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各类考试对单个物体的机械能守恒问题的考查,常会结合平抛运动、圆周运动、牛顿第二定律等知识,主要考查同学们的理解、分析能力。下面分类举例分析。
一、考查对机械能守恒的判断
例1 如图1所示,将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )。
A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态
C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒
D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒
答案 C
解析 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但是实际上没有动,整个系统只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒。而小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,由于系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒。小球从开始下落至到达槽最低点前,小球先失重,后超重。当小球向右上方滑动时,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒。
评注 小球从下落到运动到半圆形槽的最低点的过程中,只有重力做功,机械能守恒;但小球在半圆形槽右半部分运动时,槽向右移,槽对小球的弹力对小球做负功,小球的机械能不守恒。不注意这一点,易错选A、D选项。
一、考查对机械能守恒的判断
例1 如图1所示,将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )。
A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态
C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒
D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒
答案 C
解析 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但是实际上没有动,整个系统只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒。而小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,由于系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒。小球从开始下落至到达槽最低点前,小球先失重,后超重。当小球向右上方滑动时,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒。
评注 小球从下落到运动到半圆形槽的最低点的过程中,只有重力做功,机械能守恒;但小球在半圆形槽右半部分运动时,槽向右移,槽对小球的弹力对小球做负功,小球的机械能不守恒。不注意这一点,易错选A、D选项。