能将增大，故D错误；故选D。【点睛】“天舟一号”和“天宫二号”都绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，结合万有引力公式与牛顿第二定律可以求出加速度、周期、角速度的表达式，即可分析求解。23BC【解析】根据动能定理得，力F、阻力、重力三力做功之和等于物体动能的增加量。故AD错误；物体向上运动，重力做负功，重力势能增加，克服重力做的功等于重力势能的增量，故B正确；除重力以外其他力做的功等于物体机械能的增加量，则力F和阻力做的功等于物体机械能的增加量，故C正确。24A【解析】机械能变化的原因是非重力、弹力做功，题中除重力外，有拉力F和摩擦力Ff做功，则机械能的变化决定于力F与
37、Ff做功大小关系，由mgsin +FfF=ma知：FFf=mgsin 30ma0，即FFf，故F做正功多于克服摩擦力做的功，故机械能增加，A项正确。26B【解析】C刚离开地面时，对C有：此时B有最大速度，即，则对B有：对A有：，以上方程联立可解得：，故A正确；初始系统静止，且线上无拉力，对B有：，则，则从释放至C刚离开地面过程中，弹性势能变化量为零；此过程中A、B、C组成的系统机械能守恒，即：以上方程联立可解得：，所以A获得最大速度为，故B正确；对B球进行受力分析可知，刚释放A时，B所受合力最大，此时B具有最大加速度，故C错误；从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B、C及弹簧组成的系统机械能守
38、恒，故D错误。27AD【解析】重力做功只与初、末位置的高度差有关，则由A至B重力功为，故A正确；由A至B重力做功为，则重力势能减少，小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹性势能，所以，故B错误；根据动能定理得：，所以由A至B小球克服弹力做功为，故C错误；弹簧弹力做功量度弹性势能的变化，所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为，故D正确。28C【解析】由速度图象（b）可知，（a）图中h3代表本次下潜的最大深度，应为2 m360 m，A项错误；全过程中最大加速度为m/s20.033 m/s2，B项错误；当深潜器有竖直向上的加速度时，处于超重状态，由图（b）可知应发生在34 min和68 min的时间
39、段内，C项正确；整个深潜器在810 min时间段内减速运动的加速度是0.025 m/s2，所以机械能不守恒，D项错误。故选C。【点睛】本题是一道图象题，考查了实验数据的处理，要学会通过图象去挖掘信息，处理图象题时，要把图象与相对应的物理知识结合起来分析。学科*网29（1）（2）（3），停在BC的中点【解析】（1）小球进入管口C端时，对小球：解得：。（2）在压缩弹簧过程中速度最大时，合力为零。设此时滑块离D端的距离为，则有，解得由机械能守恒定律有：，得。（3）滑块从A点运动到C点过程，设BC间的距离为s由动能定理得：，解得，小球与弹簧作用后返回C处动能不变，设物块在BC上的运动路程为，由动能定理
40、有，解得：，故最终小滑块将停在BC的中点。【点睛】此题将平抛运动、斜面模型、机械能守恒定律有机融合，综合性强。对于小球在斜面上的平抛运动，一般利用平抛运动规律和几何关系列方程解答。31C【解析】从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=mv2，解得： ；在最低点的速度只与半径有关，可知vPvQ；动能与质量和半径有关，由于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，所以不能比较动能的大小，故AB错误；在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得，所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，向心加速度两者相等，故C正确，D错误。故选C。【点睛】此题考查机械能守恒定
41、律及牛顿第二定律的应用；解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量，然后根据题目的条件来分析结论；此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。32BD【解析】当a物体刚释放时，两者的速度都为0，当a物体落地时，没杆的分速度为0，由机械能守恒定律可知，a落地时速度大小为故B正确；b物体的速度也是为0，所以轻杆对b先做正功，后做负功，故A错误；a落地前，当a的机械能最小时，b的速度最大，此时杆对b作用力为0，这时，b对地面的压力大小为mg，a 的加速度为g，故C错误，D正确。【点睛】本题属于系统机械能守恒的定性分析、定量计算问题，此类问题中一是注意机械能守恒的系统性，二是注意从能量守恒定律
42、的高度上分析可以使得问题简化，三是注意在能量转化过程中涉及的动力学分析（受力和运动）。34（1） （2） （3）（）【解析】（1）设小球受AC、BC的拉力分别为F1、F2F1sin53=F2cos53F+mg=F1cos53+F2sin53且F1=Mg解得（2）小球运动到与A、B相同高度过程中小球上升高度h1=3lsin53，物块下降高度h2=2l机械能守恒定律mgh1=Mgh2解得（3）根据机械能守恒定律，小球回到起始点。设此时AC方向的加速度大小为a，重物受到的拉力为T牛顿运动定律MgT=Ma小球受AC的拉力T=T牛顿运动定律Tmgcos53=ma解得（）【点睛】本题考查力的平衡、机械能守恒定律和牛顿第二定律。解答第（1）时，要先受力分析，建立竖直方向和水平方向的直角坐标系，再根据力的平衡条件列式求解；解答第（2）时，根据初、末状态的特点和运动过程，应用机械能守恒定律求解，要注意利用几何关系求出小球上升的高度与物块下降
