易错点13 机械能守恒定律及其应用（原卷版） -备战2023年高考物理易错题

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易错点 13 机械能守恒定律及其应用

例题 1. （多选）（2022·湖北·恩施市第一中学模拟预测）小明同学想借助一支可伸缩的圆

珠笔来看看“圆珠笔的上跳”，笔内有一根弹簧，尾部有一个小帽，压一下小帽，笔尖就

伸出。如图所示，手握笔杆，使笔尖向上，小帽抵在桌面上，在压下后突然放手，笔杆将

竖直向上跳起一定的高度。在某次实验中，小明用刻度尺测得圆珠笔跳起的高度为 12cm，

若重力加速度，在圆珠笔由静止起跳至上升到最大高度的过程中，以下分析正

确的是（　　）

A．小明对圆珠笔不做功

B．圆珠笔的机械能不守恒

C．圆珠笔在弹起过程中对桌面做正功

D．圆珠笔起跳的初速度约为 1.55m/s

例题 2. （多选）（2023·广东广州·一模）我国风洞技术世界领先。如图所示，在模拟风洞

管中的光滑斜面上，一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用，沿斜面加速向上运动，

则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中（　　）

A．物块的动能先增大后减小

B．物块加速度一直减小到零

C．弹簧弹性势能一直增大

D．物块和弹簧组成的系统机械能先增大后减小

1.对机械能守恒条件的理解

(1)只有重力做功，只发生动能和重力势能的相互转化.

(2)只有弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化.

(3)只有重力和弹力做功，发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化.

(4)除受重力或弹力外，其他力也做功，但其他力做功的代数和为零.如物体在沿斜面的拉力

F的作用下沿斜面运动，若已知拉力与摩擦力的大小相等，方向相反，在此运动过程中，

其机械能守恒.

2.判断机械能是否守恒的方法

(1)利用机械能的定义直接判断：若动能和势能中，一种能变化，另一种能不变，则其机械

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.

3.机械能守恒定律常用的三种表达式

(1)从不同状态看：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2(或E1＝E2)

此式表示系统两个状态的机械能总量相等.

(2)从能的转化角度看：ΔEk＝－ΔEp

此式表示系统动能的增加(减少)量等于势能的减少(增加)量.

(3)从能的转移角度看：ΔEA增＝ΔEB减

此式表示系统 A部分机械能的增加量等于系统剩余部分，即 B部分机械能的减少量.

易混点：

1.机械能守恒定律的成立条件不是合外力为零,而是除重力和系统内弹力外,其他力做功为零。

2.机械能守恒定律是对系统而言的,单个物体没有所谓的机械能守恒,正常所说的某物体的机

械能守恒只是一种习惯说法,实际为该物体与地球间机械能守恒。

3.用机械能守恒定律列方程时始、末态的重力势能要选同一个零势能面。

4.虽然我们常用始、末态机械能相等列方程解题 ,但始、末态机械能相等与变化过程中机械

能守恒含义不尽相同。整个过程中机械能一直保持不变才叫机械能守恒,始、末态只是其中

的两个时刻。

5.机械能守恒定律是能量转换与守恒定律的一个特例,当有除重力和系统内弹力以外的力对

系统做功时,机械能不再守恒,但系统的总能量仍守恒。

6.若从守恒的角度到关系式,要选取恰当的参考面,确定初末状态的机械能。

7.若从转化的角度到关系式,要考虑动能和势能的变化量,与参考面无关。

8.用做功判断机械能守恒,只有重力做功或系统内弹力做功。

9.研究多个物体机械能守恒时,除能量关系外,请找速度关系,根据物体沿绳(杆)方向的分速度

相等,建立两个连接体的速度关系式。

1. （2022·贵州贵阳·模拟预测）如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两

端各系一个质量分别为、的小球 a和b

、

用手按住 a球静止于地面时，b球离地面的

高度为 h。两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，重力加速度为 g。释放

a球，b球刚落地时的速度大小为。则的值是（　　）

A．B．C．D．

2. （2022·广东·模拟预测）如图所示。固定在竖直平面内的光滑的圆周轨道 MN，圆心O

与M点等高。并处在最低点N的正上方。在 O，M两点各有一质量为 m的小物块 a和b

（均可视为质点）。a，b同时由静止开始运动，a自由下落，小沿圆弧下滑。空气阻力不

计，下列说法正确的是（　　）

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