[讲义答案]第3讲机械能守恒定律-609c297351bb_学而思高一全套_2020年寒假高一_2020寒直播课高一物理目标自招综评班于鲲鹏完结

答 案
D
解析
A、物体的重力势能与参考平面有关，同一物体在同一位置相对不同的参考平面的重力势能不同，
A选项错； 
B、物体在零势能面以上，距零势能面的距离越大，重力势能越大，物体在零势能面以下，距零势
能面的距离越大，重力势能越小，B选项错； 
C、重力势能是标量，其正、负号表示大小，
的重力势能小于
的重力势能，从
变化到
，物体的重力势能增加了，C选项错； 
D、重力做的功量度了重力势能的变化，D选项正确。
答 案
15 -25
解析
物体相对于地面的高度为
，相对于天花板的高度为
，根据公式
可得以
地面为零势能面时，重力势能为
，以天花板为零势能面时，重力势能为
。
答 案
D
解析
以桌面为参考平面，则桌面所在平面为零势能面，落地时在零势能面以下，到零势能面的距离为
，故小球落地时的重力势能为
，整个下落过程的初末位置的高度差为
，重力做正
功，故下落过程中重力势能变化为减小
，故D正确。
模块1：势
：势能
1  72%
1  88%
1  76%
例题1
−5J
−3J
−5J
−3J
例题2
+1.5m
−2.5m
E
 =
p
mgh
15J
−25J
例题3
h
−mgh
H + h
(
)
mg H + h
(
)
答 案
重力势能减少了
。
解析
解：利用等效法，由题图中始态和末态比较，可等效成将开始桌面上的
的链条移至末态的下端
处，故重心下降了
，所以重力势能减少了
。
答 案
A
解析
解：A、做自由落体运动的物体只有重力做功，机械能守恒，故A正确； 
B、人乘电梯加速上升的过程，动能与重力势能都增加，机械能增加，机械能不守恒，故B错误； 
C、只有重力或只有弹力做功机械能守恒，除重力外物体还受其它力，物体机械能也可能守恒，如
沿光滑斜面下滑的物体除受重力外还受支持力，但物体机械能守恒，故C错误； 
D、合力对物体做功为零，机械能不一定守恒，如在竖直方向匀速下落的物体合外力做功为零，但
机械能减少，机械能不守恒，故D错误； 
故选：A。 
答 案
B D
解析
解：弄清楚机械能守恒的条件是分析此题的关键。表解如下： 
1
模块2：机械能守恒定律
：机械能守恒定律
1  50%
1
例题4
 mgL
32
15
 4
3
 4
3
 L
8
5
ΔE =
 mg ⋅
4
3
 L =
8
5
 mgL
32
15
例题5
例题6
答 案
A
解析
对每个小环而言，下滑过程中只有重力做功，机械能守恒，设
点为参考平面，当速率为时，下
落的高度为，则有
。解得
，所以相同的点距
点的竖直高度都相
同，即将这些下滑速率相同的各点连接起来是一个水平面，故选A。
答 案
B C
解析
解：由题意可知，礼花弹在炮筒内运动的过程中，礼花弹的动能变化量为
，故A
错误，B正确； 
高压燃气做的功与炮筒及空气阻力做的功之和等于机械能的变化量，即机械能的变化量为
，故C正确，D错误。
答 案
C
解析
解：铁链释放之后，到离开桌面，由于桌面无摩擦，对两次释放，桌面下方
处为势能面。则释
放前，系统的重力势能为 
第一次，
 
第二次，
 
第三次，
 
释放后
 
 
 
则损失的重力势能 
 
 
1  61%
1
1  33%
例题7
A
v
h
0 =
 mv −
2
1
2
mgh
h =
 
2g
v2
v
A
例题8
W
 −
3
W
 −
2
W
 1
W
 −
3
W
 2
例题9
L
0
E
 =
p1
 mgL +
2
1
 mg ⋅
2
1
 L =
4
3
 mgL
8
7
E
 =
p2
(
 m +
2
1
m)gL +
 mg ⋅
2
1
 L =
4
3
 
8
15mgL
E
 =
p3
 mgL +
2
1
 mg ⋅
2
1
 L +
4
3
mg
 =
2
L
 mgL
8
11
E
 =
p1
′
mg
 2
L
E
 =
p2
′
mgL + mg
 =
2
L
 mgL
2
3
E
 =
p3′
mg
 2
L
ΔE
 =
p1
 mgL
8
3
ΔE
 =
p2
 mgL
8
3
7
 
那么
 
 
 
解得：
 
 
 
显然 
， 
所以
， 
故选：C。
答 案
D
解析
设
到达最低点时，
的速度为，则
的速度
，根据系统机械能守恒
有
，又因为
，联立两式解得
，所以
，则D正确。
答 案
A C
解析
答 案
弹簧对物块的弹力做的功为
1  32%
1
1
ΔE
 =
p3
 mgL
8
7
ΔE
 =
p1
 mv
 
2
1
a2
ΔE
 =
p2
 2m v
 
2
1 (
)
b
2
ΔE
 =
p3
 2m v
 
2
1 (
)
c2
v
 =
a2
 
4
3gL
v
 =
b2
 
8
3gL
v
 =
c2
 
8
7gL
v
 >
c2
v
 >
a2
v
 b2
v
 >
c
v
 >
a
v
 b
例题10
m1
m2
v
m
 1
v =
′
 =
cos 45∘
v
 v
2
m
 gR −
1
m
 g ⋅
2
 R =
2
 m
 v +
2
1
2
2
 m
 v
2
1
1
′2
v =
′
 v
2
v =
 
2m
 + m
 
1
2
2 m
 −
 m
 gR
(
1
2
2)
v =
′
2
 
 
2m
 + m
 
1
2
m
 −
m
gR
(
1
2
2)
例题11
例题12
3mgR
解析
物体在
点时，做圆周运动，由向心力公式可知： 
 
解得
 
从
到
由动能定理可得： 
弹力对物块所做的功
。
答 案
物块从
到
克服阻力做的功为
。
解析
物体在
点时由向心力公式可知： 
； 
对
过程由动能定理可得： 
 
解得物体克服摩擦力做功： 
。
答 案
物块离开
点后落回水平面时动能的大小为
。
解析
物体从
点到落地过程，由动能定理可得： 
 
物块落地时的动能
。
答 案
，
。
解析
设刚释放时
、
、
的加速度大小为，绳子对
的拉力大小为
，对
有
， 
对
、
整体有
， 
解得
， 
。
2
3
1
B
F −mg = m
 
R
v2
v =
 
6gR
A
B
W =
 mv =
2
1
2
3mgR
B
C
 mgR
2
1
C
mg = m
 
R
v
 
C 2
BC
−2mgR −W
 =
f
 mv
 −
2
1
C 2
 mv
2
1
2
W
 =
f
 mgR
2
1
C
 mgR
2
5
C
2mgR = E
 −
k
 mv
 
2
1
c2
E
 =
k
 mgR
2
5
例题13
a =
 5
g
F = 2.4mg
A
B
C
a
A
F
A
F −2mg = 2ma
B
C
3mg −F = 3ma
a =
 5
g
F=
 mg =
5
12
2.4mg
答 案
物块
由最初位置上升的最大高度
。
解析
下落
后落地，由
可知此时的速度
， 
落地后
、
匀速运动
直到
与
相碰落地，此后
只受重力减速上升，由
得
， 
则物块
由最初位置上升的最大高度 
。
答 案
的质量满足
。
解析
若改变
的质量使系统由静止释放后物块
能落地，则
的质量需满足
。 
同时使
与
不相碰，即
落地后
减速下降到地面时速度为，从释放到
落地的过程中系统机
械能守恒，
， 
解得
。 
从
落地到
减速到地面速度为的过程中，系统机械能守恒，有 
， 
解得
， 
即
的质量满足
时，系统由静止释放后物块
能落地且物块
与
不相碰。
2
3
模块3：专业
：专业介绍
模块4：备选题
：备选题
A
H = 2.2L
C
L
v =
2
2ax
v =
 
 gL
5
2
C
A
B
L
B
C
A
h =
 
2g
v2
h = 0.2L
A
H = 2.2L
A
 m <
6
m
 <
A
3m
A
C
A
m
 <
A
3m
B
C
C
B
0
C
3mgL −m
 gL =
A
 3m + m
 v
2
1 (
A)
2
v =
 
3m + m
 
A
2 3m −m
 gL
(
A)
C
B
0
2mgL +
 2m + m
 v =
2
1 (
A)
2
m
 gL
A
m
 =
A
 m
6
A
 m <
6
m
 <
A
3m
C
B
C