8.4 机械能守恒定律 常见九种题型-2026-2027学年高一下学期物理人教版必修第二册

8.4机械能守恒定律常见九种题型

题型一　机械能守恒定律的条件与判断

【解题技巧】判断机械能是否守恒，标准只有一条：只有重力或系统内弹力做功，其他力不做功或做功代数和为零。受力平衡、匀速运动都不代表守恒，如匀速下降的电梯机械能减少；合力做功为零也只保证动能不变。对单个物体，看除重力、弹力外是否有其他力做功；对系统，还要分清内力与外力。像爆炸、发动机推动这类有其他能量参与的过程机械能不守恒。解题时先选研究对象，再逐个分析做功，最后下结论。

1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是（　　）

A．只有重力或弹力做功时，机械能守恒

B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒

C．当有其他外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒

D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒

2．在下列几种运动中，物体机械能守恒的是（    ）

A．正在刹车的汽车

B．被起重机加速吊起的重物

C．匀速下落的雨滴

D．做自由落体运动的小球

3．下列说法中正确的是（　　）

A．能就是功，功就是能

B．做功越多，物体的能量就越大

C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量

D．能量转化的多少可以用做功来量度

4．质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动（不计空气阻力）。此过程中（　　）

A．物体的机械能增加

B．物体的重力势能减少了

C．物体的动能增加

D．物体的机械能不变

5．有以下物理过程：甲图中跳伞运动员匀速下落；乙图中水平地面上固定一光滑斜面B，物块A从B上由静止下滑：丙图中小球先自由下落然后把弹簧压缩到最低点；丁图为不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，B加速上升过程中。关于这几个物理过程，下列判断正确的是（　　）

A．甲图中跳伞运动员的机械能守恒

B．乙图中物块A的机械能守恒

C．丙图中小球机械能守恒

D．丁图中A、B组成的系统机械能守恒

题型二　机械能守恒定律的简单应用

【解题技巧】应用机械能守恒定律解题分三步：先选研究对象和过程，确认守恒条件成立；再选参考平面，写出初、末状态的机械能；最后列 E1＝E2 求解。势能为负时注意带符号运算，机械能等于动能与势能之和。抛体运动只受重力，速度大小只与初末高度差有关，与路径和方向无关，可跳过中间过程。斜面问题由高度求势能、用守恒或动能定理求末速度，再结合运动学求时间与功率。

1．如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面。若以地面为参考平面且不计空气阻力，重力加速度为g，则不正确的是（     ）

A．重力对物体做的功为

B．物体落到海平面时的重力势能为

C．物体在海平面上的动能为

D．物体在海平面上的机械能为

2．如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从桌面上方某一高度处自由落下，经过桌面时速度为v。不计空气阻力，重力加速度为g，设地面处重力势能为零，则小球到达地面时的机械能为（　　）

A．0 B．mgh C． D．

3．如图所示，倾角的光滑斜面固定在水平面上，斜面长，一可视为质点的质量为3.0kg的物块从斜面顶端无初速度释放，，重力加速度，取地面为参考平面。下列说法正确

的是（    ）

A．物块在斜面顶端时的重力势能为72J

B．物块滑到斜面底端时的动能为72J

C．物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为54W

D．物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为54W

4．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小(     )

A．一样大 B．水平抛的最大

C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大

题型三　机械能守恒与圆周运动的结合

【解题技巧】竖直面内圆轨、圆环类问题，先用机械能守恒求特征点速度，再用牛顿第二定律求弹力：最高点恰能通过时只有重力提供向心力，mg＝mv²/R；最低点处于超重状态，弹力最大。匀速圆周运动动能不变，但高度变化时机械能并不守恒，合力做功等于动能变化。圆弧槽内下滑到最低点，速度只由下落高度决定，与弧的形状无关。记住特殊位置的高度关系，如与圆心等高处落差 R、从最高点落差 2R。

1．坐落在杭州湾新区的摩天轮高度125米，是长三角最高摩天轮。假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　）

A．在最低点时，乘客所受重力等于座椅对他的支持力

B．在摩天轮转动的过程中，乘客的机械能始终保持不变

C．在摩天轮转动的过程中，重力对乘客的功率保持不变

D．在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零

2．如图所示，固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个质量为m的小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，设小环与圆心O的连线跟竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）