题目
4.[安徽蚌埠2016高一下期末]如图所-|||-示,桌面高为H,质量为m的小球从离 h-|||-桌面高h处由静止自由下落,不计空气-|||-阻力,以桌面为零势能面,则小球落地-|||-H-|||-瞬间的机械能为 ()-|||-A.mgh B.mgH-|||-C. mg(H-h) D. mg(H+h)

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查机械能守恒定律的应用,重点在于理解势能的参考面选择以及机械能守恒的条件。
解题核心思路:
- 确定零势能面:题目明确以桌面为零势能面,因此小球在最高点时的重力势能为 $mgh$。
- 机械能守恒:由于小球自由下落且不计空气阻力,机械能(动能+势能)保持不变。
- 落地瞬间的机械能:无论小球运动到何处,机械能始终等于初始时刻的机械能。
破题关键点:
- 机械能守恒是解题的核心,需明确机械能守恒的条件(只有重力做功)。
- 势能的正负需根据零势能面确定,但最终机械能的计算只需关注初始时刻的总机械能。
-
初始时刻的机械能
小球从离桌面高 $h$ 处静止释放,此时动能为 $0$,重力势能为 $mgh$(以桌面为零势能面)。
因此,初始时刻的机械能为:
$E = \text{动能} + \text{势能} = 0 + mgh = mgh.$ -
运动过程中的机械能守恒
小球下落过程中,只有重力做功,机械能守恒。因此,落地瞬间的机械能仍为 $mgh$。 -
选项分析
- 选项A($mgh$)正确,符合机械能守恒的结论。
- 其余选项错误,因为它们未正确反映初始时刻的机械能。