易错点12 机械能守恒定律及其应用-备战2022年高考物理典型易错题辨析与精练（解析版）

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易错点 12 机械能守恒定律及其应用

易错总结

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.能量守恒定律不需要限定条件,对所有过程都适用,但用来计算时须准确列出初态的总能量和末态的总能量。

7.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。

8.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。

9.用做功判断机械能守恒,只有重力做功或系统内弹力做功。

10.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。

解题方法

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.

【易错跟踪训练】

易错类型 1：对物理概念理解不透彻

1．（2019·云南省玉溪第一中学）如图所示，在粗糙斜面顶端固定一弹簧，其下端挂一物体，物体在 A点

处于平衡状态。现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到 B点；第二次将物体先拉到 C点，再回

到B点。则对于这两次过程中下列说法不正确的是（）

A．重力势能改变量相等

B．弹簧的弹性势能改变量相等

C．摩擦力对物体做的功相等

D．弹簧弹力对物体做功相等

【答案】C

【详解】

A.第一次直接将物体拉到 B点，第二次将物体先拉到 C点，再回到 B点，两次初末位置一样，路径不同，

根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关，所以两次重力做功相等，根据重力做功与重力势能

变化的关系得：所以两次重力势能改变量相等。故此说法正确。选项A不符合题意；

B.由于两次初末位置一样，即两次对应的弹簧的形变量一样，所以两次弹簧的弹性势能改变量相等。故此

说法正确，选项B不符合题意；

C.根据功的定义式得：摩擦力做功和路程有关；两次初末位置一样，路径不同，所以两次摩擦力对物体做

的功不相等；故此说法错误，选项C符合题意；

D.根据弹簧弹力做功量度弹势能的变化和两次弹簧的弹性势能改变量相等可知，两次弹簧弹力对物体做功

相等。故此说法正确，选项D不符合题意。

2．（2021·河南）足够长的光滑斜面固定在地面上，一物块在沿斜面向上的拉力作用下从底端由静止开始

向上运动。若拉力的功率恒定，在物块向上运动的过程中，下列说法错误的是（　　）

A．速度一直增大 B．速度先增大后不变

C．机械能一直增大 D．重力的功率先增大后不变

【答案】A

【详解】

AB．设斜面的倾角为，由

可知，加速过程，拉力减小，由

可知物块先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速运动，A错误，符合题意，B正确，不符合题意；

C．拉力一直做正功，所以机械能一直增大，C正确，不符合题意；

D．重力方向与速度方向的夹角不变，重力的功率大小为

速度先增大后不变，故重力的功率也先增大后不变，D正确，不符合题意。

故选A。

3．（2021·全国）如图所示，水平光滑长杆上套有物块，跨过悬挂于点的轻小光滑圆环的细线一端连

接，另一端悬挂物块，设细线的左边部分与水平方向的夹角为，初始时很小。现将由静止

同时释放，角逐渐增大，则下列说法错误的是（　　）

A．时，的速度大小之比是

B．角增大到时，的速度最大、加速度最小

C．角逐渐增大到的过程中，的动能增加，的动能减小

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