(word完整版)高中物理机械能守恒定律典例解题技巧
物理机械能守恒解题技巧
物理机械能守恒解题技巧
《物理机械能守恒解题技巧》
一、物理机械能定律
物理机械能定律是指物体受到力的作用时其机械能会发生变化，其变化符合守恒定律，即机械能的守恒。
物理机械能定律主要有以下几条：
1、实质守恒定律：即物体受到力的作用时，其机械能总量不变。
2、动量守恒定律：即物体受到力的作用时，其动量总量不变。
3、势能守恒定律：即物体受到力的作用时，其势能总量不变。
二、解题技巧
1、分析力作用：要掌握物体受力的作用，特别是它们之间的相互作用，有效地理解问题。
2、构建物体的运动方程：将物体运动的过程抽象成运动方程，即所谓的物理模型，并根据物理机械能定律构建守恒方程，以求出物体运动的解。
3、考虑物体的状态变化：当物体的运动过程中，物体的特性或状态也会发生变化，要考虑到这些状态变化对物体机械能的影响，而找出物体机械能的变化规律，以求出机械能的守恒方程。
4、解决物理方程：将物理问题分解为物理方程，使用数学工具结合物理机械能定律，解决物理方程，从而解出物理问题。
三、总结
物理机械能定律是物理实验的基本规律，也是我们解决物理问题
的基础。
要想更好地解决物理机械能定律的问题，就要掌握物理定律的基本规律，充分利用它们的有关知识，并利用解题技巧，进行有效的物理分析，以求出物理问题的答案。
机械能守恒定律解题的基本思路及在多物体系统、链条、绳、杆中的应用(解析版)
机械能守恒定律解题的基本思路及在多物体系统、链条、绳、杆中的应用模型概述1.机械能是否守恒的三种判断方法1)利用做功判断：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(或做功代数和为0)，则机械能守恒．2)利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，物体或系统也没有机械能与其他形式能的转化，则机械能守恒．3)利用机械能的定义判断：若物体动能、势能之和不变，则机械能守恒．4)对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.2.系统机械能守恒的三种表示方式1)守恒角度：系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等，即E1=E2说明：选好重力势能的参考平面，且初、末状态必须用同一参考平面计算势能2)转化角度：系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能，即ΔE k=-ΔE p说明：分清重力势能的增加量或减少量，可不选参考平面而直接计算初、末状态的势能差3)转移角度：系统内A部分物体机械能增加量等于B部分物体机械能减少量，即ΔE A增=ΔE B减说明：常用于解决两个或多个物体组成的系统的机械能守恒问题说明：①解题时究竟选取哪一种表达形式，应根据题意灵活选取;需注意的是:选用1)式时，必须规定零势能参考面，而选用2)式和3)式时，可以不规定零势能参考面，但必须分清能量的减少量和增加量.②单个物体应用机械能守恒定律时选用守恒观点或转化观点进行列式3.机械能守恒定律解题的基本思路1)选取研究对象；2)进行受力分析，明确各力的做功情况，判断机械能是否守恒；3)选取参考平面，确定初、末状态的机械能或确定动能和势能的改变量；4)根据机械能守恒定律列出方程；5)解方程求出结果，并对结果进行必要的讨论和说明．4.多物体系统的机械能守恒问题1)对多个物体组成的系统，要注意判断物体运动过程中系统的机械能是否守恒．一般情况为：不计空气阻力和一切摩擦，系统的机械能守恒．2)注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关系．3)列机械能守恒方程时，先确定系统中哪些能量增加、哪些能量减少，一般选用ΔE k=-ΔE p或ΔE A= -ΔE B的形式解决问题．4)几种典型问题①速率相等情景注意分析各个物体在竖直方向的高度变化．②角速度相等情景Ⅰ、杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒．Ⅱ、由v=ωr知，v与r成正比．③某一方向分速度相等情景(关联速度情景)两物体速度的关联实质：沿绳(或沿杆)方向的分速度大小相等．典题攻破1.机械能守恒定律解题的基本思路例1.(2024·四川巴中·一模)滑板是运动员脚踩滑动的器材，在不同地形、地面及特定设施上，完成各种复杂的滑行、跳跃、旋转、翻腾等高难动作的极限运动，2020年12月7日，国际奥委会同意将滑板列为2024年巴黎奥运会正式比赛项目。
机械能守恒定律(篇)(Word版 含解析)
一、第八章机械能守恒定律易错题培优（难）1．如图所示，两个质量均为m的小滑块P、Q通过铰链用长为L的刚性轻杆连接，P套在固定的竖直光滑杆上，Q放在光滑水平地面上，轻杆与竖直方向夹角α=30°．原长为2L的轻弹簧水平放置，右端与Q相连，左端固定在竖直杆O点上。
P由静止释放，下降到最低点时α变为60°．整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。
则P下降过程中（）A．P、Q组成的系统机械能守恒B．P、Q的速度大小始终相等C31-mgLD．P达到最大动能时，Q受到地面的支持力大小为2mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．根据能量守恒知，P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒，而P、Q组成的系统机械能不守恒，选项A错误；B．在下滑过程中，根据速度的合成与分解可知cos sinP Qv vαα=解得tanPQvvα=由于α变化，故P、Q的速度大小不相同，选项B错误；C．根据系统机械能守恒可得(cos30cos60)PE mgL=︒-︒弹性势能的最大值为312PE mgL=选项C正确；D．P由静止释放，P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度为零时，P的速度达到最大，此时动能最大，对P、Q和弹簧组成的整体受力分析，在竖直方向，根据牛顿第二定律可得200N F mg m m -=⨯+⨯解得F N =2mg选项D 正确。
故选CD 。
2．如图所示，两质量都为m 的滑块a ，b （为质点）通过铰链用长度为L 的刚性轻杆相连接，a 套在竖直杆A 上，b 套在水平杆B 上两根足够长的细杆A 、B 两杆分离不接触，且两杆间的距离忽略不计。
将滑块a 从图示位置由静止释放（轻杆与B 杆夹角为30°），不计一切摩擦，已知重力加速度为g 。
在此后的运动过程中，下列说法中正确的是（ ）A ．滑块a 和滑块b 所组成的系统机械能守恒B ．滑块b 的速度为零时，滑块a 的加速度大小一定等于gC ．滑块b 3gLD ．滑块a 2gL【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A ．由于整个运动过程中没有摩擦阻力，因此机械能守恒，A 正确；B ．初始位置时，滑块b 的速度为零时，而轻杆对滑块a 有斜向上的推力，因此滑块a 的加速度小于g ，B 错误；C ．当滑块a 下降到最低点时，滑块a 的速度为零，滑块b 的速度最大，根据机械能守恒定律o 21(1sin 30)2b mgL mv +=解得3b v gL =C 正确；D ．滑块a 最大速度的位置一定在两杆交叉点之下，设该位置杆与水平方向夹角为θ 根据机械能守恒定律o 2211(sin 30sin )22a b mgL mv mv θ+=+ 而两个物体沿杆方向速度相等cos sin b a v v θθ=两式联立，利用三角函数整理得212(sin )cos 2a v gL θθ=+利用特殊值，将o =30θ 代入上式可得.521a v gL gL =>因此最大值不是2gL ，D 错误。
高中物理实验【验证机械能守恒定律】内容+典例
图1图2实验:验证机械能守恒定律一、实验目的通过实验验证机械能守恒定律．二、实验原理如图1所示，质量为m 的物体从O 点自由下落，以地面作为零重力势能面，如果忽略空气阻力，下落过程中任意两点A 和B 的机械能守恒即12mv 2A ＋mgh A ＝12mv 2B ＋mgh B 上式亦可写成12mv 2B －12mv 2A ＝mgh A －mgh B . 等式说明，物体重力势能的减少等于动能的增加．为了方便，可以直接从开始下落的O 点至任意一点(如图1中A 点)来进行研究，这时应有：12mv 2A ＝mgh ，即为本实验要验证的表达式，式中h 是物体从O 点下落至A 点的高度，v A 是物体在A点的瞬时速度．三、实验器材打点计时器，低压交流电源，带有铁夹的铁架台，纸带，复写纸，带夹子的重物，刻度尺，导线两根．四、实验步骤1．安装置：按图2将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路．2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方．先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落．更换纸带重复做3～5次实验．3．选纸带：分两种情况说明(1)用12mv 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且1、2两点间距离略小于或接近2 mm 的纸带．(2)用12mv 2B －12mv 2A ＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，只要后面的点迹清晰就可选用．五、数据处理方法一：利用起始点和第n 点计算代入mgh n 和12mv 2n ，如果在实验误差允许的条件下，mgh n 和12mv 2n 相等，则验证了机械能守恒定律．方法二：任取两点计算(1)任取两点A、B测出h AB，算出mgh AB.(2)算出12mv2B－12mv2A的值．(3)在实验误差允许的条件下，若mgh AB＝12mv2B－12mv2A，则验证了机械能守恒定律．方法三：图象法从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，然后以12v2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据作出12v2－h图线．若在误差允许的范围内图线是一条过原点且斜率为g的直线，则验证了机械能守恒定律．六、误差分析1．本实验中因重物和纸带在下落过程中要克服各种阻力(如空气阻力、打点计时器阻力)做功，故动能的增加量ΔE k稍小于重力势能的减少量ΔE p，即ΔE k<ΔE p，这属于系统误差．改进的办法是调整器材的安装，尽可能地减小阻力．2．本实验的另一个误差来源于长度的测量，属偶然误差．减小误差的办法是测下落距离时都从0点量起，一次将各打点对应的下落高度测量完，或者多次测量取平均值来减小误差．七、注意事项1．打点计时器要稳定的固定在铁架台上，打点计时器平面与纸带限位孔调整在竖直方向，以减小摩擦阻力．2．应选用质量和密度较大的重物，增大重力可使阻力的影响相对减小，增大密度可以减小体积，可使空气阻力减小．3．实验中，需保持提纸带的手不动，且保证纸带竖直，待接通电源，打点计时器工作稳定后，再松开纸带．4．测下落高度时，要从第一个打点测起，并且各点对应的下落高度要一次测量完．5．速度不能用v n＝gt n或v n＝2gh n计算，因为只要认为加速度为g，机械能当然守恒，即相当于用机械能守恒定律验证机械能守恒定律，况且用v n＝gt n计算出的速度比实际值大，会得出机械能增加的结论，而因为摩擦阻力的影响，机械能应该减小，所以速度应从纸带上直接测量计算．同样的道理，重物下落的高度h，也只能用刻度尺直接测量，而不能用h n＝12gt2n或h n＝v2n2g计算得到．记忆口诀自由落体验守恒，阻力减小机械能.仪器固定竖直向，先开电源物后放.开头两点两毫米，从头验证式容易.不管开头看清晰，任取两点就可以.图象验证也很好，关键记住两坐标.例1某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中，提出了如图3所示的甲、乙两种方案：甲方案为用自由落体运动进行实验，乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验．图1(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析，最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案，你认为该小组选择的方案是__________，理由是_______________________________。
(整理)高中物理机械能守恒定律典例解题技巧
机械能守恒专题 一、单个物体的机械能守恒 判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。
（2）物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。
所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。
（2）固定的光滑斜面类。
（3）固定的光滑圆弧类。
（4）悬点固定的摆动类。
（1）阻力不计的抛体类包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。
那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。
例：在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小？分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等2202121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （2）固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。
例，以初速度v 0 冲上倾角为θ光滑斜面，求物体在斜面上运动的距离是多少？分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等θsin 2120⋅==mgs mgh mv 得：θsin 220g v s = （3）固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。
例：固定的光滑圆弧竖直放置，半径为R ，一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动？ 分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等22021221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为：Rg v t = 所以 gR v 50=（4）悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样，小球在绕固定的悬点摆动时，受到重力和拉力的作用。
机械能守恒定律的判定方法和解题思路
机械能守恒定律的判断方法和解题思路机械能守恒定律是高中物理中一个重要规律，也是历年高考的要点和热门。
应用时，要点是守恒的判断和解题的思路，本文对这两个问题赐予分析。
一、机械能守恒的判断方法（1）用做功来判断：分析物系统统的受力状况（包括内力和外力），明确各力做功状况，若对物系统统只有重力做功或弹力做功，没有其余力做功或其余力做功的代数和为零，则机械能守恒；（2）用能量转变来判断：若物系统统中只有动能和势能之间的互相转变，而无机械能与其余形式能的转变，则机械能守恒；（3）关于绳索忽然绷紧，除非题目特别说明，机械能必然不守恒。
二、机械能守恒的解题思路应用机械能守恒解题时，互相作用的物体间的力能够是变力，也能够是恒力，只需切合守恒定律，机械能就守恒，并且机械能守恒定律，只波及物系统初、末状态的物理量，而不需分析中间过程的复杂变化，使物理问题获得简化。
应用的基本思路以下： 1. 选用研究对象 �� 物系统或物体； 2. 依据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能能否守恒； 3. 恰当的选用参照面，确立研究对象在过程的初、末态时的机械能；4.用机械能守恒定律成立方程，求解并考证结果。
三、典例分析1.单个物体的守恒问题例 1 如图 1 所示，某人以 3m/s 的速度斜向上抛出一个小球，小球落地时速度为 7m/s，不计空气阻力，求小球抛出时离地面的高度h。
（ g=10m/s2）分析选小球为研究对象，以抛出时和落地时为初、末状态，速度大小分别为和，在小球运动过程中，只有重力做功，故小球的机械能守恒。
我们用机械能守恒定律的两种表达式来求解：解法 1 用求解。
取地面为零势能参照面，则有：，由机械能守恒定律可得：，代入数据解得： h=2m。
解法 2 应用。
不用再选零势能参照面。
小球减少的重力势能，小球增添的动能为，由可得：，代入数据可得：h=2m。
评论同学们可比较两种解法，谁优谁劣？2.物系统的守恒问题例 2 如图 2 所示，物块M和 m用一不行伸长的轻绳经过定滑轮连结， m放在倾角为的固定的圆滑斜面上，而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑，M=3m，开始将M抬高到A 点，使细绳水平，此时 OA段的绳长为 L=，现让 M由静止开始下滑，求 M 下滑到 B 点时的速度？（ g=10m/s2）?分析 M 下滑过程中， M、 m构成的系统只有重力做功，并且无摩擦力和介质阻力做功，所以M、m构成的系统机械能守恒，设M由 A 至 B 着落了 h，M落至 B 点时， M、m的速度分别为、，此过程中 m在斜面上挪动的距离为 s：依据机械能守恒，系统重力势能的减少等于动能的增添，可列方程由几何关系可得，由 M、m运动的关系及速度分解可得，代入数据可解得：，。
机械能守恒定律常考题型及解题方法
机械能守恒定律常考题型及解题方法要点一机械能守恒的判断(系统摩擦力做功，系统机械能一定不守恒)例1．木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度如图所示，从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是()A．子弹的机械能守恒B．木块的机械能守恒C．子弹和木块的总机械能守恒D．以上说法都不对跟踪训练1．如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与木块m连接，且m与M及M与地面间光滑．开始时，m与M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2．在两物体开始运动以后的整个运动过程中，对m、M和弹簧组成的系统(整个过程弹簧形变不超过其弹性限度)，下列说法正确的是()A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B．由于F1、F2分别对m、M做正功，故系统的动能不断增加C．由于F1、F2分别对m、M做正功，故系统的机械能不断增加D．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M的动能最大要点二机械能守恒定律的简单应用（熟练理解“守恒”）例2．如图所示，一轻杆可绕O点的水平轴无摩擦地转动，杆两端各固定一个小球，球心到O轴的距离分和r2，球的质量分别为m1和m2，且m1>m2，r1>r2，将杆由水平位置从静止开别为r始释放，不考虑空气阻力，求小球m1摆到最低点时的速度是多少？跟踪训练2．如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量为m的球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速度释放摆下．求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功？要点三应用机械能守恒定律处理竖直平面内的圆周运动（整体分析）例3．如图所示是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置，M是半径为R＝1.0 m的固定在竖直平面内的14光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平．N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径r＝0.69 m的14圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点．M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量为m＝0.01 kg的小钢珠．假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到曲面N的某一点上，取g＝10 m/s2．问：(1)发射该钢珠前，弹簧的弹性势能E p多大？(2)钢珠落到圆弧N上时的动能E k多大？(结果保留两位有效数字)跟踪训练3．如图所示，ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF 是半径为r＝0.4 m的半圆形轨道，其直径DF沿竖直方向，C、D可看作重合的点．现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放．(g取10 m/s2)(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道运动，H至少要有多高？(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值，小球可击中与圆心等高的E点，求h．课堂分组训练A组机械能守恒的判断1．[多选]一个轻质弹簧，固定于天花板的O点处，原长为L，如图所示．一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出，以速度v与弹簧在B点相接触，然后向上压缩弹簧，到C点时物块速度为零，在此过程中()A．由A到C的过程中，物块的机械能守恒B．由A到B的过程中，物块的动能和重力势能之和不变C．由B到C的过程中，弹性势能的变化量与克服弹力做的功相等D．由A到C的过程中，重力势能的减少量等于弹性势能的增加量2．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h．让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．则在圆环下滑过程中()A．圆环机械能守恒B．弹簧的弹性势能先增大后减小C．弹簧的弹性势能变化了mghD．弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大3．[多选]如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m，且M>m，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中()A．M、m各自的机械能分别守恒B．M减少的机械能等于m增加的机械能C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能D．M和m组成的系统机械能守恒B组机械能守恒的简单应用4．如图是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别系物体A、B，且m A＝2m B，从图示位置由静止开始释放A物体，当物体B到达半圆顶点时，求绳的张力对物体B所做的功．C组应用机械能守恒定律处理竖直平面内的圆周运动5．如图所示，一根跨过光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)．a 站在地面上，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态．当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a的质量与演员b的质量之比为()A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶16．为了研究过山车的原理，物理兴趣小组提出了下列设想：如图所示，取一个与水平方向夹角为30°，长L＝0.8 m的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道都是光滑的．其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，竖直圆轨道的半径R＝0.6 m．现使一个质量m＝0.1 kg的小物块从A点开始以初速度v0沿倾斜轨道滑下，g取10 m/s2．问：(1)若v0＝5.0 m/s，则小物块到达B点时的速度为多大？(2)若v0＝5.0 m/s，小物块到达竖直圆轨道的最高点时对轨道的压力为多大？(3)为了使小物块在竖直圆轨道上运动时能够不脱离轨道，v0大小应满足什么条件？7. 如图所示，将一端带有半圆形光滑轨道的凹槽固定在水平面上，凹槽的水平部分AB粗糙且与半圆轨道平滑连接,AB长为2L。
机械能守恒定律解题技巧
机械能守恒定律解题技巧什么是机械能守恒定律？机械能守恒定律是物理学中的一个重要定律，它描述了一个封闭系统中机械能的总量保持不变。
在没有外力做功和无能量损失的情况下，系统的总机械能保持不变。
机械能由两部分组成：动能和势能。
动能是由物体的运动状态决定的，而势能则是与物体所处位置相关联的。
根据这个定律，当一个系统中只有重力做功时，动能和势能可以相互转换，但其总量保持不变。
机械能守恒定律的数学表达式根据机械能守恒定律，我们可以得到以下数学表达式：E₁ = E₂其中，E₁表示系统在初始状态下的总机械能，E₂表示系统在最终状态下的总机械能。
系统的总机械能可以表示为：E = K + U其中，K表示系统中所有物体的动能之和，U表示系统中所有物体的势能之和。
如何应用机械能守恒定律解题？在解题过程中，我们可以根据机械能守恒定律来分析系统的初始状态和最终状态，并通过数学计算来求解问题。
下面是一些常见的解题技巧：1. 确定系统边界首先，我们需要确定系统的边界。
系统的边界应该包括所有与问题相关的物体和力。
确定系统边界是解题的关键步骤，它决定了我们应该考虑哪些因素以及它们之间的相互作用。
2. 分析初始状态和最终状态在确定系统边界后，我们需要分析系统在初始状态和最终状态下的机械能。
根据问题描述，我们可以计算出初始状态下的机械能E₁和最终状态下的机械能E₂。
3. 考虑外力做功和能量损失在实际情况中，可能存在外力做功或者能量损失。
如果有外力做功或者能量损失发生，我们需要将其纳入考虑范围，并进行相应的修正。
4. 利用数学关系求解根据机械能守恒定律的数学表达式E₁ = E₂，我们可以利用已知条件进行代入计算，求解未知量。
这通常涉及到物体的质量、速度、高度等参数。
5. 检查答案的合理性在得到答案之后，我们应该检查其合理性。
可以通过比较初始状态和最终状态下的机械能，或者根据问题中给出的其他条件来验证答案的正确性。
实例分析为了更好地理解机械能守恒定律的应用，我们来看一个实例分析：问题描述一个质量为2kg的物体从高度为10m处自由落下，撞击到地面后弹起。
高中物理力学中能量守恒问题的解题技巧
高中物理力学中能量守恒问题的解题技巧高中物理力学中，能量守恒问题是一个重要的考点，也是学生们普遍感到困惑的问题之一。
在解题过程中，我们可以运用一些技巧来帮助学生更好地理解和解决这类问题。
首先，我们来看一个具体的例子：一个质量为m的物体从高度h自由下落，落地后弹起到高度h/2，求物体在下落过程中的机械能损失。
这是一个典型的能量守恒问题，我们可以通过以下步骤来解答。
首先，我们需要确定问题中涉及的能量形式。
在这个问题中，涉及的能量有重力势能和动能。
在物体自由下落的过程中，重力势能逐渐转化为动能，所以我们可以将物体在高度h处的重力势能表示为mgh，其中g为重力加速度。
同时，物体在下落过程中没有其它能量形式的转化，因此在下落过程中的机械能守恒。
接下来，我们需要确定问题中的状态变化。
物体从高度h自由下落到落地，再弹起到高度h/2。
在下落过程中，物体的重力势能逐渐减小，而动能逐渐增大。
当物体落地时，重力势能为零，动能达到最大值。
在弹起过程中，动能逐渐减小，而重力势能逐渐增大。
当物体达到高度h/2时，动能为零，重力势能达到最大值。
根据能量守恒定律，我们可以得到以下等式：mgh = mgh/2通过简单的计算，我们可以求得机械能损失为mgh/2。
通过这个例子，我们可以看出在解决能量守恒问题时，首先需要确定涉及的能量形式和状态变化，然后利用能量守恒定律建立等式，最后通过计算求解。
除了上述的基本步骤，还有一些其他的解题技巧可以帮助我们更好地解决能量守恒问题。
首先，注意能量守恒问题中的能量转化。
在物体运动过程中，能量可以相互转化，如重力势能转化为动能、动能转化为弹性势能等。
在解题过程中，我们需要确定能量的转化关系，从而建立相应的等式。
其次，注意能量损失。
在实际问题中，能量往往不会完全守恒，会有一定的损失。
在解题过程中，我们需要根据问题的具体情况，考虑能量损失的因素，并进行相应的修正。
最后，注意单位的转换。
在解题过程中，我们需要将物理量的单位进行统一，以便进行计算。
机械能守恒题解题技巧
机械能守恒题解题技巧机械能守恒是物理学中一个非常重要的概念，涉及到物体在力的作用下发生的运动和能量转化。
对于解题来说，掌握机械能守恒的技巧是非常关键的。
本文将介绍一些在解题过程中常用的机械能守恒题解题技巧，帮助读者更好地理解和应用这一概念。
首先，我们需要明确机械能守恒的概念。
机械能是指物体的动能和势能之和，其中动能是由物体的运动而产生的能量，势能则是物体由于位置或形状而具有的能量。
在不考虑摩擦等能量损失的情况下，机械能总量在运动过程中保持不变。
在解题过程中，我们可以将机械能守恒原理应用于两种情况下：自由下落和弹性碰撞。
对于自由下落的情况，我们可以利用机械能守恒来求解物体的速度和位置。
例如，一个物体从一定高度自由下落，我们可以通过令物体的势能转化为动能，从而求得其下落的速度。
同时，也可以通过测量物体在不同高度处的速度来计算其重力势能的变化。
对于弹性碰撞的情况，我们同样可以利用机械能守恒来解答问题。
在弹性碰撞中，两个物体之间的动能在碰撞前后保持不变。
这意味着我们可以通过测量碰撞前后两个物体的速度，来计算它们的质量或者其他相关参数。
例如，两个相互碰撞的球之间的动量守恒可以通过机械能守恒来推导和计算。
在解题过程中，我们常常需要注意以下几点：第一，要仔细分析题目中给出的条件和要求。
题目通常会给出物体的质量、速度、高度等信息，同时也会给出一些限制条件，如摩擦力等。
我们需要将这些条件整理清楚，确定需要计算的量和所需使用的公式。
第二，要善于利用动能和势能的转化关系。
在问题中，物体通常会从一种能量形式转化为另一种能量形式，我们需要准确地确定转化的过程，并利用机械能守恒原理。
第三，要注意引入合适的参考系。
在解题过程中，我们可以通过选择合适的参考系简化问题的分析。
特别是在求解碰撞问题时，选择合适的参考系将使计算更加简单。
第四，要练习应用不同的数学工具。
在解题过程中，往往需要运用到一些数学工具，如代数、几何和微积分等。
高中物理必修二机械能守恒定律解题方法技巧
(每日一练)高中物理必修二机械能守恒定律解题方法技巧单选题1、如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中（）A．弹簧的最大弹性势能等于2mgAB．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C．物体在最低点时的加速度大小应为2gD．物体在最低点时的弹力大小应为mg答案：A解析：A．因物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，此时弹簧弹力等于零，物体的重力mg=F回=kA当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于2mgA，故A正确；B．由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，故B错误；C．在最低点，由故C错误；D．在最低点，由F弹－mg=F回得F弹=2mg故D错误。
故选A。
2、如图所示，一传送带的上表面以v1向右做匀速运动，其右侧平台上有一质量为m的物体以初速度v0向左冲上传动带。
若传送带足够长，并且v1＞v0，则物体在返回平台的瞬间，其动能与刚离开平台瞬间相比，变化了（）A．0B．12mv02C．12mv12-12mv02D．12mv12+12mv02答案：A解析：物块以速度v0滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下向左做匀减速直线运动，直至速度为零，此后在滑动摩擦力作用下向右做匀加速运动，由于v1＞v0，传送带足够长，所以根据对称性可知，物体在返回平台的瞬间速度大小为v0，则物体动能的变化量为ΔE k＝12mv02-12mv02=0故A正确，BCD错误。
3、如图所示为质量为m的汽车在水平路面上启动过程的v﹣t图象，Oa为过原点的倾斜直线，ab段是汽车以额定功率行驶时的加速阶段速度随时间变化的曲线，bc段是与ab段相切的水平直线。
整个启动过程中阻力恒为f，则下列说法正确的是（）A．0～t1时间内汽车牵引力F=f+m v1t1B．0～t1时间内汽车以恒定功率做匀加速运动C．t1～t2时间内汽车的平均速度为v1+v22D．t1时刻汽车的牵引力小于t2时刻汽车的牵引力答案：A解析：A．0～t1时间内汽车的加速度为a=v1 t1在此过程中，水平方向受到牵引力和阻力，根据牛顿第二定律F−f=ma 解得F=f+mv1 t1故A正确；B．0～t1时间内汽车做匀加速运动，牵引力恒定，速度逐渐增大，根据P=Fv 可知，汽车的功率逐渐增大，故B错误；C．t1～t2时间内汽车做变加速直线运动，平均速度v̅≠v1+v22故C错误；D．t1～t2时间内汽车的功率不变，速度增大，牵引力减小，t2时刻后，牵引力减小到与阻力相同，汽车做匀速直线运动，故t1时刻汽车的牵引力大于t2时刻汽车的牵引力，故D错误。
机械能守恒问题的解题技巧
机械能守恒问题的解题技巧机械能守恒是物理学中的一个重要原理，用于解决与能量转化和守恒相关的问题。
本文将介绍机械能守恒问题的解题技巧，帮助读者更好地掌握它。
一、了解机械能守恒原理机械能守恒原理指出，在无外力做功的封闭系统中，刚体所具有的动能和势能之和保持不变。
这意味着系统内能量的转化只会导致动能和势能的相互转换，而总能量是守恒的。
二、确定系统边界在解决机械能守恒问题之前，我们首先要明确定义我们所关注的系统。
该系统可能是一个简单的物体，也可能是多个物体的集合。
确切地界定系统边界是解题的基础。
三、计算初始机械能与最终机械能在问题给出的初始条件下，计算系统的初始机械能。
机械能由动能和势能两部分组成，动能可通过物体的质量和速度来计算，势能可通过物体的高度和重力加速度来计算。
同样地，根据问题给出的最终条件，计算系统的最终机械能。
通过比较初始和最终机械能的差异，我们可以得出能量转化的结论。
四、考虑能量转化方式在机械能守恒问题中，能量可以通过多种方式进行转化，例如势能转化为动能，动能转化为势能，或者机械能转化为其他形式的能量损失。
根据问题的描述和给定条件，确定能量的转化方式，并正确计算每种转化的量。
这样一来，我们就能更好地理解能量在系统内的转换过程。
五、利用机械能守恒方程求解问题在确定了系统的边界、计算了初始和最终机械能，并考虑了能量转化方式之后，我们可以利用机械能守恒的方程来解决问题。
根据机械能守恒原理，系统的初始机械能等于最终机械能，即初始机械能 = 最终机械能通过代入相应的数值和符号，我们可以求解出未知量，解决问题。
六、注意能量损失在实际情况下，机械能守恒往往不完全成立。
系统可能会存在能量损失，例如由于摩擦力的作用导致能量转化为热能。
在解题过程中，我们应该注意这些能量损失，并根据问题描述进行相应的修正。
这样可以使解题结果更为准确和合理。
七、多练习，熟能生巧机械能守恒问题涉及到多个概念和计算步骤，因此多做练习是掌握解题技巧的重要方法。
高中物理能量守恒问题解题方法分享
高中物理能量守恒问题解题方法分享在高中物理学习中，能量守恒是一个非常重要的概念。
学生在解题过程中，往往会遇到各种各样与能量守恒相关的问题。
本文将分享一些解决这类问题的方法和技巧，并通过具体题目的分析和说明，帮助高中学生更好地理解和应用能量守恒原理。
一、机械能守恒问题机械能守恒是能量守恒的一种特殊形式，适用于没有非弹性损失的力学系统。
在解决机械能守恒问题时，首先需要确定系统的初态和末态，并找出两者之间的能量转化方式。
例如，有一个质量为m的物体从高度h处自由落下，落地后弹起到高度h/2，求物体在落地前的速度。
解题思路：1. 确定初态和末态：初态为物体在高度h处，末态为物体在高度h/2处。
2. 分析能量转化：在初态时，物体具有重力势能和动能；在末态时，物体具有弹性势能和动能。
3. 利用能量守恒原理：物体在自由落下过程中，重力势能转化为动能；物体在弹起过程中，动能转化为弹性势能。
4. 列出能量守恒方程：mg*h = (1/2)*mv^2 + (1/2)*k*(h/2)^2，其中k为弹簧的劲度系数。
5. 解方程求解：根据已知条件，解方程得到物体在落地前的速度v。
通过以上步骤，我们可以得到物体在落地前的速度，从而解决了该问题。
这个例子展示了机械能守恒问题的解题思路，即确定初态和末态，分析能量转化，利用能量守恒原理，列出能量守恒方程，最后解方程求解。
二、能量守恒问题的一般解题思路除了机械能守恒问题，还有其他类型的能量守恒问题，如热能守恒、电能守恒等。
解决这些问题时，我们可以采用以下一般的解题思路：1. 确定系统和能量转化方式：首先确定问题中涉及的物体或系统，以及能量的转化方式。
例如，在热能守恒问题中，需要确定热能的传递方式，如传导、辐射或对流。
2. 列出能量守恒方程：根据问题中的已知条件和能量守恒原理，列出能量守恒方程。
方程中包括能量的初始状态和最终状态。
3. 解方程求解：根据已知条件，解方程求解未知量。
可以利用代数方法或图像法解方程，得到问题中所需的答案。
高中物理机械能守恒定律知识点总结（合集5篇）
高中物理机械能守恒定律知识点总结（合集5篇）第一篇：高中物理机械能守恒定律知识点总结高中物理机械能守恒定律知识点总结（一）一、功1．公式和单位：，其中是F和l的夹角．功的单位是焦耳，符号是J.2．功是标量，但有正负．由，可以看出：(1)当0°≤<90°时，0(3)当90°3、判断一个力是否做功的几种方法(1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W＝Flcosα，当α＝90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零．(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功．当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零．(3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断．若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功．4、各种力做功的特点(1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关．(2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等．(3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用．如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力．摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W＝F·l.(1)W总＝F合lcosα，α是F合与位移l的夹角；(2)W总＝W1＋W2＋W3＋¡为各个分力功的代数和；(3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总＝ΔEk.5、变力做功的求解方法(1)用动能定理或功能关系求解．(2)将变力的功转化为恒力的功．①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等；②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值＝2F1＋F2，再由W＝lcosα计算，如弹簧弹力做功；③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的¡°面积¡±即为变力所做的功；④当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车牵引力做的功．二、功率 1．计算式(1)P＝tW，P为时间t内的平均功率．(2)P＝Fvcosα5．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．一般在机械的铭牌上标明．6．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要小于等于额定功率．方恒定功率启动恒定加速度启动式过程阶段一：设牵引力为F 过程分v↑⇒F＝v(P↓⇒a＝m(F－F阻↓ 阶段一：a＝m(F－F阻不变⇒F不变⇒v↑⇒P＝F·v↑，直到P＝P额＝F·vm′ 阶段二：v↑⇒F＝v(P额↓⇒a＝m(F－F阻↓ 阶段三：F＝F阻时⇒a＝0⇒v达最大值vm＝F阻(P额运动规律 vt图象三、动能析阶段二：F＝F阻⇒a＝0⇒P＝F·vm＝F阻·vm 加速度逐渐减小的变加速直线运动以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA(对应下图的OA段)⇒以vm匀速直段)⇒匀加速运动能维持的时间t0＝a(vm′⇒以线运动(对应下图中的AB段)vm匀速直线运动，对应下图中的BC段1．定义：物体由于运动而具有的能．2．公式：Ek＝21mv2．单位：焦耳(J)，1J＝1N·m＝1kg·m2/s2.4．矢标性：动能是标量，只有正值．四、动能定理1．内容：所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量，这个结论叫做动能定理．2．表达式：w＝Ek2－Ek1变化的大小由外力的总功来度量．4．适用条件：动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功．5．动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等，在处理含有上述物理量的力学问题时，可以考虑使用动能定理．无需注意其中运动状态变化的细节 6．应用动能定理解题的一般思路(1)确定研究对象和研究过程．注意，动能定理一般只应用于单个物体，如果是系统，那么系统内的物体间不能有相对运动．(2)对研究对象进行受力分析．(研究对象以外的物体施于研究对象的力都要分析，含重力)(3)写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负)．如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功．(4)写出物体的初、末动能．(5)按照动能定理列式求解．五、机械能1．重力做功的特点：重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差h有关．重力做功的大小WG＝mgh，若物体下降，则重力做正功；若物体升高，则重力做负功(或说物体克服重力做功)．2．重力势能(1)概念：物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积．(2)表达式：Ep＝mgh，(3)重力势能是标量，且有正负．其正、负表示大小．物体在参考平面以下，其重力势能为负，在参考平面以上，其重力势能为正．六、机械能守恒定律1．内容：在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下，动能和势能发生相互转化，但总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律．2．机械能守恒的条件：(1)只有重力或系统内弹力做功．(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零． 3．表达式：(1)Ek＋Ep＝Ek′＋Ep′，表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等．(2)ΔEk＝－ΔEp，表示系统(或物体)机械能守恒时，系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能，在分析重力势能的增加量或减少量时，可不选参考平面．(3)ΔEA增＝ΔEB减，表示若系统由A、B两部分组成，则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等．4.判断机械能是否守恒方法：（1）．利用机械能的定义判断(直接判断)：若物体在水平面上匀速运动，其动能、势能均不变，机械能不变．若一个物体沿斜面匀速下滑，其动能不变，重力势能减少，其机械能减少．（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，机械能守恒．（3）．用能量转化来判断：若物体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，则物体系统机械能守恒．（4）．对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等，除非题目特别说明，否则机械能必定不守恒．七．功能关系1．合外力对物体做功等于物体动能的改变．W合＝Ek2－Ek1，即动能定理．2．重力做功对应重力势能的改变．WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 重力做多少正功，重力势能减少多少；重力做多少负功，重力势能增加多少．3．弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应．WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 弹力做多少正功，弹性势能减少多少；弹力做多少负功，弹性势能增加多少．4．除重力弹力以外的力的功与物体机械能的增量相对应，即W＝ΔE.5．克服滑动摩擦力在相对路程上做的功等于摩擦产生的热量：Q＝Wf＝f·s相四、能量转化和守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．高中物理机械能守恒定律知识点总结（二）机械能守恒定律：1、内容：只有重力（和弹簧弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。
机械能守恒定律 知识点总结与典例(最新)
拉力作用时大于 g，选项 C 错误。b 的动能最大时，杆对 a、b 的作用力为零，此时 a 的机械能最小，b 只 受重力和支持力，所以 b 对地面的压力大小为 mg，选项 D 正确。正确选项为 B、D。
（2）如图所示，在倾角为 30°的光滑斜面上，一劲度系数为 k＝200 N/m 的轻质弹簧一端连接固定挡板 C 上，另一端连接一质量为 m＝4 kg 的物体 A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体 A 上，另一端与质量也 为 m 的物体 B 相连，细绳与斜面平行，斜面足够长．用手托住物体 B 使绳子刚好没有拉力，然后由静止释 放．求：
D．2vg2
【答案】B
【解析】设小物块的质量为 m，滑到轨道上端时的速度为 v1.小物块上滑过程中，机械能守恒，有12mv2
＝12mv21＋2mgR
①
小物块从轨道上端水平飞出，做平拋运动，设水平位移为 x，下落时间为 t，有
2R＝12gt2
②
(word完整版)高中物理机械能守恒定律经典例题及技巧
一、单个物体的机械能守恒判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。
物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。
所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。
（2）固定的光滑斜面类。
（3）固定的光滑圆弧类。
（4）悬点固定的摆动类。
（1）阻力不计的抛体类 包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。
那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。
例：在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小？分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等2202121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （2）固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。
例，以初速度v 0 冲上倾角为θ光滑斜面，求物体在斜面上运动的距离是多少？分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等θsin 2120⋅==mgs mgh mv 得：θsin 220g v s = （3）固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。
例：固定的光滑圆弧竖直放置，半径为R ，一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动？分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等22021221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为：Rg v t = 所以 gR v 50=（4）悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样，小球在绕固定的悬点摆动时，受到重力和拉力的作用。
机械能守恒定律的应用和解题技巧{有详细答案}
机械能守恒定律的应用和解题技巧{有详细答案}能量转化和守恒定律是自然界四大基本规律之一，机械能守恒定律又是能量守恒定律在机械运动中的具体表现形式，由于机械能守恒定律不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理动力学问题要远比牛顿运动定律方便。
机械能守恒定律适用的对象可以是单个物体（弹簧）和地球组成的系统，也可以是多个物体（弹簧）和地球组成的系统。
不过，对象不同，在守恒的判断上、运用的方式上略有差异。
机械能包括动能、重力势能和弹性势能三种，由于重力势能属于物体和地球组成的系统，因此，只要涉及重力势能，地球就必定是研究对象的一部分，也正因为如此，在交代研究对象时地球可以不特别指明。
一、单个物体（弹簧）和地球组成的系统机械能守恒条件：（1）只受重力或系统内弹簧弹力；（注意：从研究对象的组成可知，重力也属内力）（2）受其它外力，但其它外力不做功；（3）其它外力做功，但其它外力做功的代数和始终为0。
满足上述三个条件中任何一个，该系统的机械能都守恒。
其中第三个条件需要进行一点补充说明，以沿水平公路匀速直线运动的汽车为例，运行过程中，发动机内部燃烧汽油，一部分化学能转化为机械能，同时，汽车克服阻力做功，一部分机械能又转化为内能，两个转化过程中机械能变化的数值相等，因此汽车机械能的总量保持不变。
正因如此，严格地讲，第三个条件不属于机械能守恒的条件之列，只是研究过程中机械能的数值始终保持不变而已。
例：如图所示，小球从某一高处自由下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的过程中，下列关于机械能的叙述中正确的是（）（A）重力势能和动能之和总保持不变（B）重力势能和弹性势能之和总保持不变（C）动能和弹性势能之和总保持不变（D）重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变分析：这是一个经典问题，难点在于研究对象的选择。
若以小球、地球组成的系统为对象，弹簧弹力属于外力，系统机械能不守恒；若以小球、弹簧、地球组成的系统为对象，弹簧弹力属于内力，系统机械能守恒。
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机械能守恒典型习题一、单个物体的机械能守恒判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。
（2）物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。
所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。
（2）固定的光滑斜面类。
（3）固定的光滑圆弧类。
（4）悬点固定的摆动类。
（1）阻力不计的抛体类 包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。
那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。
例：在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小？分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等2202121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （2）固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。
例，以初速度v 0 冲上倾角为θ光滑斜面，求物体在斜面上运动的距离是多少？分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等θsin 2120⋅==mgs mgh mv 得：θsin 220g v s = （3）固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。
例：固定的光滑圆弧竖直放置，半径为R ，一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动？分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等22021221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为： Rg v t = 所以 gR v 50=（4）悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样，小球在绕固定的悬点摆动时，受到重力和拉力的作用。
由于悬线的拉力自始至终都沿法线方向，和物体运动的速度方向垂直而对运动物体不做功。
因此只有重力做功，物体的机械能守恒。
例：如图，小球的质量为m ，悬线的长为L ，把小球拉开使悬线和竖直方向的夹角为θ，然后从静止释放，求小球运动到最低点小球对悬线的拉力分析：物体在运动过程中受到重力和悬线拉力的作用，悬线的拉力对物体不做功，所以只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体开始运动时和到达最低点时的机械能相等221)cos 1(t mv mgL =-θ 得：)cos 1(22θ-=gL v t 由向心力的公式知：Lmv mg T t 2=-可知θcos 23mg mg T -= 作题方法：一般选取物体运动的最低点作为重力势能的零势参考点，把物体运动开始时的机械能和物体运动结束时的机械能分别写出来，并使之相等。
注意点：在固定的光滑圆弧类和悬点定的摆动类两种题目中，常和向心力的公式结合使用。
这在计算中是要特别注意的。
习题：1、三个质量相同的小球悬挂在三根长度不等的细线上，分别把悬线拉至水平位置后轻轻释放小球，已知线长L a >L b >L c ，则悬线摆至竖直位置时，细线中张力大小的关系是（ ）A T c >T b >T aB T a >T b >T cC T b >T c >T aD T a =T b =T c2、一根长为l 的轻质杆，下端固定一质量为m 的小球，欲使它以上端o 为转轴刚好能在竖直平面内作圆周运动（如图），球在最低点A 的速度至少多大？如将杆换成长为L 的细线，则又如何？3、如图，一质量为m 的木块以初速V 0从A 点滑上半径为R的光滑圆弧轨道，它通过最高点B 时对轨道的压力FN 为多4、一质量m = 2千克的小球从光滑斜面上高h = 3.5米高处由静止滑下斜面底端紧接着一个半径R = 1米的光滑圆环（如图）求：（1）小球滑至圆环顶点时对环的压力；（2）小球至少要从多高处静止滑下才能越过圆环最高点；（3）小球从h0 = 2米处静止滑下时将在何处脱离圆环（g =9.8米/秒2）。
二、系统的机械能守恒由两个或两个以上的物体所构成的系统，其机械能是否守恒，要看两个方面（1）系统以外的力是否对系统对做功，系统以外的力对系统做正功，系统的机械能就增加，做负功，系统的机械能就减少。
不做功，系统的机械能就不变。
（2）系统间的相互作用力做功，不能使其它形式的能参与和机械能的转换。
系统内物体的重力所做的功不会改变系统的机械能系统间的相互作用力分为三类：1）刚体产生的弹力：比如轻绳的弹力，斜面的弹力，轻杆产生的弹力等2）弹簧产生的弹力：系统中包括有弹簧，弹簧的弹力在整个过程中做功，弹性势能参与机械能的转换。
3）其它力做功：比如炸药爆炸产生的冲击力，摩擦力对系统对功等。
在前两种情况中，轻绳的拉力，斜面的弹力，轻杆产生的弹力做功，使机械能在相互作用的两物体间进行等量的转移，系统的机械能还是守恒的。
虽然弹簧的弹力也做功，但包括弹性势能在内的机械能也守恒。
但在第三种情况下，由于其它形式的能参与了机械能的转换，系统的机械能就不再守恒了。
归纳起来，系统的机械能守恒问题有以下四个题型：（1）轻绳连体类（2）轻杆连（3）在水平面上可以自由移动的光滑圆弧类。
（4）悬点在水平面上可以自由移动的摆动类。
（1）轻绳连体类这一类题目，系统除重力以外的其它力对系统不做功，系统内部的相互作用力是轻绳的拉力，而拉力只是使系统内部的机械能在相互作用的两个物体之间进行等量的转换，并没有其它形式的能参与机械能的转换，所以系统的机械能守恒。
例：如图，倾角为θ的光滑斜面上有一质量为M 的物体，通过一根跨过定滑轮的细绳与质量为m 的物体相连，开始时两物体均处于静止状态，且m 离地面的高度为h ，求它们开始运动后m 着地时的速度？分析：对M 、m 和细绳所构成的系统，受到外界四个力的作用。
它们分别是：M 所受的重力Mg ，m 所受的重力mg ，斜面对M 的支持力N ，滑轮对细绳的作用力F 。
M 、m 的重力做功不会改变系统的机械能，支持力N 垂直于M 的运动方向对系统不做功，滑轮对细绳的作用力由于作用点没有位移也对系统不做功，所以满足系统机械能守恒的外部条件，系统内部的相互作用力是细绳的拉力，拉力做功只能使机械能在系统内部进行等量的转换也不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。
在能量转化中，m 的重力势能减小，动能增加，M 的重力势能和动能都增加，用机械能的减少量等于增加量是解决为一类题的关键222121sin mv Mv Mgh mgh ++=θ 可得mM M m gh v +-=)sin (2θ 需要提醒的是，这一类的题目往往需要利用绳连物体的速度关系来确定两个物体的速度关系例：如图，光滑斜面的倾角为 ，竖直的光滑细杆到定滑轮的距离为a，斜面上的物体M和穿过细杆的m通过跨过定滑轮的轻绳相连，开始保持两物体静止，连接m的轻绳处于水平状态，放手后两物体从静止开始运动，求m下降b时两物体的速度大小？（2）轻杆连体类这一类题目，系统除重力以外的其它力对系统不做功，物体的重力做功不会改变系统的机械能，系统内部的相互作用力是轻杆的弹力，而弹力只是使系统内部的机械能在相互作用的两个物体之间进行等量的转换，并没有其它形式的能参与机械能的转换，所以系统的机械能守恒。
例：如图，质量均为m的两个小球固定在轻杆的端，轻杆可绕水平转轴在竖直平面内自由转动，两小球到轴的距离分别为L、2L，开始杆处于水平静止状态，放手后两球开始运动，求杆转动到竖直状态时，两球的速度大小分析：由轻杆和两个小球所构成的系统受到外界三个力的作用，即A球受到的重力、B球受到的重力、轴对杆的作用力。
两球受到的重力做功不会改变系统的机械能，轴对杆的作用力由于作用点没有位移而对系统不做功，所以满足系统机械能守恒的外部条件，系统内部的相互作用力是轻杆的弹力，弹力对A球做负功，对B球做正功，但这种做功只是使机械能在系统内部进行等量的转换也不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。
在整个机械能当中，只有A 的重力势能减小，A 球的动能以及B 球的动能和重力势能都增加，我们让减少的机械能等于增加的机械能。
有：2221212B A mv mv mgL L mg ++= 根据同轴转动，角速度相等可知B A v v 2=所以：⎩⎨⎧==gL v gL v B A 52522 需要强调的是，这一类的题目要根据同轴转动，角速度相等来确定两球之间的速度关系（3）在水平面上可以自由移动的光滑圆弧类。
光滑的圆弧放在光滑的水平面上，不受任何水平外力的作用，物体在光滑的圆弧上滑动，这一类的题目，也符合系统机械能守恒的外部条件和内部条件，下面用具体的例子来说明例：四分之一圆弧轨道的半径为R ，质量为M ，放在光滑的水平地面上，一质量为m 的球（不计体积）从光滑圆弧轨道的顶端从静止滑下，求小球滑离轨道时两者的速度？分析：由圆弧和小球构成的系统受到三个力作用，分别是M 、m 受到的重力和地面的支持力。
m 的重力做正功，但不改变系统的机械能，支持力的作用点在竖直方向上没有位移，也对系统不做功，所以满足系统机械能守恒的外部条件，系统内部的相互作用力是圆弧和球之间的弹力，弹力对m 做负功，对M 做正功，但这种做功只是使机械能在系统内部进行等量的转换，不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。
在整个机械能当中，只有m 的重力势能减小，m 的动能以及M 球的动能都增加，我们让减少的机械能等于增加的机械能。
有：222121m M mv Mv mgR += 根据动量守恒定律知 Mm Mv mv -=0 所以：⎩⎨⎧+=+=)(2)(2m M M gR M v m M M gR m v M m （4）悬点在水平面上可以自由移动的摆动类。
悬挂小球的细绳系在一个不受任何水平外力的物体上，当小球摆动时，物体能在水平面内自由移动，这一类的题目和在水平面内自由移动的光滑圆弧类形异而质同，同样符合系统机械能守恒的外部条件和内部条件，下面用具体的例子来说明 例：质量为M 的小车放在光滑的天轨上，长为L 的轻绳一端系在小车上另一端拴一质量为m 的金属球，将小球拉开至轻绳处于水平状态由静止释放。