机械能变化题分析技巧

王伦宇

分析机械能的变化情况通常有两种方法：一是根据影响机械能大小的因素进行判断;二是根据物体在动能和势能的转化过程中，除重力或弹性绳、弹簧等的弹力外，有无其他力做功（即有无机械能与其他形式的能发生相互转化）作出判断。

一 根据影响机械能大小的因素作出判断

先根据影响动能、势能大小的因素分析动能、势能的大小是否变、如何变（动能的大小与物体的质量、速度有关：质量越大，速度越大，其动能越大;重力势能的大小与物体的质量、高度有关：质量越大，高度越大，其重力势能越大），进而判断机械能是否变、如何变。

例1（2019·黑龙江·鸡西）2019年3月10日凌晨，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空，在卫星加速升空的过程中，关于卫星的能量分析，下列说法正确的是（ ）。

A. 动能增加，势能不变 B. 动能不变，势能增加

C. 机械能总量不变 D. 机械能总量增加

解析：卫星在加速升空的过程中，其动能增加，重力势能增加。又因机械能 = 动能 + 势能，所以卫星的机械能增加。

答案：D

二 根据有无其他力做功作出判断

分析物体受力情况，除重力或弹性绳、弹簧等的弹力外，若无其他力对物体做功，机械能一定守恒;若有其他力对物体做功，如考虑摩擦，机械能一定不守恒。读题时要抓住题干中的关键词，如“光滑”“不计阻力”“自由”等。

例2（2019·安徽）如图1所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动。（ 已知AO = OB） 小球从A位置运动到B位置的过程中， 下列判断正确的是（ ）。

A. 小球的动能不断增加

B. 小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等

C. 弹簧的弹性势能不断减少

D. 在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变

解析：O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态。小球从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球受到向右的弹力，速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能;到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大;小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，形变程度变大，弹性势能变大，此时小球受到向左的弹力，速度不断减小，动能变小，此过程中动能转化为弹性势能。所以，小球从A运动到B的过程中：小球的动能先增加后减少，选项A错误;弹簧的弹性势能先减少后增大，选项C错误;小球运动到O点时的动能（最大）与此时弹簧的弹性勢能（为零）不相等，选项B错误;水平台面光滑，除弹簧的弹力外，无其他力对物体做功，小球和弹簧组成的整体系统机械能一定守恒，即在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变，选项D正确。

答案：D

[【能力提升】]

1.（2019·江苏·苏州）将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图2所示。下列说法正确的是（ ）。

A. 皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等

B. 皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零

C. 皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能

D. 若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑

2.（2019·四川·巴中）如图3所示，物体从斜面顶端匀速滑到斜面底端，在此过程中，下列说法正确的是（ ）。

A. 物体动能增大，机械能不变

B. 物体动能不变，机械能减小

C. 物体重力势能不变，机械能不变

D. 物体重力势能减小，机械能增大

3.（2019·湖北·荆州）如图4，粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接，弹簧左端固定。小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中（空气阻力忽略不计），下列说法正确的是（ ）。

A. 在弹簧恢复原状的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能

B. 小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒

C. 小木块P在斜面上向上运动时，动能减小，重力势能增加

D. 小木块P运动到最高点时处于平衡状态

答案：1. C 2. B 3. C