2023屆高考一輪復習通用版 專題四 功能關系　能量守恒定律 學案

1、專題四 功能關系 能量守恒定律關鍵能力分層突破考點一功能關系的理解和應用.兩點理解：（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.五種關系：功是能量轉:的最吸麗重力做才W戶喃4隨重力勢能京化嶼）（彈簧彈力做功彈性勢能變化AE,角度1功能關系的理解例I. 2021廣東卷，9（多選）長征途中，為了突破敵方關隘，戰(zhàn)士爬上陡峭的山頭，居 高臨下向敵方工事內投擲手榴彈.戰(zhàn)士在同一位置先后投出甲、乙兩顆質量均為機的手榴 彈.手榴彈從投出的位置到落地點的高度差為，在空中的運動可視為平拋運動，軌跡

2、如圖 所示，重力加速度為g.下列說法正確的有（）A.甲在空中的運動時間比乙的長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能減少D.從投出到落地，每顆手榴彈的機械能變化量為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)設生活實踐問題情境必備 知識考查平拋運動知識和功能關系的基礎知識關鍵考查理解能力、模型建構能力.即由手榴彈的實際運動過程建構能力平拋運動模型學科 素養(yǎng)考查運動觀念、能量觀念、科學思維.要求考生具有清晰的運動 觀、能量觀，快速建構模型和科學推理角度2功能關系與圖象結合末位置、（5m末位置、（5m處）,初位置. （頂端）例2. 2020

3、.全國卷I , 20（多選）一物塊在高3.0 m、長5.0 m的斜面頂端從靜止開始沿 斜面下滑，其重力勢能和動能隨下滑距離s的變化如圖中直線I、II所示，重力加速度取 lOm/s?.則（）A.物塊下滑過程中機械能不守恒B.物塊與斜面間的動摩擦因數為0.5C.物塊下滑時加速度的大小為6.0 m/s2D.當物塊下滑2.0 m時機械能損失了 12 J教你解決問題讀圖獲取信息重力勢能Ep=30J, 動能就=0,機械 能為如J,重力勢能為0,-動能紇=10J,機.械能為10 J.,、前力勢能為18 J,q（20m處）-動能4J,機械能由22 J解題心得：跟進訓練跟進訓練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，木板長為/, 左端。處固定一輕質彈簧（其長度相對于木板可忽略不計），右側用不可伸長的輕繩連接于豎 直墻上.滑塊尸（視為質點）以速度如從木板正中間向左滑動并壓縮彈簧，彈簧的壓縮量最大 時輕繩恰好被拉斷，此時木板、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與木板間的動摩擦因數為（）2gl2vp42B.2gl2vpC.與D.gi2.A.B.C.2.A.B.C.D.合外力對物體做的功等于物體動能的增量物體克服重力做的功等于物體重力勢能的增量合外力對物體做的功等于物

5、體動能和勢能的總和的增量考點二摩擦力做功與能量轉化.摩擦力做功的特點（D一對靜摩擦力所做功的代數和總等于零；（2）一對滑動摩擦力做功的代數和總是負值，差值為機械能轉化為內能的部分，也就是 系統(tǒng)機械能的損失量；（3）說明：兩種摩擦力對物體都可以做正功，也可以做負功，還可以不做功.三步求解相對滑動物體的能量問題（1）正確分析物體的運動過程，做好受力分析.（2）利用運動學公式，結合牛頓第二定律分析物體的速度關系及位移關系，求出兩個物 體的相對位移.（3）代入公式Q=Frx相對計算，若物體在傳送帶上做往復運動，則為相對路程sm所V/7/.例3.（多選）如圖所示,質量為M=2 kg、長為L=2 m的木板

6、靜止放置在光滑水平面上.在 其左端放置一質量為m=l kg的小木塊（可視為質點），小木塊與長木板之間的動摩擦因數 =0.2,先相對靜止，后用一水平向右的力尸=4 N作用在小木塊上，經過一段時間小木塊從 木板另一端滑下，g取10 m/s?,則（）A.小木塊在長木板上滑行的時間f=2sB.在整個運動過程中由于摩擦產生的熱量為8 JC.小木塊脫離長木板的瞬間，拉力廠的瞬時功率為16 WD.小木塊在運動過程中獲得的動能為12 J跟進訓練.(多選)如圖甲，長木板A放在光滑的水平面上，質量為m=3 kg的另一木塊8可看作 質點，以水平速度如=2 m/s滑上原來靜止的長木板A的表面.由于A、8間存在摩擦，之

7、 后A、8速度隨時間變化情況如圖乙所示，則下列說法正確的是(g取10m/s2)( )A.木板的質量為M=3kgB.木塊減小的動能為1.5 JC.系統(tǒng)損失的機械能為3 JD. A、8間的動摩擦因數為0.24.如圖甲所示,水平繃緊的傳送帶長L=10 m,始終以恒定速率。=4 m/s逆時針運行.A、 8是傳送帶的左、右兩端點.現(xiàn)在在傳送帶的B端輕輕放上質量為，=1 kg的小物塊(可視 為質點)，物塊與傳送帶間動摩擦因數為=0.4, g取10 m/s2.(1)求小物塊由傳送帶8端運動到A端所用時間：(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端開始運動到再

8、次回到A端的過程中因摩擦而產生的熱量.考點三能量守恒定律的理解與應用.能量守恒定律的兩點理解(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.能量轉化問題的解題思路(1)當涉及摩擦力做功，機械能不守恒時，一般應用能的轉化和守恒定律.(2)解題時，首先確定初、末狀態(tài)，然后分析狀態(tài)變化過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.(無動力)小車例4.2021全國甲卷，24如圖，一傾角為6的光滑斜面上有50個減速帶(圖

9、中未完全畫 出)，相鄰減速帶間的距離均為d,減速帶的寬度遠小于d； 一質量為機的無動力小車(可視 為質點)從距第一個減速帶L處由靜止釋放.已知小車通過減速帶損失的機械能與到達減速 帶時的速度有關.觀察發(fā)現(xiàn)，小車通過第30個減速帶后，在相鄰減速帶間的平均速度均相 同.小車通過第50個減速帶后立刻進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摩擦因數為，重力加速度大小為g.(1)求小車通過第30個減速帶后，經過每一個減速帶時損失的機械能：(2)求小車通過前30個減速帶的過程中在每一個減速帶上平均損失的機械能；(3)若小車在前30個減速帶上平均每一個損失的機械能大于之后每

10、一個減速帶上損失的 機械能，則L應滿足什么條件？命題分析試題 情境屬于基礎性題目，以減速帶為素材創(chuàng)設生活實踐問題情境必備 知識考查動能定理、能量守恒定律等知識關鍵 能力考查信息加工能力、推理能力.抓住題給信息，判斷得出結果學科考查運動觀念中、能量觀念、科學思維.要求考生具有清晰的運動素養(yǎng)觀念，快速抓住解題關鍵點解決問題跟進訓練5.如圖，MN為半徑R=0.4m、固定于豎直平面內的;光滑圓弧軌道，軌道上端切線水4 平，。為圓心，M、0、P三點在同一水平線上，M的下端與軌道相切處放置豎直向上的彈 簧槍，可發(fā)射速度不同但質量均為?=0.01 kg的小鋼珠，小鋼珠每次都在M點離開彈簧 槍.某次發(fā)射的小鋼

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

12、機械能守恒，。錯誤.答案：BC例2解析：由題圖可得Fw=mgh=30J,其中h=3m,則m=l&g,動能和重力勢能 之和減小，機械能不守恒，故4正確；由題圖可知，物塊到達底端時動能為10 由E*=|mv2, 可得丫=2遙m/s,由/ 一詔=2as律，a=? ?-=2*故C錯誤；設斜面傾角為。，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，動能、重力勢能之和為22J,故機械能損失8J,故。錯誤.故選AB.答案：AB.解析：繩斷后，系統(tǒng)動量守恒，最終滑塊運動到木板右端，二者速度均為零，由

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

14、L,解得，=2 s,故選項A正確.由 功能關系得因摩擦而產生的熱量等于滑動摩擦力乘以相對路程，等于4J,故選項B錯誤.小 木塊脫離長木板瞬間的速度。=4 m/s,根據尸=Fo=16W,可知選項C正確.對小木塊應 用動能定理有Ek=(F-/g)X2=8 J,故選項D錯誤.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錯誤；木塊減小的動能AEk=Eko-Eki =mvQmvl=4.5 J,故B錯誤；由圖乙可知，A、8的相對位移大小x=1x2X 1 m= 1 m, 則系統(tǒng)損失的機械能為AE=Wf=mgx=3J,故C正確.答案：AC.解析：(1)物塊的加速度=g=4 m/s?加速到共速的時間n=-=- s=i s a 4加速運動的位移x=E= m=2 m 2a 2x4小物塊由傳送帶8端運動到A端所用時間/=/|+/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