专题11 机械能守恒定律的理解-【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题11 机械能守恒定律的理解 题型一 机械能守恒定律的判断 1 题型二 单物体的机械能守恒问题 2 题型三 连接体的机械能守恒问题 5 类型1 链条类机械能守恒问题 6 类型2 轻绳连接的物体系统 7 类型3 轻杆连接的物体系统 9 题型四 含弹簧类机械能守恒问题 10 题型一 机械能守恒定律的判断 1．内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变． 2．条件 只有重力或弹力做功． 3．判断方法 (1)用定义判断：若物体动能、势能均不变，则机械能不变．若一个物体动能不变、重力势能变化，或重力势能不变、动能变化或动能和重力势能同时增加(减少)，其机械能一定变化． (2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)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：若物体或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，则物体或系统机械能守恒． (4)对多个物体组成的系统，除考虑外力是否只有重力做功外，还要考虑系统内力做功，如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失． [题型专练1]. （2023•通州区一模）为了节省能源，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．顾客仅在加速过程受摩擦力的作用 B．顾客所受的摩擦力大小与扶梯的加速度大小无关 C．乘扶梯匀速上楼的过程中，顾客的机械能保持不变 D．扶梯对顾客作用力的方向先与速度方向相同，再竖直向上 [题型专练2]. （2021秋•石景山区校级期中）图中甲为“中星9A”在定位过程中所进行的10次调整轨道的示意图，其中的三条轨道如图乙所示，曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道，曲线Ⅱ是第5次调整后的椭圆轨道，曲线Ⅲ是第10次调整后的最终预定圆轨道；轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点A相切，轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计，下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道Ⅲ上运行的速度大于第一宇宙速度 B．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度大于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度 C．卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的机械能小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的机械能 D．卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度 [题型专练3]. （2021春•谯城区校级期末）下列说法错误的是（　　） A．静摩擦力既可做正功，也可做负功，甚至可以不做功 B．滑动摩擦力可以做正功或负功，甚至可以不做功 C．作用力和反作用力均可都做正功或都做负功 D．物体所受各力做功的代数和不为零，其机械能一定不守恒 题型二 单物体的机械能守恒问题 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 (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． [题型专练4]. （2023秋•沙坪坝区校级月考）如图所示，一物块以一定初速度沿粗糙的固定斜面上滑，运动时间t后，回到原位置，已知运动过程中摩擦力大小恒定，初位置为重力势能零势能点，则下列表示物体运动时间t的过程中，关于物体动能，重力势能，机械能，重力功率随时间变化的关系图中正确的是（　　） A． B． C． D． [题型专练5]. （2023•蓬江区校级开学）一质量为m的物体从倾角为α的固定光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高为h，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为（　　） A．mg B．mgsin α C．mgsin α D．mg [题型专练6]. （2023春•芜湖期末）如图所示，在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离x，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来。当轨道距离x变化时，测得两点压力差ΔFN与距离x的关系图像如右图所示。不计空气阻力，g取10m/s2。则可判断（　　） A．小球的质量为1kg B．相同半圆光滑轨道的半径为0.2m C．若小球在最低点B的速度为20m/s，小球沿光滑轨道恰能通过A点，则x为15m D．若小球在最低点B的速度为20m/s且x为0，则小球运动到A点时的速