2023届高考一轮复习通用版 专题四 功能关系　能量守恒定律 学案

1、专题四 功能关系 能量守恒定律关键能力分层突破考点一功能关系的理解和应用.两点理解：（1）某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，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.五种关系：功是能量转:的最吸丽重力做才W户喃4随重力势能京化屿）（弹簧弹力做功弹性势能变化AE,角度1功能关系的理解例I. 2021广东卷，9（多选）长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居 高临下向敌方工事内投掷手榴弹.战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为机的手榴 弹.手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为，在空中的运动可视为平抛运动，轨迹

2、如图 所示，重力加速度为g.下列说法正确的有（）A.甲在空中的运动时间比乙的长B.两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等C.从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少D.从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为mg/z命题分析试题 情境属于综合性题目，以投掷手榴弹为素材创设生活实践问题情境必备 知识考查平抛运动知识和功能关系的基础知识关键考查理解能力、模型建构能力.即由手榴弹的实际运动过程建构能力平抛运动模型学科 素养考查运动观念、能量观念、科学思维.要求考生具有清晰的运动 观、能量观，快速建构模型和科学推理角度2功能关系与图象结合末位置、（5m末位置、（5m处）,初位置. （顶端）例2. 2020

3、.全国卷I , 20（多选）一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿 斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线I、II所示，重力加速度取 lOm/s?.则（）A.物块下滑过程中机械能不守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了 12 J教你解决问题读图获取信息重力势能Ep=30J, 动能就=0,机械 能为如J,重力势能为0,-动能纥=10J,机.械能为10 J.,、前力势能为18 J,q（20m处）-动能4J,机械能由22 J解题心得：跟进训练跟进训练77777777777777777

4、777777777777777777772022江西临川统考如图所示，一木板静止在足够大的光滑水平面上，木板长为/, 左端。处固定一轻质弹簧（其长度相对于木板可忽略不计），右侧用不可伸长的轻绳连接于竖 直墙上.滑块尸（视为质点）以速度如从木板正中间向左滑动并压缩弹簧，弹簧的压缩量最大 时轻绳恰好被拉断，此时木板、滑块的速度均为零，最终滑块P恰好未从木板上掉落.重 力加速度大小为g.则滑块P与木板间的动摩擦因数为（）2gl2vp42B.2gl2vpC.与D.gi2.A.B.C.2.A.B.C.D.合外力对物体做的功等于物体动能的增量物体克服重力做的功等于物体重力势能的增量合外力对物体做的功等于物

5、体动能和势能的总和的增量考点二摩擦力做功与能量转化.摩擦力做功的特点（D一对静摩擦力所做功的代数和总等于零；（2）一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是 系统机械能的损失量；（3）说明：两种摩擦力对物体都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功.三步求解相对滑动物体的能量问题（1）正确分析物体的运动过程，做好受力分析.（2）利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系，求出两个物 体的相对位移.（3）代入公式Q=Frx相对计算，若物体在传送带上做往复运动，则为相对路程sm所V/7/.例3.（多选）如图所示,质量为M=2 kg、长为L=2 m的木板

6、静止放置在光滑水平面上.在 其左端放置一质量为m=l kg的小木块（可视为质点），小木块与长木板之间的动摩擦因数 =0.2,先相对静止，后用一水平向右的力尸=4 N作用在小木块上，经过一段时间小木块从 木板另一端滑下，g取10 m/s?,则（）A.小木块在长木板上滑行的时间f=2sB.在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为8 JC.小木块脱离长木板的瞬间，拉力厂的瞬时功率为16 WD.小木块在运动过程中获得的动能为12 J跟进训练.(多选)如图甲，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m=3 kg的另一木块8可看作 质点，以水平速度如=2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面.由于A、8间存在摩擦，之

7、 后A、8速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10m/s2)( )A.木板的质量为M=3kgB.木块减小的动能为1.5 JC.系统损失的机械能为3 JD. A、8间的动摩擦因数为0.24.如图甲所示,水平绷紧的传送带长L=10 m,始终以恒定速率。=4 m/s逆时针运行.A、 8是传送带的左、右两端点.现在在传送带的B端轻轻放上质量为，=1 kg的小物块(可视 为质点)，物块与传送带间动摩擦因数为=0.4, g取10 m/s2.(1)求小物块由传送带8端运动到A端所用时间：(2)若小物块以加=8 m/s的初速度从4端冲上传送带(如图乙所示)，求小物块从传送带 A端开始运动到再

8、次回到A端的过程中因摩擦而产生的热量.考点三能量守恒定律的理解与应用.能量守恒定律的两点理解(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，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.2.能量转化问题的解题思路(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律.(2)解题时，首先确定初、末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪 种形式的能量增加，求出减少的能量总和AE 11t与增加的能量总和,最后由城 列式求解.(无动力)小车例4.2021全国甲卷，24如图，一倾角为6的光滑斜面上有50个减速带(图

9、中未完全画 出)，相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d； 一质量为机的无动力小车(可视 为质点)从距第一个减速带L处由静止释放.已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速 带时的速度有关.观察发现，小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相 同.小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停 下.已知小车与地面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g.(1)求小车通过第30个减速带后，经过每一个减速带时损失的机械能：(2)求小车通过前30个减速带的过程中在每一个减速带上平均损失的机械能；(3)若小车在前30个减速带上平均每一个损失的机械能大于之后每

10、一个减速带上损失的 机械能，则L应满足什么条件？命题分析试题 情境属于基础性题目，以减速带为素材创设生活实践问题情境必备 知识考查动能定理、能量守恒定律等知识关键 能力考查信息加工能力、推理能力.抓住题给信息，判断得出结果学科考查运动观念中、能量观念、科学思维.要求考生具有清晰的运动素养观念，快速抓住解题关键点解决问题跟进训练5.如图，MN为半径R=0.4m、固定于竖直平面内的;光滑圆弧轨道，轨道上端切线水4 平，。为圆心，M、0、P三点在同一水平线上，M的下端与轨道相切处放置竖直向上的弹 簧枪，可发射速度不同但质量均为?=0.01 kg的小钢珠，小钢珠每次都在M点离开弹簧 枪.某次发射的小钢

11、珠沿轨道经过N点时恰好与轨道无作用力，水平飞出后落到。尸上的Q 点，不计空气阻力，取g=10m/s2.求：(1)小钢珠经过N点时速度的大小0N；(2)小钢珠离开弹簧枪时的动能反；(3)小钢珠在平板上的落点。与圆心O点的距离s.温馨提示：请完成课时分层作业(十八)专题四功能关系能量守恒定律关键能力分层突破例1解析：甲、乙两颗手榴弹竖直方向下落的高度相同，由平抛运动的特点可知，它 们的运动时间相等，A错误.落地前瞬间，PG=mgvy=mg2t,由于运动时间相等，故重力的 瞬时功率相等，8正确.从投出到落地，重力做功为mgh,故重力势能减少mgh, C正确.从 投出到落地过程中只有重力做功，手榴弹的

12、机械能守恒，。错误.答案：BC例2解析：由题图可得Fw=mgh=30J,其中h=3m,则m=l&g,动能和重力势能 之和减小，机械能不守恒，故4正确；由题图可知，物块到达底端时动能为10 由E*=|mv2, 可得丫=2遥m/s,由/ 一诏=2as律，a=? ?-=2*故C错误；设斜面倾角为。，有si” 0=0.6, cos 0=0.8,由牛顿第二定律有 mg si” epmg cos 0=ma,解得 ji=0.5,故 B 正确； 下滑2.0,”时，动能、重力势能之和为22J,故机械能损失8J,故。错误.故选AB.答案：AB.解析：绳断后，系统动量守恒，最终滑块运动到木板右端，二者速度均为零，由

13、功 能关系可知5m诏=mg x 1.51.廨寿=篝，选项A正确.答案：A.解析：除重力以外的力对物体做的功等于物体机械能的变化量，所以人对物体做的 功等于物体机械能的增加量，选项A正确；根据动能定理：合外力对物体做的功等于物体 动能的增加量，选项B正确，D错误；物体重力做的功等于重力势能的变化量，所以物体 克服重力做的功等于物体重力势能的增加量，选项C正确.答案：ABC例3解析：小木块和长木板之间发生相对滑动，滑动摩擦力大小为2 N,根据牛顿第 二定律可知长木板以加速度。1 = 1 m/s2向右做匀加速运动，位移xi=ait2.小木块以加速度 “2=2 m/s?向右做匀加速运动，位移X2-x=

14、L,解得，=2 s,故选项A正确.由 功能关系得因摩擦而产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对路程，等于4J,故选项B错误.小 木块脱离长木板瞬间的速度。=4 m/s,根据尸=Fo=16W,可知选项C正确.对小木块应 用动能定理有Ek=(F-/g)X2=8 J,故选项D错误.答案：AC.解析：由图乙可知,A、B的加速度大小都为1 m/s2,根据牛顿第二定律知史咚=lm/s2, m警=1 m/s2,可得M=3kg, =0.1,故A正确，D错误；木块减小的动能AEk=Eko-Eki =mvQmvl=4.5 J,故B错误；由图乙可知，A、8的相对位移大小x=1x2X 1 m= 1 m, 则系统损失的机械能为AE=Wf=mgx=3J,故C正确.答案：AC.解析：(1)物块的加速度=g=4 m/s?加速到共速的时间n=-=- s=i s a 4加速运动的位移x=E= m=2 m 2a 2x4小物块由传送带8端运动到A端所用时间/=/|+/2 = 3 S(2)若小物块以为=8 m/s的初速度从A端冲上传送带，由题