第4講　功能關(guān)系能量守恒定律.docx

1、第講功能關(guān)系能量守恒定律教材閱讀指導(dǎo)(對(duì)應(yīng)人教版新教材必修第二冊(cè)頁(yè)碼及相關(guān)問(wèn)題)PI復(fù)習(xí)與提高1B組T7。提示：退潮時(shí)可以釋放的水的質(zhì)量用二P伽- 2)5 = 2.0X109 kg,發(fā)電時(shí)這一 h - hi局部水減少的重力勢(shì)能Ep = ?gw = 2.0Xl()i。J, 一次落潮所發(fā)的電能E = /AEp = 0.5 X 2.0 X 1010 J = 1.0 X IO10 J o物理觀念mi顧9重建|物理觀念1功能關(guān)系1 .能的概念：一個(gè)物體能對(duì)外做功，這個(gè)物體就具有能量。2 .功能關(guān)系功是回能量轉(zhuǎn)化的量度,即做了多少功就有應(yīng)I多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(2)做功的過(guò)程一定伴隨著廚能量的轉(zhuǎn)化，而且砌

2、能量轉(zhuǎn)化必通過(guò)做功來(lái)實(shí) 現(xiàn)。物理觀念2能量守恒定律1 .內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空畫產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式回 轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體畫轉(zhuǎn)移到別的物體，在畫轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程 中，能量的總量廚保持不變。2 .適用范圍：能量守恒定律是貫穿物理學(xué)的基本規(guī)律，是各種自然現(xiàn)象中國(guó) 普遍適用的一條規(guī)律。3.表達(dá)式(1)芯初末，初狀態(tài)各種能量的畫總和等于末狀態(tài)各種能量的國(guó)總利。(2)AE增二£減，增加的能量總和等于減少的能量總和。(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量 一定相等。(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量

3、一定相等。2.應(yīng)用能量守恒定律解題的思路(1)分清有多少形式的能(動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能等)發(fā)生變化。(2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量總 和技和增加的能量總和增的表達(dá)式。(3)列出能量守恒關(guān)系式堂E增。例3 (2019.江蘇高考)(多項(xiàng)選擇)如下圖，輕質(zhì)彈簧的左端固定，并處于自然狀 態(tài)。小物塊的質(zhì)量為，*從A點(diǎn)向左沿水平地面運(yùn)動(dòng)，壓縮彈簧后被彈回，運(yùn)動(dòng) 到A點(diǎn)恰好靜止。物塊向左運(yùn)動(dòng)的最大距離為s,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為外 重力加速度為g,彈簧未超出彈性限度。在上述過(guò)程中()F 5 -H 4A.彈簧的最大彈力為7gB.物塊克服摩擦力做的功為C.彈簧的最大彈性勢(shì)能為“

4、mgsD.物塊在A點(diǎn)的初速度為的向答案BC解析物塊向左運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，彈簧最短時(shí)，彈簧彈力最大，物塊具有向 右的加速度，彈簧彈力大于摩擦力，即Fm4A錯(cuò)誤；根據(jù)功的公式，物塊 克服摩擦力做的功W = 4zgs+吆s =B正確；從物塊將彈簧壓縮到最短至物塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)靜止的過(guò)程中，根據(jù)能量守恒定律，彈簧的彈性勢(shì)能通過(guò)摩擦 力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故瓦冷空，C正確；根據(jù)能量守恒定律，在整個(gè)過(guò)程中， 物體的初動(dòng)能通過(guò)摩擦力做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即%加二2,叫儲(chǔ)所以。=2疵，D 錯(cuò)誤。關(guān)鍵能力升華能量問(wèn)題的解題方法（1）涉及滑動(dòng)摩擦力做功的能量問(wèn)題的解題方法當(dāng)涉及滑動(dòng)摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能量守恒定律。

5、解題時(shí)，首先確定初末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過(guò)程中哪種形式的能量減 少，哪種形式的能量增加，求出減少的能量總和AE減和增加的能量總和AE增， 最后由AE1減二AE增列式求解。（2）涉及彈簧彈力做功的能量問(wèn)題的解題關(guān)鍵兩個(gè)或兩個(gè)以上的物體與彈簧組成的系統(tǒng)相互作用的過(guò)程，具有以下特點(diǎn)： 能量變化上，如果只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒。如果系統(tǒng)中每個(gè)物體除彈簧彈力外所受合力為零，那么當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)或壓縮到 最大程度時(shí)兩物體速度相同。對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練I .（能量守恒定律的理解和應(yīng)用）（2021福建省莆田市二模）（多項(xiàng)選擇）如下圖， 輕彈簧一端固定在傾角為。的斜面底端。一質(zhì)量為根的物體從距彈簧上端d

6、處由 靜止釋放，向下運(yùn)動(dòng)位移L后停在最低點(diǎn)。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，物體與 斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為外那么物體向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程（）A.摩擦產(chǎn)生的熱量為mg£cos。B.物體機(jī)械能的減少量為磔疝夕C.物體的最大動(dòng)能為mgdsinO-fmigdcosOD.彈簧彈性勢(shì)能的最大值為吆Lsin。-玖弘cos。答案ABD解析 根據(jù)功能關(guān)系得摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=JAx = NmgL3s0,故A正確；物體從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，初、末動(dòng)能相等，那么物體機(jī)械能的減少量即為重力 勢(shì)能的減少量，為加理sin/ 故B正確；物體速度最大時(shí)，動(dòng)能最大，而速度最 大時(shí)，合力為零，此時(shí)彈簧一定發(fā)生形變，而C選項(xiàng)中

7、mgdsin。-wgdcos。是物 體在彈簧原長(zhǎng)位置具有的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒定律，物體的重力勢(shì)能 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈簧的彈性勢(shì)能,即2gLsinO = Q +耳，解得Ep = mgLsinO - zg£cos。，故 D 正確。2.(綜合)(2021 .江蘇高考)如下圖的離心裝置中，光滑水平輕桿固定在豎直 轉(zhuǎn)軸的。點(diǎn)，小圓環(huán)A和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長(zhǎng)為2L的細(xì)線和彈簧兩端分別 固定于。和A,質(zhì)量為，的小球8固定在細(xì)線的中點(diǎn)，裝置靜止時(shí)，細(xì)線與豎直 方向的夾角為37。，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角增 大到53。時(shí)，A、3間細(xì)線的拉力恰好減小到零，彈簧彈力與靜止

8、時(shí)大小相等、方 向相反，重力加速度為g,取sin370 = 0.6, cos370 = 0.8,求：(1)裝置靜止時(shí)，彈簧彈力的大小F；(2)環(huán)A的質(zhì)量(3)上述過(guò)程中裝置對(duì)A、B所做的總功W。答案嚶各2部3解析(1)裝置靜止時(shí)，設(shè)細(xì)線AB、OB段的張力分別為R、F2, A受力平衡, 有尸二 Bsin37。3 受力平衡，有 B8537。+ "2cos37。= mgFisin37° = F2sin370解得尸=耨(2)當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為53。時(shí)，設(shè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，對(duì) A, W F=W-2Lsin53°對(duì) 8,有 ,gtan530 = /nw2 Lsin53

9、°9解得用二口加。(3)3 上升的高度 h = Lcos37° - Lcos53°末狀態(tài)A、8的動(dòng)能分別為 兒=疑2屆1153。)2, &5 =最。加53。)2根據(jù)功能關(guān)系可知W = (Em - 0) + (Ek« - 0) + mgh31解得卬二前"班。啟智微專題答卷現(xiàn)場(chǎng)3傳送帶模型醐(16分)某快遞公司分揀郵件的水平傳輸裝置示意圖如圖，皮帶在電動(dòng)機(jī) 的帶動(dòng)下保持。=1 m/s的恒定速度向右運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)將一質(zhì)量為，=2 kg的郵件輕放 在皮帶上，郵件和皮帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) = 0.5。設(shè)皮帶足夠長(zhǎng)，取g=10 m/s2, 在郵件與皮帶發(fā)生相

10、對(duì)滑動(dòng)的過(guò)程中，求：郵件滑動(dòng)的時(shí)間t；郵件對(duì)地的位移大小x;(3)郵件與皮帶間的摩擦力對(duì)皮帶做的功Wo分，扣5分。試卷抽樣評(píng)析指導(dǎo)補(bǔ)價(jià)兩W叼例%初巧>0 % ”心1,葉溝鋪甸叼道",西 力避"境內(nèi)才比照句俗必次，馬，一工州？6 Vd, * t7 -叫葉必方后3伊可%w二4R、4"工 KfA 1八2丁-1tx -，夕e1 .失分點(diǎn)：應(yīng)求郵件對(duì)地位移，而不是對(duì)皮帶的位 移，理解錯(cuò)誤，導(dǎo)致求解錯(cuò)誤，本步完全失分，扣5 分。失分原因：按自己的想象做題。補(bǔ)償建議：認(rèn)真審題，按題目要求求解。規(guī)范解答：郵件對(duì)地位移x = =/X5 X0.22 m = 0.1 m2 .失分

11、點(diǎn)：要求解的是摩擦力對(duì)皮帶所做的功， 不是摩擦力對(duì)郵件所做的功，理解錯(cuò)誤，本步完全失失分原因：審題不清，研究對(duì)象不明。補(bǔ)償建議：認(rèn)真審題，按題目要求求解。規(guī)范解答：郵件與皮帶之間的摩擦力對(duì)皮帶做的功皮帶=-0.5X2X10X 1X0.2 J=-2 J一、選擇題（此題共9小題，其中第13題為單項(xiàng)選擇，第49題為多項(xiàng)選擇）1 .起跳摸高是學(xué)生經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)體育活動(dòng)。一質(zhì)量為的同學(xué)彎曲兩腿 向下蹲，然后用力蹬地起跳，從該同學(xué)用力蹬地到剛離開地面的起跳過(guò)程中，他 的重心上升了九離地時(shí)他的速度大小為% 以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）A.該同學(xué)機(jī)械能增加了B.起跳過(guò)程中該同學(xué)機(jī)械能增量為儂?+ %笫2C.地面的

12、支持力對(duì)該同學(xué)做功為初7 +攝加2D.該同學(xué)所受的合力對(duì)其做功為5加根07答案B解析 該同學(xué)剛離開地面時(shí)重心升高力，重力勢(shì)能增大了 吆兒 又知離地時(shí) 獲得動(dòng)能為上吐 那么機(jī)械能增加了3 + 5小，A錯(cuò)誤，B正確；該同學(xué)與地面 作用的過(guò)程中，支持力的作用點(diǎn)的位移為零，支持力對(duì)該同學(xué)做功為零，C錯(cuò)誤; 該同學(xué)所受合力對(duì)其做的功等于其動(dòng)能變化量，那么卬合二3"/, 口錯(cuò)誤。2 .如下圖，足夠長(zhǎng)的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一固定擋板， 輕質(zhì)彈簧下端與擋板相連，上端與物體A相連。用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)斜面 頂端的定滑輪把A與另一物體B連接起來(lái)，A與滑輪間的輕繩與斜面平行。初始 時(shí)用手

13、托住B,輕繩剛好伸直，此時(shí)物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)。假設(shè)不計(jì)滑輪質(zhì)量與摩擦，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，現(xiàn)由靜止釋放物體B,在B第一次向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A.輕繩對(duì)物體B做的功等于物體B重力勢(shì)能的變化量B.物體B的重力做的功等于物體B機(jī)械能的變化量C.輕繩對(duì)物體A做的功等于物體A的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能的變化量之和D.兩物體與輕繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能變化量的絕對(duì)值等于彈簧彈性勢(shì)能變化 量的絕對(duì)值答案D解析 輕繩對(duì)物體B做的功等于物體B機(jī)械能的變化量，故A錯(cuò)誤；重力 做的功等于物體的重力勢(shì)能的變化量，故B錯(cuò)誤；由題意得，輕繩對(duì)物體A做的 功等于物體A的機(jī)械能與彈簧的彈性勢(shì)能的變化量之和，故C錯(cuò)誤；由機(jī)械能守 恒定律可

14、得，D正確。3 . （2021.四川省成都市高三上第一次診斷性檢測(cè)）如圖，底端固定有擋板的斜 面體置于粗糙水平面上，輕彈簧一端與擋板連接，彈簧為原長(zhǎng)時(shí)自由端在8點(diǎn)， 一小物塊緊靠彈簧放置并在外力作用下將彈簧壓縮至A點(diǎn)。物塊由靜止釋放后， 沿粗糙斜面上滑至最高點(diǎn)C,然后下滑，最終靜止在斜面上。假設(shè)整個(gè)過(guò)程中斜面 體始終靜止，那么以下判定正確的選項(xiàng)是（）A.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物塊加速度為零的位置只有一處B.物塊上滑過(guò)程中速度最大的位置與下滑過(guò)程中速度最大的位置不同C.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，系統(tǒng)彈性勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量D.物塊從A上滑到。的過(guò)程中，地面對(duì)斜面體的摩擦力先增大再減小，然后不變答案B

15、解析 設(shè)斜面傾角為仇物塊上滑過(guò)程中，當(dāng)滿足密苗。+川陽(yáng)85。=左右時(shí), 物塊加速度為零；物塊下滑過(guò)程中，當(dāng)滿足吆sin。二雙5' + 加geos。時(shí)，物塊加 速度為零，故整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物塊加速度為零的位置有兩處，A錯(cuò)誤。物塊上 滑過(guò)程在彈簧壓縮量為a時(shí)，加速度為零，速度最大，此時(shí)乂 = mssinO + umocosOL,物塊下滑過(guò)程在彈簧壓縮量為AF時(shí)，加速度為零，速度最吆sin。- mncosO大，那么=一； ArWAi',可知物塊上滑過(guò)程中速度最大的位置與下滑過(guò)程中速度最大的位置不同，故B正確。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)能量守恒, 物塊上滑前有外力壓縮彈簧，而最后靜止時(shí)無(wú)外力壓

16、縮彈簧，故最終靜止在A點(diǎn) 上方，那么系統(tǒng)彈性勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量與物塊增加的重力勢(shì)能之 和，故C錯(cuò)誤。物塊從A上滑到C的過(guò)程中，加速度先減小后反向增大，再不變, 那么地面對(duì)斜面體的摩擦力先減小后增大，再不變，故D錯(cuò)誤。4 .（2021廣東省肇慶市高三第三次統(tǒng)一測(cè)試）我國(guó)古代創(chuàng)造了很多種類的投石 機(jī)，如圖甲所示是一種配重式投石機(jī)模型，橫梁可繞支架頂端轉(zhuǎn)動(dòng)，橫梁一端裝 有重物，另一端裝有待發(fā)射的石彈，發(fā)射前須先將放置石彈的一端用力拉下，放 好石彈后砍斷繩索，讓重物這一端落下，石彈也順勢(shì)拋出。現(xiàn)將其簡(jiǎn)化為圖乙所 示模型，輕桿可繞固定點(diǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)，輕桿兩端分別固定一小球，小球A模擬重物， 小球

17、B模擬石彈?，F(xiàn)剪斷細(xì)線，輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，輕桿由初始位置轉(zhuǎn)至豎直位置 過(guò)程中，不計(jì)空氣阻力和摩擦，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（ ）A.小球B機(jī)械能守恒B.小球A機(jī)械能的減少量等于小球B機(jī)械能的增加量C.輕桿對(duì)小球B做正功D.輕桿對(duì)小球B不做功答案BC解析 由題意知，小球A與小球B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。輕桿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng), 桿由初始位置轉(zhuǎn)至豎直位置過(guò)程中，小球A的重力勢(shì)能減少，轉(zhuǎn)化為小球A的動(dòng) 能和小球B的重力勢(shì)能及動(dòng)能，且小球A的機(jī)械能減少量等于小球B的機(jī)械能 增加量，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)小球B由功能關(guān)系得，小球B機(jī)械能增加，因此, 輕桿對(duì)小球B做正功，C正確，D錯(cuò)誤。5. （2021河北省邯鄲市一模）如

18、下圖，一固定斜面的傾角為30。，一質(zhì)量為m 的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于 0.8g（g為重力加速度大?。?。物塊上升的最大高度為”，那么此過(guò)程中（）A.物塊的重力勢(shì)能減少了7g”B.物塊的動(dòng)能損失了 L6?g"C.物塊的機(jī)械能損失了 0.8mgD.物塊克服摩擦力做功（）.6際“答案BD解析 小物塊從斜面底端往高處運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能增加，A錯(cuò)誤；小物塊運(yùn)動(dòng)TT過(guò)程中所受合力做的功w= 后前"- 1.6火從 由動(dòng)能定理可知，動(dòng)能的變 化量等于合力做的功，故物塊的動(dòng)能損失了 16叫“，B正確；物塊機(jī)械能的損失 量取決于除重力以外其他力做的功，即

19、等于克服摩擦力做的功，由牛頓第二定律 可知加和130。+/=m，可得摩擦力大小/二0.3田，物塊克服摩擦力做的功Wf二H,戰(zhàn)麗= （）.6mg，C錯(cuò)誤，D正確。6. （2021廣東省廣州市高三二模）如圖甲，足夠長(zhǎng)的光滑斜面傾角為30。，/ 二（）時(shí)質(zhì)量為2 kg的物塊在沿斜面方向的力尸作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，設(shè)沿斜面 向上為力尸的正方向，力/隨時(shí)間/的變化關(guān)系如圖乙。取物塊的初始位置為零 勢(shì)能位置，重力加速度取IOm/s2,那么物塊（）乙乙A.在。Is過(guò)程中機(jī)械能減少4 JB.在/= 1 s時(shí)動(dòng)能為1 JC.在，= 2s時(shí)機(jī)械能為-4JD.在/=3 s時(shí)速度大小為15.5 m/s答案ACD解析

20、由圖乙可知，在。1s內(nèi)，力/沿斜面向上，大小為2N,由牛頓第 二定律可得mgsin3（）o-Fi =必，解得物塊的加速度大小為m =4 m/s?,物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的位移大小為x = = 2 m, AE = Wf = - Fx= -4 J,故在。1 s過(guò) 程中機(jī)械能減少4J, A正確；/=ls時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)的速度大小S二。"二4m/s,動(dòng) 能以二%加二16 J,故B錯(cuò)誤；由于取物塊的初始位置為零勢(shì)能位置，那么1s時(shí), 物塊重力勢(shì)能為耳二-2gxsin3O°= -20”2s過(guò)程中，物塊所受外力為零，機(jī) 械能守恒，貝h = 2s時(shí)，物塊的機(jī)械能為七=反+穌=-4J,故C正確；2

21、s時(shí)物 塊沿斜面向下的速度為V2 = ui +gsin30W2 = 9 m/s,23 s過(guò)程中，由牛頓第二定律 可得msin30° +尸2 = men,解得ai = 6.5 m/s2,那么物塊在r = 3 s時(shí)的速度大小為V3 = vi + a2t3= 15.5 m/s,故 D 正確。7. （2021.湖南省郴州市第三次教學(xué)質(zhì)監(jiān)）如下圖，A物體質(zhì)量為2加，B物體 質(zhì)量為?，用一輕繩相連，將A用一輕彈簧懸掛于天花板上，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài), 此時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量為工，彈性勢(shì)能為母，彈簧的彈性勢(shì)能與形變量的平方成 正比，且彈簧始終在彈性限度內(nèi)?，F(xiàn)將輕繩剪斷，那么在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，（）2A. A

22、物體上升下:時(shí)速度最大8. A物體上升上時(shí)速度最大2-3 -航 5-92-3 -航 5-92D. A物體的最大動(dòng)能為師-亨7始：答案BC解析 未剪斷輕繩時(shí)，對(duì)A、B組成的系統(tǒng)，根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得3mg 二丘, 解得彈簧的勁度系數(shù)二平，剪斷輕繩后，當(dāng)彈簧的彈力等于物體A的重力時(shí),2A的加速度減為零，速度到達(dá)最大，那么28二區(qū)'，解得/二下、那么A物體上 21升的高度為以二工-二）羽故A錯(cuò)誤，B正確；A、B處于靜止時(shí)，彈簧的彈性 勢(shì)能為Ep二如，速度最大時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為瓦'K?二拓，A在上 升過(guò)程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得瓦=瓦'+® + 2mg&,解

23、得A物體的最大 動(dòng)能為Ek二編溫%故C正確，D錯(cuò)誤。8.如下圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木板置于光滑的水平面上，一質(zhì)量為? 的滑塊放置在木板左端，滑塊與木板間滑動(dòng)摩擦力大小為R,用水平的恒定拉力 /作用于滑塊。當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到木板右端時(shí)，木板在地面上移動(dòng)的距離為x,滑塊 速度為切，木板速度為。2,以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是（）A.上述過(guò)程中，“做功大小為；就+窺虎B.其他條件不變的情況下，M越大，工越小C.其他條件不變的情況下，b越大，滑塊到達(dá)右端所用時(shí)間越長(zhǎng)D.其他條件不變的情況下，R越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量越多答案BD必備知識(shí)夯實(shí)-堵點(diǎn)疏通1 .物體下落，重力做功物體具有了能量"火。（）2

24、.在物體的機(jī)械能減少的過(guò)程中，動(dòng)能有可能是增大的。（）3 .一個(gè)物體的能量增加，必定有別的物體能量減少。（）4 .滑動(dòng)摩擦力做功時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生熱量。（）5 .重力和彈簧彈力之外的力做功的過(guò)程是機(jī)械能和其他形式能量轉(zhuǎn)化的過(guò) 程。（）答案 1.X 2. V 3. J 47 5. V二對(duì)點(diǎn)激活1.有關(guān)功和能，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）A.力對(duì)物體做了多少功，物體就具有多少能B.物體具有多少能，就一定能做多少功C.物體做了多少功，就有多少能量消失D.能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式時(shí)，可以用功來(lái)量度能量轉(zhuǎn)化的多少答案D解析 功是能量轉(zhuǎn)化的量度，力對(duì)物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn) 化；并非力對(duì)物體做了

25、多少功，物體就具有多少能；也并非物體具有多少能，就 一定能做多少功，所以A、B錯(cuò)誤。做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，能量在轉(zhuǎn)化 過(guò)程中總量守恒，并不消失，所以C錯(cuò)誤，D正確。2. （2018浙江11月選考）奧運(yùn)會(huì)比賽工程撐桿跳高如下圖。以下說(shuō)法不正確 的是（）A.加速助跑過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的動(dòng)能增加B.起跳上升過(guò)程中，桿的彈性勢(shì)能一直增加解析 尸做功大小為二者動(dòng)能與產(chǎn)生的熱量之和，A錯(cuò)誤；滑塊在木板上滑 動(dòng)過(guò)程用?！皥D像來(lái)研究，如下圖，圖線為滑塊的，圖，為木板的。一 圖，知時(shí)刻滑塊到達(dá)木板右端，陰影局部面積為木板長(zhǎng)度，那么很容易知道其他條 件不變，M越大，圖線的斜率越小，。越小，x越小，B正確；其他條

26、件不變， “越大，圖線的斜率越大，/。越小，故C錯(cuò)誤；滑塊與木板間產(chǎn)生的熱量等于 滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積，其他條件不變，立越大，滑塊與木板間產(chǎn)生的熱 量越多，D正確。9. （2022湖南省名校聯(lián)合體高三上10月聯(lián)考）如下圖，繃緊的傳送帶與水平 面的夾角。二30。，傳送帶在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，始終保持1 m/s的速度順時(shí)針運(yùn)行。 現(xiàn)把一質(zhì)量為5 kg的工件（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的底端，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工件 與傳送帶到達(dá)共同速度后繼續(xù)傳送到4m高處。工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因 數(shù)為牛，重力加速度大小為10m/s2,那么在此過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）A.工件加速過(guò)程的時(shí)間為（）.8 sB.傳送帶

27、對(duì)工件做的功為202.5 JC.工件與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量為7.5 JD.電動(dòng)機(jī)因傳送工件多做的功為120J答案BC解析 工件加速過(guò)程由牛頓第二定律得了-mgsinO=也，解得加速度。二 -Vgcos6-gsine = 2.5m/s2,那么加速時(shí)間/ =二=0.4 s,故A錯(cuò)誤；工件在傳送帶上不僅受重力還受到傳送帶對(duì)它的摩擦力和支持力，由動(dòng)能定理有-+ W傳二5皿2-0,得傳送帶對(duì)工件做的功W傳二產(chǎn)科+皿=202.5 J,故B正確；加速過(guò)程工 件與傳送帶相對(duì)運(yùn)動(dòng)的位移原二x傳-xi="-5 = 5 = 02 m，工件與傳送帶間摩 擦產(chǎn)生的熱量Q = ?gcos"Ax=7.

28、5 J,故C正確；電動(dòng)機(jī)多做的功等于系統(tǒng)摩擦 產(chǎn)生的熱量和工件機(jī)械能的增加量，那么有W電二Q +吆=210 J,故D錯(cuò)誤。二、非選擇題(此題共1小題)10. (2017全國(guó)卷I )一質(zhì)量為8.00X104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地 面。飛船在離地面高度1.60X 105 m處以7.50X 103 m/s的速度進(jìn)入大氣層，逐漸 減慢至速度為100 m/s時(shí)下落到地面。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，在飛船下落過(guò)程 中，重力加速度可視為常量，大小取為9.8md。(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機(jī)械能和它進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能；(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過(guò)

29、程中克服阻力所做的功， 飛船在該處的速度大小是其進(jìn)入大氣層時(shí)速度大小的2.0%o答案 (l)4.0X108J 2.4X10,2J(2)9.7 X 108 J解析 飛船著地前瞬間的機(jī)械能為反0 二5加式中，和如分別是飛船的質(zhì)量和著地前瞬間的速率。由式和題給數(shù)據(jù)得 Eko = 4.OXlO8 J 設(shè)地面附近的重力加速度大小為g。飛船進(jìn)入大氣層時(shí)的機(jī)械能為Ehgiv% + 吆力式中，辦是飛船在高度L60X105 m處的速度大小。由式和題給數(shù)據(jù)得 E2.4X 1012 J(2)飛船在高度/ 二600 m處的機(jī)械能為l 1 (2.0 Eh = 2,7Tool?/,) +由功能關(guān)系得-反。 式中，w是飛船

30、從高度600 m處至著地前瞬間的過(guò)程中克服阻力所做的功。 由式和題給數(shù)據(jù)得卬心9.7義108JoC.起跳上升過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的重力勢(shì)能增加D.越過(guò)橫桿后下落過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加答案B解析加速助跑過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的速度增大，動(dòng)能增加，A正確；起跳上升 過(guò)程中，桿的形變程度減小，桿的彈性勢(shì)能減小，運(yùn)發(fā)動(dòng)的重力勢(shì)能增加，B錯(cuò) 誤，C正確；越過(guò)橫桿后下落過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的高度降低，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能, 重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，D正確。此題選說(shuō)法不正確的，應(yīng)選B。核心素養(yǎng)開展芍提升I考點(diǎn)1功能關(guān)系的理解和應(yīng)用深化 理解科學(xué)思維梳理1.對(duì)功能關(guān)系的進(jìn)一步理解做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程。不同形

31、式的能量發(fā)生相互轉(zhuǎn)化是通過(guò)做 功來(lái)實(shí)現(xiàn)的。功是能量轉(zhuǎn)化的量度，功和能的關(guān)系，一是表達(dá)在不同的力做功，對(duì)應(yīng)不 同形式的能轉(zhuǎn)化，具有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，二是做功的多少與能量轉(zhuǎn)化的多少在數(shù)值 上相等。2.幾種常見的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系合力做功動(dòng)能變化(1)合力做正功，動(dòng)能增加 (2)合力做負(fù)功，動(dòng)能減少 (3)VV=Ek2-Eki=AEk重力做功重力勢(shì)能變化(1)重力做正功，重力勢(shì)能減少(2)重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加Wg = - AEP = Epi - EP2彈簧彈力做功彈性勢(shì)能變化(1)彈力做正功，彈性勢(shì)能減少(2)彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加(3)Wf = - AEp = Epi -

32、Ep2靜電力做功電勢(shì)能變化(1)靜電力做正功，電勢(shì)能減少(2)靜電力做負(fù)功，電勢(shì)能增加(3)W 電二-AEP安培力做功電能變化(1)安培力做正功，電能減少(2)安培力做負(fù)功，電能增加(3)卬安=一 AE電續(xù)表例1 (2018.全國(guó)卷I )如圖，是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道，必水平，長(zhǎng) 度為2R; %是半徑為R的四分之一圓弧，與ah相切于h點(diǎn)。一質(zhì)量為m的小球, 始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，自點(diǎn)處從靜止開始向右運(yùn)動(dòng)。重 力加速度大小為g。小球從。點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為()力做功能的變化定量關(guān)系除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外的其他力做功機(jī)械能變化(1)其他力做正功，機(jī)械能增加(2

33、)其他力做負(fù)功，機(jī)械能減少(3)W = AE 機(jī)一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功內(nèi)能變化(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的總功一定為負(fù)值，系統(tǒng)內(nèi)能增加(2)Q = Ff-L 相對(duì)B. 4mgRD. 6tngRA. 2mgRC. 5mgR答案C解析1小球始終受到與重力大小相等的水平外力的作用，機(jī)械能的增量AE機(jī)=卬除仃外力，機(jī)械能的增量等于水平外力在從a點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)過(guò)程做的功。設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的速度為。-由動(dòng)能定理有：廣3R-，g R =解得：二2癇。小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)后，根據(jù)小球受力情況，可分解為水平方向初速 度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度為磁二g,豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，加速度也為g, 小

34、球上升至最高點(diǎn)時(shí)，豎直方向速度減小為零，時(shí)間為二號(hào)二醇，水平方向 n o的位移為：x =綜上所述小球從。點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到其軌跡最高點(diǎn)，機(jī)械能的增量為AE機(jī)=F-(3R + x) = 52gR,正確答案為C。關(guān)鍵能力升華功能關(guān)系的選用原那么(1)總的原那么是根據(jù)做功與能量轉(zhuǎn)化的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定所選用的定理或規(guī) 律，假設(shè)只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析。(2)只涉及重力勢(shì)能的變化用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析。(3)只涉及機(jī)械能的變化用除重力和彈力之外的力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系 分析。(4)只涉及電勢(shì)能的變化用靜電力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系分析。對(duì)點(diǎn)跟進(jìn)訓(xùn)練I.(功能關(guān)系的應(yīng)用)(2017全國(guó)卷II

35、I)如圖，一質(zhì)量為加，長(zhǎng)度為/的均勻柔 軟細(xì)繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至加點(diǎn)，M點(diǎn)與 繩的上端P相距上。重力加速度大小為以 在此過(guò)程中，外力做的功為()A./B.心儀1 ,1 ,C.g7g/D.那gl答案A2解析 以均勻柔軟細(xì)繩MQ段為研究對(duì)象，其質(zhì)量為于明取M點(diǎn)所在的水2 I 2平面為零勢(shì)能面，開始時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能痂1= -m陰？=-或儂，用外 力將繩的下端。緩慢地豎直向上拉起至M點(diǎn)時(shí)，細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能62=-2/1耳嶗=-鏟gl,那么外力做的功即克服重力做的功等于細(xì)繩MQ段的重力勢(shì)能的21變化，即 W二 %2 - Epi =- 8mgi + 3mgi

36、= 3mgi, A 正確。1 .（功能關(guān)系的應(yīng)用）發(fā)光彈弓彈射飛箭是黃昏在廣場(chǎng)常見的兒童玩具，其工 作原理是利用彈弓將發(fā)光飛箭彈出后在空中飛行。假設(shè)小朋友將飛箭以大小為七的3E初動(dòng)能從地面豎直向上彈出，飛箭落回地面時(shí)動(dòng)能大小為彳，設(shè)飛箭在運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中所受空氣阻力的大小不變，重力加速度為g,以地面為零勢(shì)能面，那么以下說(shuō)法 正確的選項(xiàng)是（）FA.飛箭上升階段克服空氣阻力做的功為正13E8 .飛箭下落過(guò)程中重力做功為何FC.飛箭在最高點(diǎn)具有的機(jī)械能為不9 .飛箭所受空氣阻力與重力大小之比為1 ： 7答案D解析飛箭上升階段和下落階段克服空氣阻力做功相等，那么上升階段克服空 氣阻力做的功為的出£

37、;-%）=（,故A錯(cuò)誤；飛箭下落過(guò)程由動(dòng)能定理有Wg377-Wf = J,解得1%二已 那么飛箭在最高點(diǎn)具有的機(jī)械能為嚴(yán)，故B、C錯(cuò)誤；根據(jù)可知£=髭二;，D正確?？键c(diǎn)2摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系比照 分析科學(xué)思維梳理兩種摩擦力的做功情況比擬類別比擬靜摩擦力滑動(dòng)摩擦力不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面在靜摩擦力做功的 過(guò)程中，只有機(jī)械 能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移 到另一個(gè)物體(靜 摩擦力起著傳遞機(jī) 械能的作用)，而沒 有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其 他形式的能量(1)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物 體通過(guò)滑動(dòng)摩擦力 做功，將局部機(jī)械 能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移 到另一個(gè)物體局部機(jī)械能轉(zhuǎn) 化為內(nèi)能，此局部 能量就是系統(tǒng)機(jī)械 能的損失量一對(duì)摩擦力的總功 方面一對(duì)靜摩擦力所做 功的代數(shù)和總等于 零一對(duì)相互作用的滑 動(dòng)摩擦力對(duì)物體系 統(tǒng)所做的總功，等 于摩擦力與兩個(gè)物 體相對(duì)路程的乘積 且為負(fù)功，即=一 相對(duì)，表示