2025版高考物理一轮总复习考点突破第6章机械能专题强化7功能关系能量守恒定律考点3摩擦力做功与能量转化的关系

考点3摩擦力做功与能量转化的关系(实力考点·深度研析)1．静摩擦力和滑动摩擦力做功特点的比较类型比较静摩擦力做功滑动摩擦力做功不同点能量转化方面只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能(1)一部分机械能从一个物体转移到另一个物体(2)一部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量一对摩擦力的总功的特点一对静摩擦力所做功的代数和总等于零一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，总功W＝－Ffs相对，即发生相对滑动时产生的热量相同点做功状况两种摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功2.留意区分摩擦力做功和摩擦生热(1)无论是计算滑动摩擦力做功，还是计算静摩擦力做功，都应代入物体相对地面的位移。(2)公式Q＝Ff·s相对中s相对为两接触物体间的相对位移，若物体在接触面上做往复运动，则s相对为总的相对路程。►考向1滑块—木板模型中能量的转化问题(多选)(2024·全国乙卷)如图，一质量为M、长为l的木板静止在光滑水平桌面上，另一质量为m的小物块(可视为质点)从木板上的左端以速度v0起先运动。已知物块与木板间的滑动摩擦力大小为f，当物块从木板右端离开时(BD)A．木板的动能确定等于flB．木板的动能确定小于flC．物块的动能确定大于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－flD．物块的动能确定小于eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－fl[解析]设物块离开木板时的速度为v1，此时木板的速度为v2，由题意可知v1>v2，设物块的对地位移为xm，木板的对地位移为xM，依据能量守恒定律可得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)＋fl，整理可得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－fl－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,2)<eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－fl，D正确，C错误；因摩擦产生的摩擦热Q＝fl＝f(xm－xM)，依据运动学公式xm＝eq\f(v0＋v1,2)·t，xM＝eq\f(v2,2)·t，因为v0>v1>v2，可得xm>2xM，则xm－xM＝l>xM，所以W＝fxM<fl，B正确，A错误。故选BD。滑块—木板模型的解题思路(1)解决滑块—木板模型问题的关键是先对物体进行动态分析和终态推断，灵敏奇异地从能量的观点和力的观点来揭示其本质特征，然后列方程联立求解。(2)解题思路►考向2传送带模型中能量的转化问题(多选)如图甲所示，倾角为θ＝37°的传送带在电动机带动下沿顺时针方向匀速转动，将一质量为m＝10kg的木箱(可视为质点)轻放到传送带底端A，木箱运动的速度v随时间t变更的图像如图乙所示，t＝10s时刻木箱到达传送带上端B。重力加速度g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。则(ABC)A．木箱放上传送带先做匀加速运动，其加速度大小为0.4m/s2B．木箱与传送带之间的动摩擦因数为0.8C．木箱从A到B的过程中，电动机多消耗的电能为1240JD．木箱从A到B的过程中，电动机多消耗的电能等于木箱重力势能和动能的增加量之和[解析]速度时间图像斜率表示加速度，木箱刚放上去时做匀加速运动，结合图乙可知其加速度a＝μgcos37°－gsin37°＝0.4m/s2，可求得木箱与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.8，故A、B正确；由v－t图像知AB间距离为15m，则木箱上升的高度h＝9m。由能量守恒知木箱从A到B的过程中，电动机多消耗的电能等于物块获得的重力势能、动能以及因摩擦而产生的内能之和，相对位移x相对＝2×5m－eq\f(1,2)×2×5m＝5m，E机＝mgh＋eq\f(1,2)mv2＋μmgx相对·cos37°＝1240J，故C正确，D错误。求电机消耗电能的方法(1)能量守恒法：多消耗的电