單個物體機械能守恒題精析

張建生

各類考試對單個物體的機械能守恒問題的考查，常會結合平拋運動、圓周運動、牛頓第二定律等知識，主要考查同學們的理解、分析能力。下面分類舉例分析。

一、考查對機械能守恒的判斷

例1 如圖1所示，將一個內、外側均光滑的半圓形槽置于光滑的水平面上，槽的左側有一豎直墻壁。現讓一小球自左端槽口A點的正上方由靜止開始下落，從A點與半圓形槽相切進入槽內，則下列說法正確的是（ ）。

A.小球在半圓形槽內運動的全過程中，只有重力對它做功

B.小球從A點向半圓形槽的最低點運動的過程中，小球處于失重狀態

C.小球從A點經最低點向右側最高點運動的過程中，小球與槽組成的系統機械能守恒

D.小球從下落到從右側離開槽的過程中機械能守恒

答案 C

解析 小球從A點向半圓形槽的最低點運動的過程中，半圓形槽有向左運動的趨勢，但是實際上沒有動，整個系統只有重力做功，所以小球與槽組成的系統機械能守恒。而小球過了半圓形槽的最低點以后，半圓形槽向右運動，由于系統沒有其他形式的能量產生，滿足機械能守恒的條件，所以系統的機械能守恒。小球從開始下落至到達槽最低點前，小球先失重，后超重。當小球向右上方滑動時，半圓形槽也向右移動，半圓形槽對小球做負功，小球的機械能不守恒。

評注 小球從下落到運動到半圓形槽的最低點的過程中，只有重力做功，機械能守恒；但小球在半圓形槽右半部分運動時，槽向右移，槽對小球的彈力對小球做負功，小球的機械能不守恒。不注意這一點，易錯選A、D選項。