2023屆高考一輪復(fù)習(xí)通用版 專題四 功能關(guān)系　能量守恒定律 學(xué)案

1、專題四 功能關(guān)系 能量守恒定律關(guān)鍵能力分層突破考點(diǎn)一功能關(guān)系的理解和應(yīng)用.兩點(diǎn)理解：（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，且減少量和增加量一定相等.五種關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn):的最吸麗重力做才W戶喃4隨重力勢(shì)能京化嶼）（彈簧彈力做功彈性勢(shì)能變化AE,角度1功能關(guān)系的理解例I. 2021廣東卷，9（多選）長(zhǎng)征途中，為了突破敵方關(guān)隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居 高臨下向敵方工事內(nèi)投擲手榴彈.戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質(zhì)量均為機(jī)的手榴 彈.手榴彈從投出的位置到落地點(diǎn)的高度差為，在空中的運(yùn)動(dòng)可視為平拋運(yùn)動(dòng)，軌跡

2、如圖 所示，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的有（）A.甲在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比乙的長(zhǎng)B.兩手榴彈在落地前瞬間，重力的功率相等C.從投出到落地，每顆手榴彈的重力勢(shì)能減少D.從投出到落地，每顆手榴彈的機(jī)械能變化量為mg/z命題分析試題 情境屬于綜合性題目，以投擲手榴彈為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐問(wèn)題情境必備 知識(shí)考查平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)和功能關(guān)系的基礎(chǔ)知識(shí)關(guān)鍵考查理解能力、模型建構(gòu)能力.即由手榴彈的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過(guò)程建構(gòu)能力平拋運(yùn)動(dòng)模型學(xué)科 素養(yǎng)考查運(yùn)動(dòng)觀念、能量觀念、科學(xué)思維.要求考生具有清晰的運(yùn)動(dòng) 觀、能量觀，快速建構(gòu)模型和科學(xué)推理角度2功能關(guān)系與圖象結(jié)合末位置、（5m末位置、（5m處）,初位置. （頂端）例2. 2020

3、.全國(guó)卷I , 20（多選）一物塊在高3.0 m、長(zhǎng)5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿 斜面下滑，其重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s的變化如圖中直線I、II所示，重力加速度取 lOm/s?.則（）A.物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0 m/s2D.當(dāng)物塊下滑2.0 m時(shí)機(jī)械能損失了 12 J教你解決問(wèn)題讀圖獲取信息重力勢(shì)能Ep=30J, 動(dòng)能就=0,機(jī)械 能為如J,重力勢(shì)能為0,-動(dòng)能紇=10J,機(jī).械能為10 J.,、前力勢(shì)能為18 J,q（20m處）-動(dòng)能4J,機(jī)械能由22 J解題心得：跟進(jìn)訓(xùn)練跟進(jìn)訓(xùn)練77777777777777777

4、777777777777777777772022江西臨川統(tǒng)考如圖所示，一木板靜止在足夠大的光滑水平面上，木板長(zhǎng)為/, 左端。處固定一輕質(zhì)彈簧（其長(zhǎng)度相對(duì)于木板可忽略不計(jì)），右側(cè)用不可伸長(zhǎng)的輕繩連接于豎 直墻上.滑塊尸（視為質(zhì)點(diǎn)）以速度如從木板正中間向左滑動(dòng)并壓縮彈簧，彈簧的壓縮量最大 時(shí)輕繩恰好被拉斷，此時(shí)木板、滑塊的速度均為零，最終滑塊P恰好未從木板上掉落.重 力加速度大小為g.則滑塊P與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為（）2gl2vp42B.2gl2vpC.與D.gi2.A.B.C.2.A.B.C.D.合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的增量物體克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增量合外力對(duì)物體做的功等于物

5、體動(dòng)能和勢(shì)能的總和的增量考點(diǎn)二摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化.摩擦力做功的特點(diǎn)（D一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零；（2）一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和總是負(fù)值，差值為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的部分，也就是 系統(tǒng)機(jī)械能的損失量；（3）說(shuō)明：兩種摩擦力對(duì)物體都可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功.三步求解相對(duì)滑動(dòng)物體的能量問(wèn)題（1）正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，做好受力分析.（2）利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，結(jié)合牛頓第二定律分析物體的速度關(guān)系及位移關(guān)系，求出兩個(gè)物 體的相對(duì)位移.（3）代入公式Q=Frx相對(duì)計(jì)算，若物體在傳送帶上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則為相對(duì)路程sm所V/7/.例3.（多選）如圖所示,質(zhì)量為M=2 kg、長(zhǎng)為L(zhǎng)=2 m的木板

6、靜止放置在光滑水平面上.在 其左端放置一質(zhì)量為m=l kg的小木塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），小木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.2,先相對(duì)靜止，后用一水平向右的力尸=4 N作用在小木塊上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小木塊從 木板另一端滑下，g取10 m/s?,則（）A.小木塊在長(zhǎng)木板上滑行的時(shí)間f=2sB.在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量為8 JC.小木塊脫離長(zhǎng)木板的瞬間，拉力廠的瞬時(shí)功率為16 WD.小木塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中獲得的動(dòng)能為12 J跟進(jìn)訓(xùn)練.(多選)如圖甲，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m=3 kg的另一木塊8可看作 質(zhì)點(diǎn)，以水平速度如=2 m/s滑上原來(lái)靜止的長(zhǎng)木板A的表面.由于A、8間存在摩擦，之

7、 后A、8速度隨時(shí)間變化情況如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是(g取10m/s2)( )A.木板的質(zhì)量為M=3kgB.木塊減小的動(dòng)能為1.5 JC.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為3 JD. A、8間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.24.如圖甲所示,水平繃緊的傳送帶長(zhǎng)L=10 m,始終以恒定速率。=4 m/s逆時(shí)針運(yùn)行.A、 8是傳送帶的左、右兩端點(diǎn).現(xiàn)在在傳送帶的B端輕輕放上質(zhì)量為，=1 kg的小物塊(可視 為質(zhì)點(diǎn))，物塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.4, g取10 m/s2.(1)求小物塊由傳送帶8端運(yùn)動(dòng)到A端所用時(shí)間：(2)若小物塊以加=8 m/s的初速度從4端沖上傳送帶(如圖乙所示)，求小物塊從傳送帶 A端開始運(yùn)動(dòng)到再

8、次回到A端的過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量.考點(diǎn)三能量守恒定律的理解與應(yīng)用.能量守恒定律的兩點(diǎn)理解(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，且減少量和增加量一定相等.2.能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的解題思路(1)當(dāng)涉及摩擦力做功，機(jī)械能不守恒時(shí)，一般應(yīng)用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律.(2)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 11t與增加的能量總和,最后由城 列式求解.(無(wú)動(dòng)力)小車?yán)?.2021全國(guó)甲卷，24如圖，一傾角為6的光滑斜面上有50個(gè)減速帶(圖

9、中未完全畫 出)，相鄰減速帶間的距離均為d,減速帶的寬度遠(yuǎn)小于d； 一質(zhì)量為機(jī)的無(wú)動(dòng)力小車(可視 為質(zhì)點(diǎn))從距第一個(gè)減速帶L處由靜止釋放.已知小車通過(guò)減速帶損失的機(jī)械能與到達(dá)減速 帶時(shí)的速度有關(guān).觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過(guò)第30個(gè)減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相 同.小車通過(guò)第50個(gè)減速帶后立刻進(jìn)入與斜面光滑連接的水平地面，繼續(xù)滑行距離s后停 下.已知小車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g.(1)求小車通過(guò)第30個(gè)減速帶后，經(jīng)過(guò)每一個(gè)減速帶時(shí)損失的機(jī)械能：(2)求小車通過(guò)前30個(gè)減速帶的過(guò)程中在每一個(gè)減速帶上平均損失的機(jī)械能；(3)若小車在前30個(gè)減速帶上平均每一個(gè)損失的機(jī)械能大于之后每

10、一個(gè)減速帶上損失的 機(jī)械能，則L應(yīng)滿足什么條件？命題分析試題 情境屬于基礎(chǔ)性題目，以減速帶為素材創(chuàng)設(shè)生活實(shí)踐問(wèn)題情境必備 知識(shí)考查動(dòng)能定理、能量守恒定律等知識(shí)關(guān)鍵 能力考查信息加工能力、推理能力.抓住題給信息，判斷得出結(jié)果學(xué)科考查運(yùn)動(dòng)觀念中、能量觀念、科學(xué)思維.要求考生具有清晰的運(yùn)動(dòng)素養(yǎng)觀念，快速抓住解題關(guān)鍵點(diǎn)解決問(wèn)題跟進(jìn)訓(xùn)練5.如圖，MN為半徑R=0.4m、固定于豎直平面內(nèi)的;光滑圓弧軌道，軌道上端切線水4 平，。為圓心，M、0、P三點(diǎn)在同一水平線上，M的下端與軌道相切處放置豎直向上的彈 簧槍，可發(fā)射速度不同但質(zhì)量均為?=0.01 kg的小鋼珠，小鋼珠每次都在M點(diǎn)離開彈簧 槍.某次發(fā)射的小鋼

11、珠沿軌道經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)恰好與軌道無(wú)作用力，水平飛出后落到。尸上的Q 點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，取g=10m/s2.求：(1)小鋼珠經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)速度的大小0N；(2)小鋼珠離開彈簧槍時(shí)的動(dòng)能反；(3)小鋼珠在平板上的落點(diǎn)。與圓心O點(diǎn)的距離s.溫馨提示：請(qǐng)完成課時(shí)分層作業(yè)(十八)專題四功能關(guān)系能量守恒定律關(guān)鍵能力分層突破例1解析：甲、乙兩顆手榴彈豎直方向下落的高度相同，由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知，它 們的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，A錯(cuò)誤.落地前瞬間，PG=mgvy=mg2t,由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，故重力的 瞬時(shí)功率相等，8正確.從投出到落地，重力做功為mgh,故重力勢(shì)能減少mgh, C正確.從 投出到落地過(guò)程中只有重力做功，手榴彈的

12、機(jī)械能守恒，。錯(cuò)誤.答案：BC例2解析：由題圖可得Fw=mgh=30J,其中h=3m,則m=l&g,動(dòng)能和重力勢(shì)能 之和減小，機(jī)械能不守恒，故4正確；由題圖可知，物塊到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能為10 由E*=|mv2, 可得丫=2遙m/s,由/ 一詔=2as律，a=? ?-=2*故C錯(cuò)誤；設(shè)斜面傾角為。，有si” 0=0.6, cos 0=0.8,由牛頓第二定律有 mg si” epmg cos 0=ma,解得 ji=0.5,故 B 正確； 下滑2.0,”時(shí)，動(dòng)能、重力勢(shì)能之和為22J,故機(jī)械能損失8J,故。錯(cuò)誤.故選AB.答案：AB.解析：繩斷后，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，最終滑塊運(yùn)動(dòng)到木板右端，二者速度均為零，由

13、功 能關(guān)系可知5m詔=mg x 1.51.廨壽=篝，選項(xiàng)A正確.答案：A.解析：除重力以外的力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化量，所以人對(duì)物體做的 功等于物體機(jī)械能的增加量，選項(xiàng)A正確；根據(jù)動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體做的功等于物體 動(dòng)能的增加量，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；物體重力做的功等于重力勢(shì)能的變化量，所以物體 克服重力做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)C正確.答案：ABC例3解析：小木塊和長(zhǎng)木板之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力大小為2 N,根據(jù)牛頓第 二定律可知長(zhǎng)木板以加速度。1 = 1 m/s2向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移xi=ait2.小木塊以加速度 “2=2 m/s?向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移X2-x=

14、L,解得，=2 s,故選項(xiàng)A正確.由 功能關(guān)系得因摩擦而產(chǎn)生的熱量等于滑動(dòng)摩擦力乘以相對(duì)路程，等于4J,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤.小 木塊脫離長(zhǎng)木板瞬間的速度。=4 m/s,根據(jù)尸=Fo=16W,可知選項(xiàng)C正確.對(duì)小木塊應(yīng) 用動(dòng)能定理有Ek=(F-/g)X2=8 J,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案：AC.解析：由圖乙可知,A、B的加速度大小都為1 m/s2,根據(jù)牛頓第二定律知史咚=lm/s2, m警=1 m/s2,可得M=3kg, =0.1,故A正確，D錯(cuò)誤；木塊減小的動(dòng)能AEk=Eko-Eki =mvQmvl=4.5 J,故B錯(cuò)誤；由圖乙可知，A、8的相對(duì)位移大小x=1x2X 1 m= 1 m, 則系統(tǒng)損失的機(jī)械能為AE=Wf=mgx=3J,故C正確.答案：AC.解析：(1)物塊的加速度=g=4 m/s?加速到共速的時(shí)間n=-=- s=i s a 4加速運(yùn)動(dòng)的位移x=E= m=2 m 2a 2x4小物塊由傳送帶8端運(yùn)動(dòng)到A端所用時(shí)間/=/|+/2 = 3 S(2)若小物塊以為=8 m/s的初速度從A端沖上傳送帶，由題