解题思路:本题的关键是首先明确重力势能和动能的表达式,明确系统减少的重力势能的求法,然后即可求解.
(1)当M下落到地面时,物体M减少的重力势能为Mgh,而物体m上升过程中,增加的重力势能为mgh,所以M与m组成的系统减少的重力势能为
△E P减=Mgh-mgh=(M-m)gh.
(2)根据动能的定义可知,系统动能的增加量为
△E k=
1
2(M+m
)v2 −0=
1
2(M+m
)v2 .
(3)根据机械能守恒定律可知,系统增加的动能应该等于系统减少的重力势能,所以,只要验证(M-m)gh=
1
2(M+m
)v2 成立,就能说明此过程系统的机械能守恒.
故答案为:(1)(M-m)gh
(2)
1
2(M+m
)v2 .
(3)(M-m)gh=
1
2(M+m
)v2 .
点评:
本题考点: 验证机械能守恒定律.
考点点评: 明确系统机械能守恒的含义是系统减少的重力势能等于系统增加的动能,或系统减少的动能等于系统增加的重力势能.