《2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型歸納與變式演練 專(zhuān)題14 功能關(guān)系與能量守恒（含解析）》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型歸納與變式演練 專(zhuān)題14 功能關(guān)系與能量守恒（含解析）（18頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專(zhuān)題14 功能關(guān)系與能量守恒【專(zhuān)題導(dǎo)航】目錄熱點(diǎn)題型一與摩擦生熱相關(guān)的兩個(gè)物理模型1滑塊滑板模型中能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題2傳送帶模型中能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題3熱點(diǎn)題型二 對(duì)功能關(guān)系的理解和應(yīng)用5熱點(diǎn)題型三能量守恒定律的應(yīng)用7熱點(diǎn)題型四 功能原理的綜合應(yīng)用9功能原理處理斜面問(wèn)題9功能原理處理彈簧問(wèn)題10【題型演練】11【題型歸納】熱點(diǎn)題型一與摩擦生熱相關(guān)的兩個(gè)物理模型兩種摩擦力的做功情況比較類(lèi)別比較靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面只有能量的轉(zhuǎn)移，而沒(méi)有能量的轉(zhuǎn)化既有能量的轉(zhuǎn)移，又有能量的轉(zhuǎn)化一對(duì)摩擦力的總功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和等于零一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做功的代數(shù)和不為零，總功WFfl相對(duì)，即相對(duì)滑動(dòng)
2、時(shí)產(chǎn)生的熱量相同點(diǎn)正功、負(fù)功、不做功方面兩種摩擦力對(duì)物體可以做正功、負(fù)功，還可以不做功滑塊滑板模型中能量的轉(zhuǎn)化問(wèn)題【例1】.(多選)如圖所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度v0沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對(duì)木板A靜止的過(guò)程中，下述說(shuō)法中正確的是()A物體B動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能B物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和D摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量【答案】CD.【解析】物體B以水平速度沖上木板A后，由于摩擦力作用，B減速運(yùn)動(dòng)，木板A
3、加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量守恒定律，物體B動(dòng)能的減少量等于木板A增加的動(dòng)能和產(chǎn)生的熱量之和，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，物體B克服摩擦力做的功等于物體B損失的動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知，物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，選項(xiàng)C正確；摩擦力對(duì)物體B做的功等于物體B動(dòng)能的減少量，摩擦力對(duì)木板A做的功等于木板A動(dòng)能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，選項(xiàng)D正確【變式1】(2019河北定州中學(xué)模擬)如圖所示，質(zhì)量為M的木塊靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的子彈以速度v0沿水平方向射中木塊并最終留在木塊中與木塊一起以速度v運(yùn)
4、動(dòng)已知當(dāng)子彈相對(duì)木塊靜止時(shí)，木塊前進(jìn)距離L，子彈進(jìn)入木塊的深度為L(zhǎng)，木塊對(duì)子彈的阻力為F(F 視為恒力)，則下列判斷正確的是()A子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 B子彈克服阻力所做的功為FLC系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為F(LL) D子彈對(duì)木塊做的功為Mv2【答案】AD【解析】子彈打入木塊，子彈和木塊位移不相等，所以相互作用力對(duì)子彈做的功即子彈動(dòng)能的減少量，與相互作用力對(duì)木塊做的功即木塊動(dòng)能的增加量不相等，因此有內(nèi)能產(chǎn)生，系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，二者之差即為產(chǎn)生的內(nèi)能力做的功等于力乘以物體在力的方向上的位移此過(guò)程中由于有內(nèi)能產(chǎn)生，子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，A正確；子彈克服阻力所做的功即阻力所做的功的大
5、小為F(LL)，B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒得，摩擦力與相對(duì)位移的乘積等于系統(tǒng)能量的損失，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為FL，C錯(cuò)誤；對(duì)木塊運(yùn)用動(dòng)能定理得，fLMv2，D正確【變式2】如圖所示，木塊A放在木塊B的左端上方，用水平恒力F將A拉到B的右端，第一次將B固定在地面上，F(xiàn)做功W1，生熱Q1；第二次讓B在光滑水平面上可自由滑動(dòng)，F(xiàn)做功W2，生熱Q2.則下列關(guān)系中正確的是()AW1W2，Q1Q2 BW1W2，Q1Q2 CW1W2，Q1Q2 DW1W2，Q1vB，選項(xiàng)D正確【題型演練】1.(多選)(2019福建省三明一中模擬)滑沙是人們喜愛(ài)的游樂(lè)活動(dòng)，如圖是滑沙場(chǎng)地的一段斜面，其傾角為30，設(shè)參加活動(dòng)的人和滑車(chē)總質(zhì)
6、量為m，人和滑車(chē)從距底端高為h處的頂端A沿滑道由靜止開(kāi)始勻加速下滑，加速度為0.4g，人和滑車(chē)可視為質(zhì)點(diǎn)，則從頂端向下滑到底端B的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A人和滑車(chē)減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 B人和滑車(chē)獲得的動(dòng)能為0.8mghC整個(gè)下滑過(guò)程中人和滑車(chē)減少的機(jī)械能為0.2mgh D人和滑車(chē)克服摩擦力做功為0.6mgh【答案】BC【解析】沿斜面的方向有mamgsin 30Ff，所以Ff0.1mg，人和滑車(chē)減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；人和滑車(chē)下滑的過(guò)程中重力和摩擦力做功，獲得的動(dòng)能為Ek(mgsin 30Ff)0.8mgh，故B正確；整個(gè)下滑過(guò)程中人和滑車(chē)減少的機(jī)械能為EmghE
7、kmgh0.8mgh0.2mgh，故C正確；整個(gè)下滑過(guò)程中克服摩擦力做功等于人和滑車(chē)減少的機(jī)械能，所以人和滑車(chē)克服摩擦力做功為0.2mgh，故D錯(cuò)誤2.(多選)(2019安徽省安慶市二模)一運(yùn)動(dòng)員穿著飛翔裝備從飛機(jī)上跳出后的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程可近似認(rèn)為是勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，如圖2所示，運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成53，運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為.已知運(yùn)動(dòng)員(包含裝備)的質(zhì)量為m，則在運(yùn)動(dòng)員下落高度為h的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為 B運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為C運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為mgh D運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了【答案】CD【解析】運(yùn)動(dòng)員下落的高度是h，Wmgh，運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為mgh，故A
8、錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員下落的高度是h，則飛行的距離Lh，運(yùn)動(dòng)員受到的合外力F合mamg，動(dòng)能的增加量等于合外力做的功，即EkW合mghmgh，故B錯(cuò)誤，C正確；運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為mgh，動(dòng)能的增加量為mgh，所以運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了mgh，故D正確3.(多選)(2019山東省臨沂市模擬)如圖所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在位于斜面體上方的固定木板B上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連，彈簧與斜面平行整個(gè)系統(tǒng)由靜止開(kāi)始加速上升高度h的過(guò)程中()A物塊A的重力勢(shì)能增加量一定等于mghB物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的和C物塊A的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈
9、簧的拉力對(duì)其做功的和D物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧的拉力做功的和【答案】CD【解析】當(dāng)物塊具有向上的加速度時(shí)，彈簧彈力在豎直方向上的分力和斜面的支持力在豎直方向上的分力的合力大于重力，所以彈簧的彈力比物塊靜止時(shí)大，彈簧的伸長(zhǎng)量增大，物塊A相對(duì)于斜面向下運(yùn)動(dòng)，物塊A上升的高度小于h，所以重力勢(shì)能的增加量小于mgh，故A錯(cuò)誤；對(duì)物塊A由動(dòng)能定理有物塊A的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力、彈簧的拉力和重力對(duì)其做功的和，故B錯(cuò)誤；物塊A機(jī)械能的增加量等于斜面支持力和彈簧彈力做功的和，故C正確；物塊A和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和B對(duì)彈簧的拉力做功的
10、和，故D正確4(2019四川省德陽(yáng)市調(diào)研)足夠長(zhǎng)的水平傳送帶以恒定速度v勻速運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊以大小也是v、方向與傳送帶的運(yùn)動(dòng)方向相反的初速度沖上傳送帶，最后小物塊的速度與傳送帶的速度相同在小物塊與傳送帶間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力對(duì)小物塊做的功為W，小物塊與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，則下列判斷中正確的是()AW0，Qmv2 BW0，Q2mv2CW，Qmv2 DWmv2，Q2mv2【答案】B【解析】對(duì)小物塊，由動(dòng)能定理有Wmv2mv20，設(shè)小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則小物塊與傳送帶間的相對(duì)路程x相對(duì)，這段時(shí)間內(nèi)因摩擦產(chǎn)生的熱量Qmgx相對(duì)2mv2，選項(xiàng)B正確5(多選
11、)(2018陜西省黃陵中學(xué)考前模擬)如圖所示，光滑水平面OB與足夠長(zhǎng)粗糙斜面BC交于B點(diǎn)輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)將質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點(diǎn)，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點(diǎn)滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上不計(jì)滑塊在B點(diǎn)的機(jī)械能損失；換用相同材料質(zhì)量為m2的滑塊(m2m1)壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，重復(fù)上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A兩滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度相同 B兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同C兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同 D兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能損失相同【答案】CD【解析】?jī)苫瑝K到B點(diǎn)的動(dòng)能相同，但速度不同，故A錯(cuò)誤；兩滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度相同，由于在B點(diǎn)
12、時(shí)的速度不同，故上升的最大高度不同，故B錯(cuò)誤；兩滑塊上升到斜面最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功為mgh，由能量守恒定律得Epmghmgcos ，則mgh，故兩滑塊上升到斜面最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同，故C正確；由能量守恒定律得E損mgcos ，結(jié)合C可知D正確6(多選)(2018黑龍江省佳木斯市質(zhì)檢)如圖5所示，建筑工地上載人升降機(jī)用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)鋼繩跨過(guò)定滑輪與一電動(dòng)機(jī)相連，通電后電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)升降機(jī)沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升摩擦及空氣阻力均不計(jì)則()A升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的動(dòng)能B升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的機(jī)械能C升降機(jī)勻速上升過(guò)程中
13、，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的機(jī)械能D升降機(jī)上升的全過(guò)程中，升降機(jī)拉力做的功大于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能【答案】BC【解析】根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量，所以升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功和人的重力做功之和等于人增加的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；除重力外，其他力對(duì)人做的功等于人機(jī)械能的增加量，B正確；升降機(jī)勻速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人克服重力做的功(此過(guò)程中動(dòng)能不變)，即增加的機(jī)械能，C正確；升降機(jī)上升的全過(guò)程中，升降機(jī)拉力做的功等于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能，D錯(cuò)誤7(多選)(2019河南師大附中模擬)如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面
14、ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪質(zhì)量分別為M、m(Mm)的滑塊，通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()A兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 B重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加量C輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加量 D兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功【答案】CD【解析】由于斜面ab粗糙，故兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理得，重力、拉力、摩擦力對(duì)M做的總功等于M動(dòng)能的增加量，故B錯(cuò)誤；除重力、彈力以外的力做功，將導(dǎo)致機(jī)械能變化，輕繩對(duì)m做的功等于m
15、機(jī)械能的增加量，故C正確；摩擦力做負(fù)功，故造成機(jī)械能損失，故D正確8.(多選)(2019山東省泰安市上學(xué)期期中)一小球在豎直方向的升降機(jī)中，由靜止開(kāi)始豎直向上做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小球的機(jī)械能E與其上升高度h關(guān)系的圖象如圖所示，其中0h1過(guò)程的圖線(xiàn)為曲線(xiàn)，h1h2過(guò)程中的圖線(xiàn)為直線(xiàn)下列說(shuō)法正確的是()A0h1過(guò)程中，升降機(jī)對(duì)小球的支持力一定做正功 B0h1過(guò)程中，小球的動(dòng)能一定在增加Ch1h2過(guò)程中，小球的動(dòng)能可能不變 Dh1h2過(guò)程中，小球重力勢(shì)能可能不變【答案】AC【解析】設(shè)升降機(jī)對(duì)小球的支持力大小為FN，由功能關(guān)系得FNhE，所以Eh圖象的斜率的絕對(duì)值等于小球所受支持力的大小，從題圖可知
16、機(jī)械能增大，所以升降機(jī)對(duì)小球的支持力做正功，在0h1過(guò)程中斜率的絕對(duì)值逐漸減小，故在0h1過(guò)程中小球所受的支持力逐漸減小所以開(kāi)始先做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)支持力減小后，可能會(huì)做勻速運(yùn)動(dòng)，也可能會(huì)做減速運(yùn)動(dòng)，還可能仍做加速運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤；由于小球在h1h2過(guò)程中Eh圖象的斜率不變，所以小球所受的支持力保持不變，故小球可能做勻速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能可能不變，C正確；由于小球在h1h2過(guò)程中高度一直增大，重力勢(shì)能隨高度的增大而增大，故D錯(cuò)誤9.(2019湖南石門(mén)一中高三檢測(cè))如圖所示，光滑的水平面AB與半徑R0.4 m的光滑豎直半圓軌道BCD在B點(diǎn)相切，D點(diǎn)為半圓軌道最高點(diǎn)， A右側(cè)連接一粗糙水平面用細(xì)線(xiàn)連接甲
17、、乙兩物體，中間夾一輕質(zhì)壓縮彈簧，彈簧與甲、乙兩物體不拴接，甲質(zhì)量為m14 kg，乙質(zhì)量m25 kg，甲、乙均靜止若固定乙，燒斷細(xì)線(xiàn)，甲離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道，過(guò)D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力恰好為零取g10 m/s2，甲、乙兩物體均可看做質(zhì)點(diǎn)，求：(1)甲離開(kāi)彈簧后經(jīng)過(guò)B時(shí)速度大小vB；(2)彈簧壓縮量相同情況下，若固定甲，燒斷細(xì)線(xiàn)，乙物體離開(kāi)彈簧后從A進(jìn)入動(dòng)摩擦因數(shù)0.4的粗糙水平面，則乙物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)的位移s.【答案】(1)2 m/s(2)2 m【解析】(1)甲在最高點(diǎn)D，由牛頓第二定律得：m1gm1，甲離開(kāi)彈簧運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)的過(guò)程中由機(jī)械能守恒得：m1vm1g2Rm1v.代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得
18、：vB2 m/s.(2)甲固定，燒斷細(xì)線(xiàn)后乙的速度大小為v2，由能量守恒得：Epm1vm2v，得：v24 m/s.乙在粗糙水平面做勻減速運(yùn)動(dòng)：m2gm2a，解得：a4 m/s2，則有：s m2 m.10.如圖所示，傳送帶A、B之間的距離為L(zhǎng)3.2 m，與水平面間的夾角為37，傳送帶沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，速度恒為v2 m/s，在上端A點(diǎn)無(wú)初速度地放置一個(gè)質(zhì)量為m1 kg、大小可視為質(zhì)點(diǎn)的金屬塊，它與傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，金屬塊滑離傳送帶后，經(jīng)過(guò)彎道，沿半徑R0.4 m的光滑圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，剛好能通過(guò)最高點(diǎn)E，已知B、D兩點(diǎn)的豎直高度差為h0.5 m(g取10 m/s2)求：(1)金屬塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)金屬塊在BCD彎道上克服摩擦力做的功【答案】(1)2 m/s(2)3 J【解析】(1)金屬塊在E點(diǎn)時(shí)，mg，解得vE2 m/s，在從D到E的過(guò)程中由動(dòng)能定理得mg2RmvE2mvD2，解得vD2 m/s.(2)金屬塊剛剛放上傳送帶時(shí)，mgsin mgcos ma1解得a110 m/s2設(shè)經(jīng)位移s1達(dá)到相同速度，則v22a1s1，解得s10.2 m3.2 m繼續(xù)加速的過(guò)程中，mgsin mgcos ma2，解得a22 m/s2由s2Ls13 m，vB2v22a2s2，解得vB4 m/s在從B到D的過(guò)程中由動(dòng)能定理得mghWmvD2mvB2，解得W3 J.18
2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 熱點(diǎn)題型歸納與變式演練 專(zhuān)題14 功能關(guān)系與能量守恒（含解析）
