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2019年高考物理一轮复习 功能关系能量守恒定律

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第1页 共5页 第17讲 功能关系 能量守恒定律

考纲要求 考情分析 命题趋势

1.功能关系Ⅱ

2．摩擦力做功与能量转化Ⅱ

3．能量转化规律的应用Ⅱ 2017·全国卷Ⅰ，24

2017·全国卷Ⅲ，16 功能关系和能量守恒定律是从总体上把握力和运动的本质．高考中以选择题和计算题形式考查

1．功能关系

(1)功是____________的量度，即做了多少功就有_____________发生了转化．

(2)做功的过程一定伴随着______________，______________可以通过做功来实现．

2．能量守恒定律

(1)能量守恒定律的内容：能量既不会凭空________，也不会凭空消失，它只能从一种形式________为另一种形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量____________.

(2)能量守恒定律的表达式：ΔE减＝__________.

(3)对定律的理解

①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．

②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．

这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路．

一 对功能关系的理解

[例1]如图，一质量为m、长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂．用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距13l.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为( )

A．19mgl B．16mgl

C．13mgl D．12mgl

二 摩擦力做功与能量转化

[例2](多选)如图所示，足够长的传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑定滑轮与物块b相连，b的质量为m，开始时，a、b及传送带均静止且a不受传送带摩擦力作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中( )

A．物块a的重力势能减少了mghsin θ

B．摩擦力对a做的功大于a的机械能的增加量 第2页 共5页 C．摩擦力对a做的功等于物块a、b动能增加量之和

D．任意时刻，重力对a、b做功的瞬时功率大小不相等

三 能量转化规律的应用

[例3]如图所示，一物体质量m＝2 kg，在倾角θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3 m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB＝4 m．当物体到达B点后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC＝0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点的距离AD＝3 m．挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6.求：

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；

(2)弹簧的最大弹性势能Epm.

课时达标

1．如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽．最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则( )

A．小物体恰好滑回到B处时速度为零

B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零

C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低

D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点

2．(多选)在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为Ff，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v，那么，在小球运动的过程中( )

A．重力做功为mgh B．克服空气阻力做的功为Ff·h2＋x2

C．落地时，重力的瞬时功率为mgv D．重力势能和机械能都逐渐减少 第3页 共5页 3．一个排球在A点被竖直抛出时动能为20 J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12 J，设排球在运动中受到的阻力大小恒定，则( )

A．上升到最高点过程重力势能增加了20 J

B．上升到最高点过程机械能减少了8 J

C．从最高点回到A点过程克服阻力做功4 J

D．从最高点回到A点过程重力势能减少了12 J

4．一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为( )

A．18mgR B．14mgR

C．12mgR D．34mgR

5．如图所示，半圆形轨道MON竖直放置且固定在地面上，直径MN是水平的，一小物块从M点正上方高度为H处自由下落，正好在M点滑入半圆轨道，测得其第一次离开N点后上升的最大高度为H2，小物块接着下落从N点滑入半圆轨道，在向M点滑行过程中(整个过程不计空气阻力)，下列说法正确的是( )

A．小物块正好能到达M点

B．小物块一定到不了M点

C．小物块一定能冲出M点

D．不能确定小物块能否冲出M点

6．如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )

A．缓冲器的机械能守恒

B．摩擦力做功消耗机械能

C．垫板的动能全部转化为内能

D．弹簧的弹性势能全部转化为动能

7．(多选)如图所示，一轻质橡皮筋的一端系在竖直放置的半径为0.5 m的圆环顶点P处，另一端系一质量为0.1 kg的小球，小球穿在圆环上可做无摩擦的运动．设开始时小球置于A点，橡皮筋刚好处于无形变状态，A点与圆心O位于同一水平线上．当小球运动到最低点B时速率为1 m/s，此时小球对圆环恰好没有压力(重力加速度g＝10 m/s2)．下列说法正确的是( )

A．从A到B的过程中，小球的机械能守恒

B．从A到B的过程中，橡皮筋的弹性势能增加了0.45 J

C．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为0.2 N 第4页 共5页 D．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为1.2 N

8．蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱．如图所示，蹦极者从P点静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，B离水面还有数米距离，蹦极者在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为ΔE1、绳的弹性势能增加量为ΔE2、克服空气阻力做功为W，则下列说法正确的是( )

A．蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒

B．蹦极者与绳组成的系统从A到B过程中，机械能守恒

C．ΔE1＝W＋ΔE2

D．ΔE1＋ΔE2＝W

9．(多选)质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( )

A．物块在车面上滑行的时间t为0.4 s

B．在此过程中物块的动能减少了0.336 J

C．在此过程中物块与小车组成的系统机械能守恒

D．在此过程中产生的内能为0.24 J

10．如图所示，有三个斜面a、b、c，底边长分别为L、L、2L，高度分别为2h、h、h.某一物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端．三种情况相比较，下列说法正确的是( )

A．物体损失的机械能ΔEc＝2ΔEb＝4ΔEa

B．因摩擦产生的热量2Qa＝2Qb＝Qc

C．物体到达底端的动能Eka＝2Ekb＝2Ekc

D．物体运动的时间4ta＝2tb＝tc

11．如图所示，一个半径为R的14圆周的轨道，O点为圆心，B为轨道上的一点，OB与水平方向的夹角为37°.轨道的左侧与一固定光滑平台相连，在平台上一轻质弹簧左端与竖直挡板相连，弹簧原长时右端在A点．现用一质量为m的小球(与弹簧不连接)压缩弹簧至P点后释放．已知重力加速度为g，不计空气阻力．

(1)若小球恰能击中B点，求刚释放小球时弹簧的弹性势能；

(2)试通过计算判断小球落到轨道时速度能否与圆弧垂直；

(3)改变释放点的位置，求小球落到轨道时动能的最小值． 第5页 共5页

12．如图所示，一质量m＝2 kg的长木板静止在水平地面上，某时刻一质量M＝1 kg的小铁块以水平向左v0＝9 m/s的速度从木板的右端滑上木板．已知木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.4，取重力加速度g＝10 m/s2，木板足够长，求：

(1)铁块相对木板滑动时木板的加速度的大小；

(2)铁块与木板摩擦所产生的热量Q和木板在水平地面上滑行的总路程x.

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专题20 动量守恒定律(子弹打木块模型)-2019高考物理一轮复习专题详解(原卷版)

专题20 动量守恒定律(子弹打木块模型)-2019高考物理一轮复习专题详解(原卷版)

1

2

1、在研究动量守恒中有一种类型题即子弹打木块的类型，由于子弹打击木块时内力远远大于外力，所以在外力不为零的 状态下也可以用动量守恒定律来求解，

2 、在研究系统内物体的相互作用是，必须同时考虑动量关系和能量关系，否则问题往往会难以解决

（1）动量关系一般是系统动量守恒（或某一方向动量恒）.

（2）对于能量关系，若系统内外均无滑动摩擦力，则对系统应用机械能守恒定律。

（3）若系统外部不受摩擦力，而内部有滑动摩擦力。则系统应用摩擦生热的功能关系：=fQFxEE相对系统末系统初 当然也可以分别对两个物体使用动能定理求解，只是过程繁琐点

3、若研究对象为一个系统，最好考虑动量守恒定律和能量守恒定律，若研究的对象为单一物体，优先考虑动能定理。

例题分析：

【例1】.质量为M的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位拿着完全相同步枪和子弹的射击手．左侧射手首先开枪，子弹相对木块静止时水平射入木块的最大深度为d1，然后右侧射手开枪，子弹相对木块静止时水平射入木块的最大深度为d2，如图所示．设子弹均未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用力大小均相等，当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是(

)

A． 木块静止，d1＝d2

B． 木块向右运动，d1

C． 木块静止，d1

D． 木块向左运动，d1＝d2

【例2.】(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成，将其放在光滑的水平面上，质量为m的子弹以速度v水平射向滑块，若射击下层，子弹刚好不射出．若射击上层，则子弹刚好能射进一半厚度，如图所示，上述两种情况相比较(

)

A． 子弹对滑块做的功一样多

B． 子弹对滑块做的功不一样多

C． 系统产生的热量一样多 1

2 D． 系统产生的热量不一样多

【例3】.如图所示，在固定的光滑水平杆上，套有一个质量为m＝0.5 kg的光滑金属圆环，轻绳一端拴在环上，另一端系着一个质量为M＝1.98 kg的木块，现有一质量为m0＝20 g的子弹以v0＝100 m/s的水平速度射入木块并留在木块中(不计空气阻力和子弹与木块作用的时间，g取10 m/s2)，求：

专题18 功能关系 能量守恒定律-2020年高考物理一轮复习限时训练 含解析

专题18 功能关系 能量守恒定律-2020年高考物理一轮复习限时训练 含解析

2020年高考物理一轮复习限时训练

专题18 功能关系 能量守恒定律

(限时：45min)

一、选择题（共15小题）

1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )

A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变

D．三种情况中，物体的机械能均增加

【答案】C

【解析】无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正确。

2．如图所示，水平平台上放置一长为L、质量为m的均匀木板。木板右端距离平台边缘为s，木板与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现对木板施加水平推力，要使木板脱离平台，推力做功的最小值为( )

A．μmg(L＋s) B．μmgL2＋s C．μmg(L－s) D．μmg3L4＋s

【答案】B

【解析】要使木板脱离平台，即让木板的重心脱离平台，则木板运动的距离为L2＋s，需要克服摩擦力做功为Wf＝μmgL2＋s，即推力做功的最小值为μmgL2＋s，故B正确，A、C、D错误。

3．滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10 J的功。在上述过程中( )

A．弹簧的弹性势能增加了10 J B．滑块的动能增加了10 J

C．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒 【答案】C

2020版高考物理一轮复习专题18功能关系能量守恒定律限时训练(含解析)

2020版高考物理一轮复习专题18功能关系能量守恒定律限时训练(含解析)

专题18 功能关系 能量守恒定律

(限时：45min)

一、选择题（共15小题）

1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )

A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小

C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变

D．三种情况中，物体的机械能均增加

【答案】C

【解析】无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正确。

2．如图所示，水平平台上放置一长为L、质量为m的均匀木板。木板右端距离平台边缘为s，木板与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现对木板施加水平推力，要使木板脱离平台，推力做功的最小值为(

)

A．μmg(L＋s) B．μmgL2＋s C．μmg(L－s) D．μmg3L4＋s

【答案】B

【解析】要使木板脱离平台，即让木板的重心脱离平台，则木板运动的距离为L2＋s，需要克服摩擦力做功为Wf＝μmgL2＋s，即推力做功的最小值为μmgL2＋s，故B正确，A、C、D错误。

3．滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10 J的功。在上述过程中(

)

A．弹簧的弹性势能增加了10 J B．滑块的动能增加了10 J

C．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒

【答案】C

【解析】拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹簧的弹性势能增大，滑块向右加速运动，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C正确，A、B、D均错误。

2020年高考物理一轮复习检测试题：专题16 热力学定律与能量守恒定律

2020年高考物理一轮复习检测试题：专题16 热力学定律与能量守恒定律

热力学定律与能量守恒定律

一、选择题(本题共8小题，均为多选)

1．(2018·重庆一诊)关于热现象的描述，下列说法正确的是( ACE )

A．漂浮在水面上的花粉颗粒越大，撞击花粉颗粒的水分子越多，布朗运动越不明显

B．气体的温度越高，每个气体分子的动能都越大

C．零摄氏度的水比等质量的零摄氏度的冰分子势能大

D．对于一定质量的理想气体，如果体积增大，就会对外做功，所以内能一定减少

E．热量既能够从高温物体传递到低温物体，也能够从低温物体传递到高温物体

[解析] 悬浮在液体中的小颗粒周围有大量的液体分子，由于液体分子对小颗粒无规则撞击，造成小颗粒受到的冲力不平衡而引起小颗粒的运动，撞击它的分子数越多，布朗运动越不明显，故A正确；温度是分子平均动能的标志，对个别分子没有意义，温度越高，分子的平均动能增大，并不是每个分子的动能都增大，故B错误；零摄氏度的冰变化成零摄氏度的水需要吸热，说明水比冰的内能大。由于温度相同，分子平均动能相同，所以水的分子势能更大，故C正确；气体体积增大时，对外做功，但有可能吸收热量，故无法判断内能变化情况，故D错误；热量既能够从高温物体传递到低温物体，但在一定条件下，热量也能够从低温物体传递到高温物体，故E正确。

2．(2018·福建漳州质检)关于热现象，下列说法中正确的是( ABE )

A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性

B．扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动

C．自然界中所有宏观过程都具有方向性

D．可利用高科技手段，将流散的内能全部收集并加以利用，而不引起其他变化

E．对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度都不可能达到

[解析] 显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这属于布朗运动，反映了液体分子运动的无规则性，故A正确；扩散现象说明分子之间存在空隙，同时分子在永不停息地做无规则运动，故B正确；自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，不涉及热现象的宏观过程不一定具有方向性，故C错误；根据热力学第二定律可知，不可能从单一热源吸热而不产生其他影响，故D错误；对大量事实的分析表明，不论技术手段如何先进，热力学零度都不可能达到，故E正确。