机械能守恒定律
机械能的守恒定律
机械能的守恒定律机械能的守恒定律是物理学中一个非常重要的定律，它描述了在某些条件下，物体的机械能将会保持不变。
这个定律可以帮助我们理解能量在物体之间的转换和传递过程。
首先，我们来了解一下什么是机械能。
机械能是指物体所具有的动能和势能的总和。
动能是指物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关，可以用公式：动能=1/2mv²来表示，其中m是物体的质量，v是物体的速度。
势能是指物体由于位置或者形状而具有的能量，常见的有重力势能和弹性势能。
重力势能可以用公式：重力势能=mgh来表示，其中m是物体的质量，g是地球的重力加速度，h是物体的高度。
弹性势能可以用公式：弹性势能=1/2kx²来表示，其中k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的伸长或者压缩距离。
机械能的守恒定律是说在某些条件下，物体的机械能保持不变。
这些条件包括没有外力做功以及没有能量的转换和损失。
换句话说，如果物体只受到保守力做功，且没有摩擦、空气阻力等影响能量转换和损失的因素存在，那么物体的机械能将保持不变。
举个例子来说明机械能守恒定律。
假设有一个小球从A点滑下来，经过B点，最终到达C点。
在A点，小球的动能为0，势能最大；到达B点时，物体的势能为0，动能最大；最终到达C点时，小球的动能和势能均为零。
根据机械能守恒定律，A点到B点，由于小球获得动能，势能减少；而从B点到C点，小球失去动能，而势能增加。
但是，整个过程中，物体的机械能保持不变。
机械能守恒定律在日常生活中有很多应用。
比如，我们在玩跷跷板时，当一个人下落时，他的势能减少，动能增加，而另一个人上升时，势能增加，动能减少，但两人的机械能保持不变。
再比如，我们在乘坐过山车时，当车辆从最高点下落时，势能减少，动能增加，而当车辆升到最高点时，势能增加，动能减少，但车辆的机械能保持不变。
但需要注意的是，机械能守恒定律只适用于没有外力做功，且没有能量转换和损失的情况。
在实际应用中，往往存在一些能量转换和损失的因素，比如摩擦力、空气阻力等，这些因素会导致能量的转换和损失，使机械能不再保持不变。
机械能守恒定律三个公式
机械能守恒定律三个公式
机械能守恒定律是物理学中一个重要的原理，它表明在一个封闭系统中，当没有外力做功和能量损耗时，系统的机械能保持不变。
机械能守恒定律可以通过以下三个公式来表达。
1. 动能定理：
动能是物体的运动能量，它等于物体的质量乘以速度的平方的一半。
根据动能定理，当外力做功时，物体的动能会改变。
动能定理的公式表示为：
K = 1/2mv²
其中，K为物体的动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
2. 重力势能公式：
重力势能是物体由于位置而具有的能量，与物体的高度和重力引起的势能差有关。
重力势能公式表示为：
U = mgh
其中，U为物体的重力势能，m为物体的质量，g为重力加速度，h为物体离地面的高度。
3. 弹性势能公式：
弹性势能是由于物体被弹性力压缩或拉伸而具有的能量。
弹性势能公式表示为：
U = 1/2kx²
其中，U为物体的弹性势能，k为弹簧的弹性系数，x为物体被压缩或拉伸的位移。
根据机械能守恒定律，当没有能量的外部输入或输出时，系统的机械能保持不变。
这意味着动能和势能的总和在一个封
闭系统中保持恒定。
如果一个物体的机械能发生改变，那么必定存在能量的转化或损失。
通过上述三个公式，可以更好地理解和应用机械能守恒定律，深入研究各类机械系统或物理过程，从而分析能量转移和变化。
机械能守恒定律在工程和物理学中具有广泛的应用，例如在研究机械运动的稳定性、设计可再生能源系统以及计算机模拟等方面都起到重要的作用。
机械能守恒定律
系统的动能与势能之和A非保内 = E(Q) E(P)
此式表明，在系统从一个状态变化到另一个状态
的过程中，其机械能的增量等于外力所作功和系统 的非保守内力所作功的代数和。此规律称为系统的 功能原理。
三、机械能守恒定律 ( law of conservation of mechanical energy)
例 1：求使物体脱离地球引力作用的最小速度。
解：根据机械能守恒定律有
mM 1 2 mv 2 G 0 2 R
v2 2GM R 2 gR 11 .2 10 m s
3 -1
例 2：求使物体不仅摆脱地球引力作用, 而且脱离 太阳引力作用的最小速度。 解：根据机械能守恒定律有
1 2
α
Q
P
1 2 f d l mgs sin mv 0 2
f
α
N
v0 0
而摩擦力的大小为
f N mgcos
mg
所以 即有
Q
P
Q f d l mg cos dl mgs cos
P
1 2 mg s cos mg s sin mv 0 2
1 2 mv 2
相对地球的动能
Ek
脱离地球引力所需动能
Ek 2
1 2 mv2 2
所以从地面发射时所需最小动能为
Ek3 Ek Ek2
由此可得第三宇宙速度
v 3 v v 2 (12 .4 10 ) (11 .2 10 ) m s 16 .7 10 m s
C
解得
v 2( g ssin g scos ) 1 3 -1 -1 2 (9.8 2.0 0.48 2.0 ) m s 1.8m s 2 2
机械能及其守恒定律
工具
必修2 第五章 机械能及其守恒定律
栏目导引
4．发动机旳功率 (1)发动机铭牌上旳功率是__额__定__功__率___，是发
动机长时间正常工作时旳最大输出功率． (2)实际功率：发动机实际工作时旳输出_功__率___ ，要求不大于或等于额_定__功__率_____.
工具
必修2 第五章 机械能及其守恒定律
试验五：探究动能定理
合牛顿运动定律、平抛运动和圆周运动知
试验六：验证机械能守恒定律
识、电磁学等有关内容处理综合性旳问题.
工具
必修2 第五章 机械能及其守恒定律
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第一讲 功和功率
工具
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一、功 1．做功旳两个不可缺乏旳原因：力和物体在 __力__旳__方__向___上发生旳位移． 2．功旳大小 (1)公式：W＝Flcos α(α为力和位移旳夹角且l对地
所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静 止，下列说法正确旳是( )
A．斜面体对物体m旳支持力一定做正功 B．斜面体对物体m旳摩擦力一定做正功 C．斜面体对物体m旳摩擦力可能不做功 D．斜面体对物体m旳摩擦力可能做负功
答案： ACD
工具
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5．自由下落旳物体，在第1 s内、第2 s内、第3
工具
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A.FN和Ff对物块都不做功 B.FN对物块做功为2 J，Ff对物块不做功 C.FN对物块不做功，Ff对物块做功为2 J D.FN和Ff对物块所做功旳代数和为0
答案： B
工具
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机械能守恒定律及其应用
机械能守恒定律的意义
揭示了能量守恒的实质
机械能守恒定律是能量守恒定律在力 学系统中的具体表现，它表明在满足 一定条件下，系统中的机械能可以自 发的相互转化，但总能量保持不变。
提供了解决问题的方法
在解决力学问题时，如果满足机械能 守恒定律的条件，可以将问题简化为 求解初末状态的机械能，从而大大简 化计算过程。
VS
详细描述
火箭升空过程中，燃料燃烧产生大量气体 ，向下喷射产生推力，使火箭加速上升。 在这个过程中，火箭的重力势能和动能之 间相互转化，机械能总量保持不变，也是 机械能守恒定律的应用。
水利发电站工作过程中的机械能守恒
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ总结词
水轮机在水的冲力作用下旋转，将水的重力 势能转化为水轮机的动能，再通过发电机转 化为电能，整个过程中机械能总量保持不变 。
之间的关系。
数学表达式的理解
机械能守恒
机械能守恒定律表明，在没有外 力做功的情况下，质点的机械能 （动能和势能之和）保持不变。
适用范围
机械能守恒定律适用于没有外力 做功的系统，如自由落体运动、 弹性碰撞等。
守恒原因
机械能守恒的原因是重力做功与 路径无关，只与初末位置的高度 差有关。
数学表达式的应用
单摆在摆角小于5°的理想情况下，只受重力和摆线的拉力，不涉及其他外力。因此，其 机械能守恒。
详细描述
单摆是一种简单的机械系统，由一根悬挂的细线和下面的小球组成。当单摆在垂直平面 内摆动时，其动能和势能之间相互转换。在摆角小于5°的理想情况下，由于空气阻力和 摩擦力可以忽略不计，因此只有重力和摆线的拉力作用在单摆上。根据机械能守恒定律
，单摆的动能和势能之和保持不变，即机械能守恒。
弹簧振子的机械能守恒
机械能量守恒定律公式
机械能量守恒定律公式
1. 机械能量守恒定律内容。
- 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，而总的机械能保持不变。
2. 公式表达。
- 设物体的动能为E_k，重力势能为E_p，弹性势能为E_弹。
- 初始状态的机械能E_1=E_k1 + E_p1+E_弹1，末状态的机械能
E_2=E_k2+E_p2+E_弹2。
- 根据机械能守恒定律E_1 = E_2，即
E_k1+E_p1+E_弹1=E_k2+E_p2+E_弹2。
- 在只有重力做功的情况下（不涉及弹性势能），公式可简化为
E_k1+E_p1=E_k2+E_p2，进一步展开：(1)/(2)mv_1^2+mgh_1=(1)/(2)mv_2^2+mgh_2（其中m为物体质量，v为速度，h为物体相对参考平面的高度）。
- 在只有弹簧弹力做功的系统中（不考虑重力势能变化），设弹簧的劲度系数为k，弹簧形变量为x，初始弹性势能E_弹1=(1)/(2)kx_1^2，末态弹性势能
E_弹2=(1)/(2)kx_2^2，如果系统动能分别为E_k1和E_k2，根据机械能守恒定律
E_k1+(1)/(2)kx_1^2=E_k2+(1)/(2)kx_2^2。
机械能守恒定律
机械能守恒定律机械能守恒是物理学中的一个基本定律，它描述了在没有外力做功和没有能量损失的封闭系统中，机械能守恒的原理和应用。
本文将介绍机械能守恒定律的基本概念、公式和应用。
一、机械能守恒定律的概念机械能守恒定律是指在一个封闭系统中，如果只有重力做功或者没有外力做功的情况下，系统的机械能保持不变。
机械能是由物体的动能和势能组成的，动能是由物体的运动速度决定的，而势能则与物体的位置和形状有关。
在一个封闭系统中，无论是动能还是势能，它们的总和都会保持不变。
二、机械能守恒定律的公式机械能守恒定律可以用以下公式表示：K1 + U1 = K2 + U2其中，K1和K2分别表示系统在两个不同时刻的动能，U1和U2则表示系统在两个不同时刻的势能。
根据这个公式，我们可以计算出系统在不同时刻的机械能，从而验证机械能守恒定律是否成立。
三、机械能守恒定律的应用机械能守恒定律在实际应用中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 弹簧振子弹簧振子是机械能守恒定律的一个典型应用。
当一个质点通过弹簧与支架相连，并在弹簧的作用下来回振动时，由于没有外力做功和能量损失，系统的机械能将保持不变。
2. 坡道滑块当一个块从斜坡上滑下时，由于没有外力做功，只有重力做功，系统的机械能守恒。
初始时，滑块具有一定高度的势能，随着滑块下滑，势能转化为动能，滑块的速度逐渐增加。
3. 自由落体自由落体是机械能守恒定律的典型应用之一。
在忽略空气阻力的情况下，自由落体物体只受到重力做功，而没有其他外力做功，因此系统的机械能保持不变。
4. 弹性碰撞在弹性碰撞中，系统的动能会发生变化，但总的机械能仍然保持不变。
一部分动能会转化为变形能，而另一部分则会转化为其他物体的动能，通过计算机械能的损失，可以判断碰撞是否为弹性碰撞。
总结：机械能守恒定律是物理学中一个重要的定律，它描述了在没有外力做功和能量损失的封闭系统中，机械能的总和保持不变。
我们可以通过公式和应用来验证机械能守恒定律的正确性。
机械能守恒定律知识点总结
机械能守恒定律知识点总结一、机械能守恒定律的定义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，而总的机械能保持不变，这就是机械能守恒定律。
二、机械能守恒的条件机械能守恒的条件是“只有重力或弹力做功”。
这包含以下三种情况：1、只受重力作用，比如自由落体运动。
2、受其他力，但其他力不做功。
3、除重力和弹力外，其他力做功的代数和为零。
需要注意的是，“只有重力或弹力做功”并不等同于“只受重力或弹力作用”。
比如，物体在光滑斜面上下滑时，受到重力、支持力和摩擦力，但支持力不做功，摩擦力做功为零，只有重力做功，机械能守恒。
三、机械能的组成机械能包括动能、重力势能和弹性势能。
1、动能：物体由于运动而具有的能，表达式为$E_{k}＝＼frac{1}｛2}mv^2$，其中$m$是物体的质量，＄v$是物体的速度。
动能与物体的质量和速度的平方成正比。
2、重力势能：物体由于被举高而具有的能，表达式为$E_{p}＝mgh$，其中$m$是物体的质量，＄g$是重力加速度，＄h$是物体相对参考平面的高度。
重力势能与物体的质量、重力加速度以及相对高度有关。
3、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能，其大小与形变程度和劲度系数有关。
四、机械能守恒定律的表达式1、守恒观点：初态机械能等于末态机械能，即$E_{k1}＋E_{p1}＝E_{k2}＋E_{p2}＄。
2、转化观点：动能的增加量等于势能的减少量，即$＼Delta E_{k}＝＼Delta E_{p}＄。
3、转移观点：系统内 A 部分机械能的增加量等于 B 部分机械能的减少量。
五、机械能守恒定律的应用步骤1、确定研究对象和研究过程。
2、分析研究对象在研究过程中的受力情况，判断机械能是否守恒。
3、选取合适的零势能面，确定初、末状态的机械能。
4、列方程求解。
六、常见的机械能守恒模型1、自由落体运动：物体只在重力作用下从静止开始下落，机械能守恒。
2、平抛运动：物体在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，只有重力做功，机械能守恒。
机械能守恒定律
常见形式：轻绳连接、轻杆连接、弹簧连接（物体+弹
簧或物体+弹簧+物体）、叠加。
4、机械能是否守恒的判断方法
（1）用做功来判断：只有重力或系统内弹力做功
（2）用能量转化来判断：对单个物体或者物体系：
只有动能和势能的相互转化而无其他形式能的转化，
则物体系机械能守恒。
5、机械能不守恒的情况：
（1）、除重力和弹力之外的力对物体做功，（如滑动摩
擦力、空气阻力做功做功）物体的机械能不守恒。除重力
和弹力之外的那些力做正功，机械能要增加；除重力和弹
力之外的那些力做负功，机械能要减少，而且增加或减少
的数值，等于除重力和弹力之外的那些力做功的数值，
（2）、绳子在被绷紧的瞬间，物体的机械能不守恒。
物体沿绳子方向的速度突变为零。
机械能守恒定律
机
械
能
动能
+
= 重力势能
+
弹性势能
机械能守恒定律
1、内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与
势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.
2、机械能守恒定律的三种表达形式：
（1）守恒的观点： Ek 初 EP初 Ek 末 EP末
即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之
和
（2）转化的观点：
Ek EP
即动能（势能）的增加量等于势能（动能）的减少量
（3）转移的观点：
E A增 EB减
即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量
3、机械能守恒的条件
（1）、单个物体：若
时机械能守恒
（2）、对于物体系：若
系统内弹力
，
则物体和轻绳（轻杆、弹簧）组成的系统机械能守恒，
机械能守恒定律
机械能守恒定律机械能守恒定律是力学中的一个基本原理，它描述了在没有外力做功和没有摩擦损失的情况下，系统的机械能保持不变。
机械能包括了物体的动能和势能，它们之间可以相互转化但总和保持恒定。
一、机械能的定义机械能是指物体的动能和势能的总和，即：E = K + U其中，E表示机械能，K表示动能，U表示势能。
动能是物体由于运动而具有的能量，由物体的质量和速度决定；势能则是物体由于位置而具有的能量，它与物体的质量、位置和外力有关。
二、机械能守恒定律的表达形式机械能守恒定律可以通过以下公式表示：E₁ = E₂即在某一过程中，物体的机械能在始末状态保持不变。
这意味着在没有外界做功和能量损失的情况下，物体的机械能始终保持恒定。
三、机械能守恒定律的应用机械能守恒定律可以应用于各种力学问题的求解中，例如弹簧振子、自由落体等。
下面以一个滑块运动的例子来说明机械能守恒定律的应用。
假设有一个质量为m的滑块，沿着光滑的水平面上有一个长度为l的弹簧。
当滑块位于弹簧的伸长端时，弹簧势能为0，机械能仅由滑块的动能组成；当滑块位于弹簧的压缩端时，机械能由滑块的动能和弹簧的势能组成。
根据机械能守恒定律，可以得到以下关系：(1/2)mv₁² = (1/2)kx²其中，v₁表示滑块在伸长端的速度，k表示弹簧的弹性系数，x表示滑块相对平衡位置的位移。
通过这个关系式，我们可以求解出滑块在不同位置的速度和位移。
四、机械能守恒定律的局限性尽管机械能守恒定律在许多力学问题中都适用，但在实际问题中，往往存在着一些能量损失，如摩擦阻力等。
这些能量损失将导致系统的机械能不再保持恒定。
因此，在考虑具体的实际情况时，我们需要考虑这些能量损失，并将其纳入计算中。
五、总结机械能守恒定律是力学中的一个重要原理，它描述了在没有外力做功和没有能量损失的情况下，系统的机械能保持不变。
通过机械能守恒定律，我们可以解决许多力学问题，并得到物体在不同位置和状态下的速度和位移等信息。
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动能和动能定理及机械能守恒定律1. 动能质量为m 的物体，以速度v 运动时的动能为221mv E k =(标量、相对性)2、动能定理合外力对物体所作的功，等于物体在这个过程中动能的变化。
叫做动能定理。
就可以写成 12k k E E W -=其中2k E 表示一个过程的末动能2221mv ，1k E 表示一个过程的初动能2121mv 。
1、动能定理不涉及运动过程中的加速度和时间，用它来处理问题要比牛顿定律方便.2、用动能定理解题，必须明确初末动能，要分析受力及外力做的总功.3、要注意：当合力对物体做正功时，末动能大于初动能，动能增加；当合力对物体做负功时，末动能小于初动能，动能减小。
［例］如图所示，质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h /10停止，则（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？（2）若让钢珠进入沙坑h /8，则钢珠在h 处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变。
解析：（1）取钢珠为研究对象，对它的整个运动过程，由动能定理得W =W F +W G =△E K =0。
取钢珠停止处所在水平面为重力势能的零参考平面，则重力的功W G =1011mgh ，阻力的功W F =101-F f h ， 代入得1011mgh 101-F f h =0，故有F f /mg =11。
即所求倍数为11。
（2）设钢珠在h 处的动能为E K ，则对钢珠的整个运动过程，由动能定理得W =W F +W G =△E K =0，进一步展开为9mgh /8—F f h /8= —E K ，得E K =mgh /4。
1.关于功和物体动能变化的关系，不正确的说法是( )A.有力对物体做功，物体的动能就会变化B.合力不做功，物体的动能就不变C.合力做正功，物体的动能就增加D.所有外力做功代数和为负值，物体的动能就减少2.下列说法正确的是( )A.物体所受合力为0，物体动能可能改变B.物体所受合力不为0，动能一定改变C.物体的动能不变，它所受合力一定为0D.物体的动能改变，它所受合力一定不为03.一物体速度由0增加到v,再从v增加到2v,外力做功分别为W1和W2，则W1和W2关系正确的是( )A.W1=W2B.W2=2W1C.W2=3W1D.W2=4W14.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑的水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力做的功为( )A.0B.8 JC.16 JD.32 J5.物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力F作用下移动相同的位移，则( )A.力F对A做功较多，A的动能较大B.力F对B做功较多，B的动能较大C.力F对A和B做功相同，A和B的动能相同D.力F对A和B做功相同，但A的动能较大6.一物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1 kg,μ=0.1，现用水平外力F=2 N拉其运动5 m，后立即撤去水平外力F，求其还能滑多远？(g取10 m/s2)7.从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，求小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程是多少？参考答案：1.A2.D3.C4.A5.D6. 5 m7. H/R掌握物体系统机械能守恒的条件；能正确分析物体系统所具有的机械能1．在只有重力做功的过程中，物体的机械能总量不变。
2．应用机械能守恒定律解决问题时，应首先分析物体运动过程中是否满足机械能守恒条件，其次要正确选择所研究的物理过程，正确写出初、末状态物体的机械能表达式。
3．从功和能的角度分析、解决问题，是物理学研究的重要方法和途径。
4．应用功和能的观点分析处理的问题往往具有一定的综合性，例如与圆周运动或动量知识相结合只有重力对物体做功时物体的机械能质量为m的物体自由下落过程中，经过高度h1处速度为v1，下落至高度h2处速度为v2，不计空气阻力，分析由h1下落到h2过程中机械能的变化根据动能定理，有下落过程中重力对物体做功，重力做功在数值上等于物体重力势能的变化量。
取地面为参考平面，有W G＝mgh1-mgh2由以上两式可以得到机械能守恒定律在只有重力和弹簧弹力对物体做功的情况下，物体的动能和势能可以相互转化，物体机械能总量保持不变。
这个结论叫做机械能守恒定律。
应用例1．在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g＝10m/s2，求小球落地速度大小。
例2．小球沿光滑的斜轨道由静止开始滑下，并进入在竖直平面内的离心轨道运动，如图所示，为保持小球能够通过离心轨道最高点而不落下来，求小球至少应从多高处开始滑下？已知离心圆轨道半径为R，不计各处摩擦。
(1)小球能够通过圆轨道最高点，要求小球在最高点具有一定速度，即此时小球运动所需要的向心力，恰好等于小球所受重力；(2)运动中小球的机械能守恒；(3)选小球开始下滑为初状态，通过离心轨道最高点为末状态，研究小球这一运动过程。
取离心轨道最低点所在平面为参考平面，开始时小球具有的机械能E1＝mgh。
通过离心轨道最高点时，小球速度为v，此时小球的机械能成完整的圆周运动。
例3．长l ＝80cm 的细绳上端固定，下端系一个质量 m ＝100g 的小球。
将小球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置，然后无初速释放。
不计各处阻力，求小球通过最低点时，细绳对小球拉力多大？取g ＝10m/s 2。
(1)小球做圆周运动，通过最低点时，绳的拉力大于小球的重力，此二力的合力等于小球在最低点时所需向心力；(2)绳对小球的拉力不对小球做功，运动中只有重力对球做功，小球机械能守恒。
答：小球运动过程中，重力势能的变化量ΔE p ＝-mgh ＝-mgl(1-cos60°)，在最低点时绳对小球的拉力大小为机械能守恒练习例1 如图所示，总长为L 的光滑匀质铁链跨过一个光滑的轻小滑轮，开始时下端A 、B 相平齐，当略有扰动时其一端下落，则当铁链刚脱离滑轮的瞬间，铁链的速度为多大?解析 这里提供两种解法。
解法一（利用E 2=E 1求解）：设铁链单位长度的质量为ρ，且选取初始位置铁链的下端A 、B 所在的水平面为参考平面，则铁链初态的机械能为21414gL L Lg E ρρ=⋅=, 末态的机械能为 2222121Lv mv E ρ==。
根据机械能守恒定律有 E 2=E 1， 即224121gL Lv ρρ=，解得铁链刚脱离滑轮时的速度 2gL v =。
解法二（利用△E k =－△E p 求解）：如图所示，铁链刚离开滑轮时，相当于原来的BB ’部分移到了AA ’的位置。
重力势能的减少量241221gL L Lg E p ρρ=⋅=∆-， 动能的增加量 221Lv E k ρ=∆。
根据机械能守恒定律有 △E k =－△E p ，即 224121gL Lv ρρ=，解得铁链刚脱离滑轮时的速度 2gLv =。
点拨 对于绳索、链条之类的物体，由于发生形变，其重心位置相对物体来说并不是固定不变的，能否确定重心的位置，常是解决该类问题的关键。
可以采用分段法求出每段的重力势能，然后求和即为整体的重力势能；也可采用等效法求出重力势能的改变量。
再有，利用△E k =－△E p 列方程时，不需要选取参考平面，且便于分析计算。
例3 如图 所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h=0.2m ，开始时让连接A 的细线与水平杆的夹角θ=53°。
由静止释放A ，在以后的运动过程中，A 所能获得的最大速度为多少？（sin53°=0.8，cos53°=0.6，g 取10m/s 2，且B 不会与水平杆相碰。
） 解析 物体A 被拉至左侧定滑轮的正下方时获得最大速度，此时物体B 的瞬时速度为0。
以物体A 所在水平面为参考平面，在从物体A 刚被释放到物体A 运动至左侧定滑轮正下方的过程中，对系统应用机械能守恒定律，有)sin (212h h mg mv -=θ， 解得A 所能获得的最大速度为)2.053sin 2.0(102)sin (20-⨯⨯=-=h h g v θm/s=1m/s 。
例4如图所示，在一根长为L 的轻杆上的B 点和末端C 各固定一个质量为m 的小球，杆可以在竖直面上绕定点A 转动，现将杆拉到水平位置后从静止释放，求末端C 摆到最低点时的速度大小？AB 三分之二杆长，杆的质量与摩擦不计。
例5物体自光滑球面顶点从静止开始下滑．求小物体开始脱离球面时α=？如图所示．解析：从运动学方面，物体先做圆周运动，脱离球面后做抛体运动．在动力学方面，物体在球面上时受重力mg 和支承力N ，根据牛顿第二定律物体下滑过程中其速度v 和α均随之增加，故N 逐步减小直到开始脱离球面时N 减到零．两个物体即将离开而尚未完全离开的条件是N=0．视小物体与地球组成一系统．过程自小物体离开顶点至即将脱离球面为止．球面弹性支承力N 为外力，与物体运动方向垂直不做功；内力仅有重力并做功，故系统机械能守恒．由机械能守恒解得结果：例6 如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ=30°，另一边与水平地面垂直，顶上有一个定滑轮，跨过定滑轮的细线两端分别与物块A 和B 连接，A 的质量为4m ，B 的质量为m 。
开始时，将B 按在地面上不动，然后放开手，让A 沿斜面下滑而B 上升，所有摩擦均忽略不计。
当A 沿斜面下滑距离s 后，细线突然断了。
求物块B 上升的最大高度H 。
（设B 不会与定滑轮相碰）解析 设细线断裂前一瞬间A 和B 速度的大小为v ，A 沿斜面下滑s 的过程中，A 的高度降低了s sin θ，B 的高度升高了s 。
对A 和B 以及地球组成的系统，机械能守恒，有物块A 机械能的减少量等于物块B 机械能的增加量，即2221421sin 4mv mgs mv mgs +=⋅-θ。
细线断后，物块B 做竖直上抛运动，物块B 与地球组成的系统机械能守恒，设物块B 继续上升的高度为h ，有 221mv mgh =。
由以上两式联立解得 5s h =， 故物块B 上升的最大高度为 s s s h s H 565=+=+=。
点拨 在细线断裂之前，A 和B 以及地球组成的系统机械能守恒。
两个物体用同一根细线跨过定滑轮相连由于细线不可伸长，两个物体速度的大小总是相等的。
细线断裂后，B 做竖直上抛运动，由于只有重力做功，B 与地球组成的系统机械能守恒。
在处理实际问题时，要根据问题的特点和求解的需要，选取不同的研究对象和运动过程进行分析。