易错点06 机械能守恒定律—备战2021年高考物理一轮复习易错题

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易错点 06 机械能守恒定律

易错题【01】对机械能守恒定律分析有误

一、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，只与始、末位置的高度差有关。

2．重力势能

(1)表达式：Ep＝mgh。[注1]

(2)重力势能的特点：重力势能的大小与参考平面的选取有关，但重力势能的变化与参考平

面的选取无关。

3．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，重力势能减小；重力对物体做负功，重力势能增大。

(2)定量关系：重力对物体做的功等于物体重力势能的减小量。即 WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。

二、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[注2]：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹

性势能增大。即 W＝－ Δ E p。

三、机械能守恒定律

1．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。[注3]

2．表达式：Ek1＋Ep1＝Ek2＋ E p2。

易错题【02】对机械能守恒定律的判断方法有误

1．对机械能守恒条件的理解

(1)只受重力作用，例如做平抛运动的物体机械能守恒。

(2)除重力外，物体还受其他力，但其他力不做功或做功代数和为零。

(3)除重力外，只有系统内的弹力做功，并且弹力做的功等于弹性势能减少量，那么系统的

机械能守恒。注意：并非物体的机械能守恒，如与弹簧相连的小球下摆的过程，小球机械

能减少。

2．机械能是否守恒的三种判断方法

(1)利用做功及守恒条件判断。

(2)利用机械能的定义判断：若物体或系统的动能、势能之和保持不变，则机械能守恒。

(3)利用能量转化判断：若物体或系统与外界没有能量交换，内部也没有机械能与其他形式

能的转化，则机械能守恒。

1．机械能守恒的三种表达式对比

守恒角度转化角度转移角度

表达式 E1＝E2ΔEk＝－ΔEpΔEA增＝ΔEB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．求解单个物体机械能守恒问题的基本思路

(1)选取研究对象——物体。

(2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒。

(3)恰当地选取参考平面，确定研究对象在初、末状态时的机械能。

(4)选取方便的机械能守恒定律的方程形式(Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2、ΔEk＝－ΔEp)进行求解。

易错题【03】对多物体机械能守恒判断有误

多物体机械能守恒问题的分析方法

(1)正确选取研究对象，合理选取物理过程。

(2)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。

(3)注意寻找用轻绳、轻杆或轻弹簧相连接的物体间的速度关系和位移关系。

(4)列机械能守恒方程时，从三种表达式中选取方便求解问题的形式。　　

[题型技法]

常见

情景

三大

特点

(1)平动时两物体线速度相等，转动时两物体角速度相等。

(2)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。

(3)对于杆和球组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系

统做功，则系统机械能守恒。

01 对机械能守恒定律理解不到位

1、关于机械能是否守恒，下列说法正确的是(　　)

A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒

B．做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒

C．做变速运动的物体机械能可能守恒

D．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒

【警示】本题容易出错的主要原因是对机械能守恒定义理解有误。

【解析】做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体，如果是在竖直平面内则机械能

不守恒，A、B错误；做变速运动的物体机械能可能守恒，如平面内的匀速圆周运动，故 C

正确；合外力做功不为零，机械能可能守恒，D错误。

【答案】C

【叮嘱】解题的关键要从机械能守恒定义出发

1．如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在

物体下滑过程中，下列说法正确的是(　　)

A．物体的重力势能减少，动能不变

B．斜面体的机械能不变

C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功

D．物体和斜面体组成的系统机械能守恒

【答案】的

【解析】物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少，动能增加，A错误；物体在下滑过

程中，斜面体做加速运动，其机械能增加，B错误；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运

动，又随斜面体向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，弹力方向垂直于接触面，但

与速度方向之间的夹角大于 90°，所以斜面对物体的作用力对物体做负功，C错误；对物体

与斜面体组成的系统，只有物体的重力做功，机械能守恒，D正确。

2．（多选）如图所示，一轻弹簧一端固定在 O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O

在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让小球自由摆下。不计空气阻力。

在小球由 A点摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．小球的机械能守恒

B．小球的机械能减少

C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变

D．小球和弹簧组成的系统机械能守恒

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