《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题33 机械能守恒定律（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练
专题 33 机械能守恒定律
导练目标 导练内容
目标 1机械能守恒的判断条件
目标 2单个物体的机械能守恒问题
目标 3三类连接体的机械能守恒问题
目标 4非质点类机械能守恒问题
【知识导学与典例导练】
一、机械能守恒的判断条件
1．对守恒条件理解的三个角度
2．判断机械能守恒的三种方法
【例 1】如图所示为被称为“亚洲撑杆跳女王”的李玲比赛时的英姿，撑杆跳运动的过程大概可以分为助
跑、起跳、下落三个阶段。已知李玲和撑杆总质量为 m，某次比赛中，助跑结束时恰好达到最大速度 v，
起跳后重心上升高度 h后成功越过横杆，落在缓冲海绵垫上，撑杆脱离运动员之后会出现弹跳现象，重力
加速度为 g，不计空气阻力，取地面为零势能面，则下列说法正确的是（　　）
A．助跑过程中，运动员所处高度不变，运动员和撑杆整体机械能守恒
B．从运动员离开地面到手脱离撑杆的过程中，撑杆的弹性势能不断增大
C．运动员在最高点的重力势能
D．越过横杆后，落到海绵垫上之前，运动员机械能守恒
【答案】D
【详解】A．助跑加速时，运动员和撑杆的重力势能不变，但运动员和撑杆的总动能增大，则整体的机械
能增加，故 A错误；
B．从运动员离开地面到手脱离撑杆的过程中，撑杆的形变量先增大再减小，则撑杆的弹性势能先增大再
减小，故 B错误；
C．撑杆脱离运动员之后会出现弹跳现象，说明撑杆的弹性势能并没有全部转化为运动员的机械能，那么
运动员在最高点的重力势能必然小于起跳前人和杆的总动能 ，故 C错误；
D．运动员越过横杆后在空中下落过程中，只有重力做功，其机械能守恒，故 D正确。故选 D。
二、单个物体的机械能守恒问题
1.机械能守恒的三种表达式
项目 守恒角度 转化角度 转移角度
表达式 E1=E2ΔEk=-ΔEpΔ
EA增
=Δ
EB减
物理意义
系统初状态机械能的总和与
末状态机械能的总和相等
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
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
注意事项
应用时应选好重力势能的零
势能面,且初、末状态必须
用同一零势能面计算势能
应用时关键在于分清重力势能的
增加量和减少量,可不选零势能面
而直接计算初、末状态的势能差
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
2.应用机械能守恒定律解题的基本思路
【例 2】2022 年第 24 届冬奥会在北京-张家口成功举办，图甲为在张家口的国家跳台滑雪中心“雪如意”,
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