3.如图所示,一轻弹簧固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力。在重物由A点摆向最低点B的过程中,下列说法正确的是( )
A.重物的机械能守恒
B.重物的机械能增加
C.重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变
D.重物与弹簧组成的系统机械能守恒
解析:选D 重物由A点下摆到B点的过程中,弹簧被拉长,弹簧的弹力对重物做了负功,所以重物的机械能减少,故选项A、B错误;此过程中,由于只有重力和弹簧的弹力做功,所以重物与弹簧组成的系统机械能守恒,即重物减少的重力势能,等于重物获得的动能与弹簧的弹性势能之和,故选项C错误,D正确。
机械能守恒定律的应用
1.运用机械能守恒定律的基本思路
(1)选取研究对象--物体系统或物体。
(2)根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒。
(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象初、末状态的机械能。
(4)根据机械能守恒定律列方程,进行求解。
2.对几种表达式的理解
(1)Ek1+Ep1=Ek2+Ep2。这里应注意等式不是指某两个特别的状态,而是过程中的每一状态机械能的总量都是守恒的,但我们解题时往往选择与题目所述条件或所求结果相关的状态建立方程式。另外表达式中Ep是相对的,建立方程时必须选择合适的参考平面,且每一状态的Ep都应是对同一参考平面而言的。
(2)ΔEk=-ΔEp,系统动能的增加量等于系统重力势能的减少量,可以不选择参考平面。
(3)ΔEA=-ΔEB,将系统分为A、B两部分,A部分机械能的增加量等于另一部分B的机械能的减少量,可以不选择参考平面。