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发表时间:2021-02-18

20xx高考物理考点归纳:机械能。

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20xx高考物理考点归纳:机械能

机械能
1.功
(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量。
定义式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角。
(2)功的大小的计算方法:
①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功。②根据W=P·t,计算一段时间内平均做功。③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功。④根据功是能量转化的量度反过来可求功。
(3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积。
发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q(摩擦生热)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量。求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率。
(2)功率的计算①平均功率:P=W/t(定义式)表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用。②瞬时功率:P=F·v·cosαP和v分别表示t时刻的功率和速度,α为两者间的夹角。
(3)额定功率与实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率。实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率。
(4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率。
①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能。表达式:Ek=mv2/2
(1)动能是描述物体运动状态的物理量。
(2)动能和动量的区别和联系
①动能是标量,动量是矢量,动量改变,动能不一定改变;动能改变,动量一定改变。
②两者的物理意义不同:动能和功相联系,动能的变化用功来量度;动量和冲量相联系,动量的变化用冲量来量度。③两者之间的大小关系为EK=P2/2m
★★★★4.动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
表达式:
20xx高考物理二轮复习知识点
(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的。但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况。(2)功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式。
(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响。所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷。
(4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点。
5.重力势能
(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能。
20xx高考物理二轮复习知识点
①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的。②重力势能的大小和零势能面的选取有关。③重力势能是标量,但有+、-之分。
(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关。WG=mgh。
(3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值。即:
20xx高考物理二轮复习知识点
6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量。
★★★7.机械能守恒定律
(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=Ek+Ep。
(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(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。
(3)机械能守恒定律的表达式
20xx高考物理二轮复习知识点
(4)系统机械能守恒的三种表示方式:
①系统初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2,即E1=E2
②系统减少的总重力势能ΔEP减等于系统增加的总动能ΔEK增,即ΔEP减=ΔEK增
③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即ΔEA减=ΔEB增
[注意]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。
(5)判断机械能是否守恒的方法
①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒。
②用能量转化来判定:若物体系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。
③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。
8.功能关系
(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒。
(2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:WG=Ep1-Ep2。
(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合=Ek2-Ek1(动能定理)
(4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:WF=E2-E1
9.能量和动量的综合运用
动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题。分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图景,抽象出物理模型,选择物理规律,建立方程进行求解。这一部分的主要模型是碰撞。而碰撞过程,一般都遵从动量守恒定律,但机械能不一定守恒,对弹性碰撞就守恒,非弹性碰撞就不守恒,总的能量是守恒的,对于碰撞过程的能量要分析物体间的转移和转换。从而建立碰撞过程的能量关系方程。根据动量守恒定律和能量关系分别建立方程,两者联立进行求解,是这一部分常用的解决物理问题的方法。

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20xx高考物理《功和机械能》知识点汇总


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20xx高考物理《功和机械能》知识点汇总

一、功
1.力学里所说的功包括两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在力的方向上通过的距离。
2.不做功的三种情况:有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。
巩固:某同学踢足球,球离脚后飞出10m远,足球飞出10m的过程中人不做功。(原因是足球靠惯性飞出)。
3.力学里规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。公式:W=FS。
4.功的单位:焦耳,1J=1N·m。把一个鸡蛋举高1m,做的功大约是0.5J。
5.应用功的公式注意:①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。
二、功的原理
1.内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使用任何机械都不省功。
2.说明:(请注意理想情况功的原理可以如何表述?)
①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。
②功的原理告诉我们:使用机械要省力必须费距离,要省距离必须费力,既省力又省距离的机械是没有的。
③使用机械虽然不能省功,但人类仍然使用,是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向,给人类工作带来很多方便。
④我们做题遇到的多是理想机械(忽略摩擦和机械本身的重力)理想机械:使用机械时,人们所做的功(FS)=直接用手对重物所做的功(Gh)。
3.应用:斜面
①理想斜面:斜面光滑;
②理想斜面遵从功的原理;
③理想斜面公式:FL=Gh,其中:F:沿斜面方向的推力;L:斜面长;G:物重;h:斜面高度。
如果斜面与物体间的摩擦为f,则:FL=fL+Gh;这样F做功就大于直接对物体做功Gh。
三、机械效率
1.有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提升重物)=W总-W额=ηW总
斜面:W有用=Gh
2.额外功:定义:并非我们需要但又不得不做的功。
公式:W额=W总-W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)
斜面:W额=fL
3.总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS=W有用/η
斜面:W总=fL+Gh=FL
4.机械效率:①定义:有用功跟总功的比值。
②公式:η=W有用/W总
③有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
④提高机械效率的方法:减小机械自重、减小机件间的摩擦。
5.机械效率的测量:
①原理:η=W有用/W总
②应测物理量:钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S。
③器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:保证测力计示数大小不变。
⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有:
A、动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
B、提升重物越重,做的有用功相对就多。
C、摩擦,若各种摩擦越大做的额外功就多。
绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
四、功率
1.定义:单位时间里完成的功。
2.物理意义:表示做功快慢的物理量。
3.公式:P=W/t
4.单位:主单位W;常用单位kWmW马力。
换算:1kW=103W1mW=106W1马力=735W。
某小轿车功率66kW,它表示:小轿车1s内做功66000J。
5.机械效率和功率的区别:
功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功;机械效率表示机械做功的效率,即所做的总功中有多大比例的有用功。
五、机械能
能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
理解:①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如:山上静止的石头具有能量,但它没有做功。也不一定要做功。

20xx高考物理考点归纳:动量


20xx高考物理考点归纳:动量

动量
1.动量和冲量
(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量,即p=mv。是矢量,方向与v的方向相同。两个动量相同必须是大小相等,方向一致。
(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量,即I=Ft。冲量也是矢量,它的方向由力的方向决定。
★★2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。表达式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv
(1)上述公式是一矢量式,运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向。
(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力。
(3)动量定理的研究对象可以是单个物体,也可以是物体系统。对物体系统,只需分析系统受的外力,不必考虑系统内力。系统内力的作用不改变整个系统的总动量。
(4)动量定理不仅适用于恒定的力,也适用于随时间变化的力。对于变力,动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值。
★★★3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
(1)动量守恒定律成立的条件
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零。
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计。
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
(2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
4.爆炸与碰撞
(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生,作用时间很短,作用力很大,且远大于系统受的外力,故可用动量守恒定律来处理。
(2)在爆炸过程中,有其他形式的能转化为动能,系统的动能爆炸后会增加,在碰撞过程中,系统的总动能不可能增加,一般有所减少而转化为内能。
(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短,作用过程中物体的位移很小,一般可忽略不计,可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理。即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动。
5.反冲现象:反冲现象是指在系统内力作用下,系统内一部分物体向某方向发生动量变化时,系统内其余部分物体向相反的方向发生动量变化的现象。喷气式飞机、火箭等都是利用反冲运动的实例。显然,在反冲现象里,系统的动量是守恒的。

20xx高考物理知识归纳:磁场


20xx高考物理知识归纳:磁场

1.磁场

(1)磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质。永磁体和电流都能在空间产生磁场。变化的电场也能产生磁场。

(2)磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用。

(3)磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷(或电流)之间通过磁场而发生的相互作用。

(4)安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部,存在着一种环形电流即分子电流,分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体。

(5)磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向(或者小磁针静止时N极的指向)就是那一点的磁场方向。

2.磁感线

(1)在磁场中人为地画出一系列曲线,曲线的切线方向表示该位置的磁场方向,曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强,这一系列曲线称为磁感线。

(2)磁铁外部的磁感线,都从磁铁N极出来,进入S极,在内部,由S极到N极,磁感线是闭合曲线;磁感线不相交。

(3)几种典型磁场的磁感线的分布:

①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱。

②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极,管内可看作匀强磁场,管外是非匀强磁场。

③环形电流的磁场:两侧是N极和S极,离圆环中心越远,磁场越弱。

④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同。匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线。

3.磁感应强度

(1)定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量,在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值,叫做通电导线所在处的磁感应强度,定义式B=F/IL。单位T,1T=1N/(A·m)。

(2)磁感应强度是矢量,磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向,即通过该点的磁感线的切线方向。

(3)磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的,与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关,与电流受到的力也无关,即使不放入载流导体,它的磁感应强度也照样存在,因此不能说B与F成正比,或B与IL成反比。

(4)磁感应强度B是矢量,遵守矢量分解合成的平行四边形定则,注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向,并不是在该处的电流的受力方向。

20xx高考物理《机械能守恒定律》材料分析


20xx高考物理《机械能守恒定律》材料分析

第3节机械能守恒定律
考点一|重力势能、弹性势能及机械能守恒的判断

1.重力做功与重力势能
(1)重力做功的特点
重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关.
(2)重力做功与重力势能变化的关系
①定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加.
②定量关系:物体从位置A到位置B时,重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即WG=-ΔEp.
③重力势能的变化量是绝对的,与参考面的选取无关.
2.弹性势能
(1)定义
发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能.
(2)弹力做功与弹性势能变化的关系
①弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系.
②对于弹性势能,一般物体的弹性形变量越大,弹性势能越大.
3.机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.
4.机械能守恒定律
内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.
5.机械能守恒的条件
(1)系统只受重力或弹簧弹力的作用,不受其他外力.
(2)系统除受重力或弹簧弹力作用外,还受其他内力和外力,但这些力对系统不做功.
(3)系统内除重力或弹簧弹力做功外,还有其他内力和外力做功,但这些力做功的代数和为零.
(4)系统跟外界没有发生机械能的传递,系统内外也没有机械能与其他形式的能发生转化.

(20xx·浙江10月学考)如图531所示,无人机在空中匀速上升时,不断增加的能量是()

图531
A.动能B.动能、重力势能
C.重力势能、机械能
D.动能、重力势能、机械能
C[动能与质量和速度有关,重力势能与质量和高度有关,机械能为两者之和,题目中无人机匀速上升,速度不变,高度增加,因此动能不变,重力势能增加,机械能增加.故选C.]

1.重力势能的求解方法
(1)定义法:选取参考平面,确定物体相对参考平面的高度h,代入Ep=mgh求解重力势能.
(2)WG和Ep关系法:由WG=Ep1-Ep2知Ep2=Ep1-WG或Ep1=WG+Ep2.
(3)变化量法:重力势能的变化量ΔEp=Ep2-Ep1,故Ep2=Ep1+ΔEp或Ep1=Ep2-ΔEp.
2.对重力做功和重力势能的“四点”提醒
(1)重力做功的大小与物体的运动状态无关,与物体是否受其他力无关;
(2)重力做功,一定会引起重力势能的变化;
(3)重力势能是标量,但有正负,其意义表示物体的重力势能比它在参考平面的重力势能大还是小;
(4)WG=-ΔEp中的负号表示重力做的功与重力势能变化的绝对值相等,符号相反.
3.机械能是否守恒的判断方法
(1)利用机械能的定义判断(直接判断):机械能包括动能、重力势能和弹性势能,判断机械能是否守恒可以看物体或系统机械能的总和是否变化.
(2)用做功判断:若物体或系统只有重力或系统内弹力做功,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.

1.关于重力势能的几种理解,正确的是()
A.重力势能的值与参考平面的选择有关
B.放在地面上的物体,它的重力势能一定等于零
C.不同质量的物体,由于在同一地点,所以重力势能相等
D.因为重力势能是标量,所以只能取正值
A[重力势能的值与参考平面有关,选定了参考平面后,物体处于比参考平面低处,其重力势能为负值,A正确.]
2.关于重力做功,下列说法不正确的是()
A.重力做正功,物体的重力势能一定减小
B.重力做负功,重力势能一定增加
C.重力做负功,可以说成物体克服重力做功
D.重力做正功,物体的动能一定增加
D[重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势力增加,D符合题意.]
3.如图532所示为蹦床运动员在空中表演的情景.在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中,蹦床的弹性势能和运动员的重力势能变化情况分别是()

图532
A.弹性势能减小,重力势能增大
B.弹性势能减小,重力势能减小
C.弹性势能增大,重力势能增大
D.弹性势能增大,重力势能减小
A[当蹦床恢复原状时,运动员与蹦床分离,此过程中,蹦床的形变量减小,所以弹性势能减小;运动员的高度一直在增大,所以重力势能增大.A选项正确,B、C、D选项错误.]
4.如图533所示,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,下列说法不正确的是()

图533
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,重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
D[运动员到达最低点前重力势能始终减小,选项A正确,不符合题意;蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,由功能关系知,弹性势能增加,选项B正确,不符合题意;蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统只有动能和势能的转化,系统机械能守恒,选项C正确,不符合题意;蹦极过程中,重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关,选项D错误,符合题意.]
5.(多选)(加试要求)如图534所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()

图534
A.甲图中,物体A将弹簧压缩的过程中,物体A机械能守恒
B.乙图中,物体A固定,物体B沿斜面匀速下滑,物体B的机械能守恒
C.丙图中,不计任何阻力和定滑轮的质量时,A加速下落,B加速上升过程中,A、B组成的系统机械能守恒
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
CD[甲图中重力和弹力做功,物体A和弹簧组成的系统机械能守恒,但物体A机械能不守恒,A错.乙图中物体B除受重力外,还受到弹力和摩擦力作用,弹力不做功,但摩擦力做负功,物体B的机械能不守恒,B错.丙图中绳子张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,A、B组成的系统机械能守恒,C对.丁图中小球的动能不变,势能不变,机械能守恒,D对.]考点二|机械能守恒定律的应用

机械能守恒的三种表达式
1.守恒观点
(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: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:ΔEk=-ΔEp.
(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(加试要求)
(1)表达式:ΔEA增=ΔEB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.

1.应用机械能守恒定律解题的优点
应用机械能守恒定律时,相互作用的物体间的力可以是变力,也可以是恒力,只要符合守恒条件,机械能就守恒.而且机械能守恒定律只涉及物体系的初、末状态的物理量,而不需分析中间过程的复杂变化,使处理问题得到简化.
2应用机械能守恒定律解题的步骤
(1)选取研究对象(物体系或物体),明确研究过程.
(2)进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒.
(3)根据题意灵活选取定律的表达式,列方程并求解.
注意:应用守恒式E1=E2时,应选择合适的零势能面;应用转化式ΔEk=-ΔEp时,无需选择零势能面,但需要弄清动能或势能是增加还是减小;应用转移式ΔEA增=ΔEB减时,无需选择零势能面,但需要弄清每个物体的机械能是增加还是减小.

1.总质量约为3.8吨的“嫦娥三号”探测器在距月面3m处关闭反推发动机,让其以自由落体方式降落在月球表面.4条着陆腿触月信号显示,“嫦娥三号”完美着陆月球虹湾地区.月球表面附近重力加速度约为1.6m/s2,4条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧,在软着陆后,每个轻弹簧获得的弹性势能大约是()

图535
A.28500JB.4560J
C.18240JD.9120J
B[设每个轻弹簧获得的弹性势能为Ep,由机械能守恒定律可得:mgh=4Ep,故Ep=mgh=4560J,故B正确.]
2.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出,不计空气阻力,则落在同一水平地面时的速度大小()
A.一样大B.水平抛的最大
C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大
A[由机械能守恒定律mgh+mv=mv知,落地时速度v2的大小相等,故A正确.]
3.如图536所示,在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,若将小球A从弹簧原长位置由静止释放,小球A能够下降的最大高度为h.若将小球A换为质量为2m的小球B,仍从弹簧原长位置由静止释放,已知重力加速度为g,不计空气阻力,则小球B下降h时的速度为()

图536
A.B.
C.D.0
B[对弹簧和小球A,根据机械能守恒定律得弹性势能Ep=mgh;对弹簧和小球B,根据机械能守恒定律有Ep+×2mv2=2mgh,得小球B下降h时的速度v=,只有选项B正确.]
4.(加试要求)如图537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()

图537
A.圆环的机械能守恒
B.弹簧弹性势能变化了mgL
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
B[圆环沿杆下滑的过程中,圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒,选项A、D错误;弹簧长度为2L时,圆环下落的高度h=L,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能增加了ΔEp=mgh=mgL,选项B正确;圆环释放后,圆环向下先做加速运动,后做减速运动,当速度最大时,合力为零,下滑到最大距离时,具有向上的加速度,合力不为零,选项C错误.]
5.(20xx·上虞模拟)如图538所示,竖直平面内的一半径R=0.50m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,一水平面与圆弧槽相接于D点,质量m=0.10kg的小球从B点正上方H=0.95m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离x=2.4m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80m,g取10m/s2,不计空气阻力,求:

图538
(1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN;
(2)小球经过最高点P的速度大小vP;
(3)D点与圆心O的高度差hOD.
【解析】(1)设经过C点时速度为v1,由机械能守恒有mg(H+R)=mv由牛顿第二定律有FN-mg=代入数据解得FN=6.8N.(2)P到Q做平抛运动有h=gt2,=vPt代入数据解得vP=3.0m/s.(3)由机械能守恒定律,有mv+mgh=mg(H+hOD),代入数据,解得hOD=0.30m.
【答案】(1)6.8N(2)3.0m/s(3)0.30m