机械能守恒定律
A级 抓基础
1.(多选)如图所示,一个铁球从竖直固定在地面上的轻弹簧正上方某处自由下落,在A点接触弹簧后将弹簧压缩,到B点铁球的速度为零,然后被弹回,不计空气阻力,铁球从A下落到B的过程中,下列说法中正确的是( )
A.铁球的机械能守恒
B.铁球的动能和重力势能之和不断减小
C.铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大
D.铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大
解析:对铁球,除了重力对它做功以外,弹簧的弹力也做功,所以铁球的机械能不守恒,但是铁球和弹簧组成的系统机械能守恒,故A错误;铁球和弹簧组成的系统机械能守恒,从A到B的过程中,弹簧被压缩,弹性势能不断增大,则铁球的动能和重力势能之和不断减小,故B正确;铁球从A到B的过程中,重力势能不断减小,则铁球的动能和弹簧的弹性势能之和不断增大,故C正确;铁球刚接触弹簧的一段时间内,弹簧弹力F较小,小于铁球重力,加速度方向向下,铁球加速,随着F变大,加速度减小,当加速度减小到零时速度达到最大,之后铁球继续压缩弹簧,弹簧弹力大于重力,加速度方向向上,铁球做减速运动,直到速度减为零时到达最低点,可见在从A到B的过程中,铁球速度先增大后减小,则动能先增大后减小,所以铁球的重力势能和弹簧的弹性势能之和先变小后变大,故D正确.
答案:BCD
2.如图所示,质量为m的小球以速度v0离开桌面.若以桌面为零势能面,则它经过A点时所具有的机械能是(不计空气阻力)( )
A.mv+mgh
B.mv-mgh
C.mv
D.mv+mg(H-h)
解析:由机械能守恒定律可知,小球在A点的机械能与小球在桌面上的机械能相等,其大小为mv,故C正确.
答案:C
3.在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,如图所示,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门.球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功W(不计空气阻力,足球视为质点) ( )
A.等于mgh+mv2
B.大于mgh+mv2
C.小于mgh+mv2
D.因为球入球门过程中的曲线的形状不确定,所以做功的大小无法确定
解析:由动能定理,球员对球做的功等于足球动能的增加量,之后足球在飞行过程中机械能守恒,故W=mgh+mv2.
答案:A