例题3 如图12-1-1所示，“套圈”出手后，从A点到C点的过程中（不计空气阻力），下列说法中正确的是（
）。
A.“套圈”由A点到B点的过程中，动能逐渐增大
B.“套圈”在B点的机械能大于A点的机械能
C.“套圈”由B点到C点的过程中，机械能逐渐变小
D.“套圈”由A点到B点再到C点的过程中，重力势能先变大后变小
解析 动能和势能相互转化的过程中，若不受阻力作用，则机械能总量（动能和势能的总和）保持不变。由于不计空气阻力，故“套圈”从A点到C点的过程中机械能守恒。即“套圈”由A点到B点的过程中，由于位置升高，所以重力势能增大，动能因转化为重力势能而减小，机械能总量不变；“套圈”由B点到C点的过程中，重力势能减小，动能增大，机械能总量不变。所以本题正确答案是选项D。
说明 质量一定时，重力势能只与高度有关，高度增大，重力势能就增大。
答案：D
解析：
【分析】
本题考查机械能的转化与守恒，不计空气阻力时，套圈的机械能（动能+重力势能）保持不变。解题时需根据套圈的高度变化判断重力势能变化，结合机械能守恒判断动能和机械能的变化，逐一分析选项即可得出答案。
【解析】
不计空气阻力，套圈从A点到C点的过程中，机械能守恒（动能与重力势能的总和不变）。
选项A：套圈由A点到B点，高度升高，重力势能增大，因机械能守恒，动能会转化为重力势能，故动能逐渐减小，A错误；
选项B：由于不计空气阻力，机械能守恒，所以B点的机械能等于A点的机械能，B错误；
选项C：同理，不计空气阻力，机械能守恒，套圈由B点到C点的过程中机械能不变，C错误；
选项D：套圈由A点到B点，高度升高，重力势能变大；由B点到C点，高度降低，重力势能变小，因此重力势能先变大后变小，D正确。
【答案】
D
【知识点】
机械能守恒、重力势能、动能与势能转化
【点评】
本题结合生活中的套圈运动，考查机械能守恒的应用及重力势能的影响因素，关键是明确不计空气阻力时机械能总量不变，根据高度变化判断重力势能的变化，属于基础题型，需掌握相关概念即可解答。
【难度系数】
0.6
例题4 竖直向上抛起的石块，在上升过程中的速度越来越小（不计空气阻力），这是为什么？
解析 从力的角度分析，石块在向上运动的过程中，受到的重力与它的运动方向相反，因此石块的速度越来越小。
从能量转化的角度分析，石块在上升的过程中，重力势能不断增加，而增加的重力势能是由石块的动能转化来的，因此石块的动能越来越小，其速度也越来越小。
说明 对于此类问题，既可以从力的角度去考虑，也可以从能量转化的角度加以分析。
答案：解：
从力的角度分析：石块在向上运动的过程中，不计空气阻力，只受到竖直向下的重力，重力的方向与石块的运动方向相反，因此石块的速度越来越小。
从能量转化的角度分析：石块在上升的过程中，质量不变，高度不断增大，重力势能不断增加；不计空气阻力，石块的机械能守恒，增加的重力势能是由石块的动能转化来的，因此石块的动能越来越小。石块质量不变，动能越小速度越小，所以石块上升过程中的速度越来越小。
解析：
【分析】
要解释竖直上抛石块上升时速度变小的原因，可从两个角度展开思考：一是力的角度，先明确石块的受力情况，再分析力与运动方向的关系；二是能量转化的角度，结合机械能守恒规律，分析动能与重力势能的转化，进而推导速度变化的原因。
【解析】
从力的角度分析：石块向上运动时，不计空气阻力，只受到竖直向下的重力，重力方向与石块的运动方向（向上）相反，力可以改变物体的运动状态，因此石块的速度越来越小。
从能量转化的角度分析：石块上升过程中，质量不变，高度不断增大，重力势能持续增加；不计空气阻力，石块的机械能守恒，增加的重力势能由石块的动能转化而来，因此动能越来越小。由于动能的大小与质量和速度有关，石块质量不变，动能越小则速度越小，故上升过程中速度越来越小。
【答案】
解：
从力的角度分析：石块在向上运动的过程中，不计空气阻力，只受到竖直向下的重力，重力的方向与石块的运动方向相反，因此石块的速度越来越小。
从能量转化的角度分析：石块在上升的过程中，质量不变，高度不断增大，重力势能不断增加；不计空气阻力，石块的机械能守恒，增加的重力势能是由石块的动能转化来的，因此石块的动能越来越小。石块质量不变，动能越小速度越小，所以石块上升过程中的速度越来越小。
【知识点】
力与运动的关系、机械能及其转化
【点评】
本题通过竖直上抛石块的常见现象，考查了力对运动状态的影响以及机械能转化的规律，要求学生能从不同物理规律角度分析同一问题，是力学部分的基础应用题型，有助于巩固相关核心知识点。
【难度系数】
0.5
