2023-2024屆高考物理一輪復(fù)習(xí)講義 37力學(xué)中的功能關(guān)系 固定斜面上滑動(dòng)摩擦力做功的一個(gè)有用結(jié)論 能量守恒定律（原卷版）

專題37力學(xué)中的功能關(guān)系能量守恒定律

固定斜面上滑動(dòng)摩擦力做功的一個(gè)有用結(jié)論

考點(diǎn)一力學(xué)中的功能關(guān)系

考點(diǎn)二固定斜面上滑動(dòng)摩擦力做功的一個(gè)有用結(jié)論

考點(diǎn)三能量守恒定律的理解和應(yīng)用

考點(diǎn)一力學(xué)中的功能關(guān)系

能量功能關(guān)系表達(dá)式

重力做的功等于重力勢(shì)能減少量

勢(shì)能/=耳減=瓦1—瓦2

彈力做的功等于彈性勢(shì)能減少量

動(dòng)能合外力做功等于動(dòng)能變化量/合=&2—西

機(jī)械能除重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力之外，其他力做功等于機(jī)械能變化量其他=￡—E?

摩擦產(chǎn)一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力做功之和的絕對(duì)值等于產(chǎn)生

生的內(nèi)能，即：因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能等于摩擦力和相對(duì)路程Q=^f??相對(duì)

的內(nèi)能的乘積

1.（多選）2022年冬季奧會(huì)在北京順利舉行，讓我們領(lǐng)略了冰雪運(yùn)動(dòng)的魅力。如圖所示我國(guó)小將蘇翊鳴在一

次自由式滑雪空中技巧訓(xùn)練中保持同一姿態(tài)沿斜坡下滑了一段距離，如果重力對(duì)他做功為1000J,他克服阻

力做功500J,則他在此過程中（）

?.可能在做勻速直線運(yùn)動(dòng)B.動(dòng)能增加了500J

C.重力勢(shì)能減少了500JD.機(jī)械能減少了500J

2.一個(gè)質(zhì)量為〃/的物體以行2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)，則在物體下降入高度的過程中物體的（)

A.重力勢(shì)能減少了2mgh

B.合外力做功為mgh

C.合外力做功為2加的

D.動(dòng)能增加了mgh,重力勢(shì)能減少了mgh

3.（多選）比賽開始之前，裁判員利用擲硬幣的方法讓雙方球隊(duì)的隊(duì)長(zhǎng)來挑選一側(cè)的場(chǎng)地，若裁判員以初

速度孫豎直向上擲出一枚質(zhì)量為卬的硬幣，硬幣升到最高點(diǎn)之后，又落回?cái)S出點(diǎn)。假設(shè)硬幣所受空氣阻力

大小恒為￡運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)距擲出點(diǎn)為A重力加速度大小為g。則下列說法正確的是（）

?.整個(gè)過程中空氣阻力對(duì)硬幣做功之和為O

B.整個(gè)過程中硬幣損失的機(jī)械能為2處

C.下降過程中有f/=τng,-T77wo2

D.上升過程中有mg/+//=gmt?2

4.（多選）如圖所示，傾角為37°的斜面固定在水平面上，質(zhì)量為小的小物塊自斜面底端以某一初速度沿斜

面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。已知小物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75,小物塊沿斜面上升的最大高度為H,

重力加速度大小為&取sin37°=0.6,則在小物塊上升的過程中，下列說法正確的是（）

A.小物塊的重力勢(shì)能增加了儂〃B.小物塊的初動(dòng)能為］zg//

C.小物塊的機(jī)械能損失了必加D.小物塊克服摩擦力做功0.6加加

5.如圖所示，勁度系數(shù)為A的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為力的圓環(huán)頂點(diǎn)只另一端系一質(zhì)量為

加的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運(yùn)動(dòng).設(shè)開始時(shí)小球置于/點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最

低點(diǎn)時(shí)速率為匕對(duì)圓環(huán)恰好沒有壓力.下列分析正確的是（）

P

2

V

A.小球過8點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為〃密一.

2

V

B.小球過3點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為儂十/切

C.從4到夕的過程中，小球的機(jī)械能守恒

D.從/到6的過程中，小球的機(jī)械能減少

6.（多選）在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧，彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為明的木塊相連，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)

給木塊一個(gè)豎直向下的力E使木塊緩慢向下移動(dòng)兒力尸做功名，此后木塊靜止，如圖所示。則（）

F

V

777777777/

A.在木塊下移h的過程中重力勢(shì)能的減少量mgh

B.在木塊下移h的過程中彈性勢(shì)能的增加量（F+mg）Λ

C.在木塊下移h的過程中彈簧彈力做功Wl+mg∕ι

D.在木塊下移h的過程中彈性勢(shì)能的增加量Wl+mgh

7.（2022?全國(guó)?高三課時(shí)練習(xí)）（多選）籃球運(yùn)動(dòng)員的定點(diǎn)跳投動(dòng)作可分解如下：靜止在地面上的運(yùn)動(dòng)員

先屈腿下蹲，然后突然蹬地，重心上升雙腳離開地面，離地后重心繼續(xù)上升，到達(dá)最高點(diǎn)后投出籃球。已

知某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為0,雙腳離開地面時(shí)的速度為匕從下蹲到最高點(diǎn)的過程中重心上升的高度為力，下列

說法正確的是（）

A.從下蹲到離開地面，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為τng∕

B.從下蹲到離開地面，地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為零

C.從下蹲到離開地面，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能增加了mg力+Tτ∏∕

D.從下蹲到最高點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員先超重后失重

8.（多選）如圖所示，傾角為30°的斜面上，質(zhì)量為m的物塊在恒定拉力作用下沿斜面以加速度a=￡（g為

重力加速度）向上加速運(yùn)動(dòng)距離X的過程中，下列說法正確的是（）

A.重力勢(shì)能增加!如gxB.動(dòng)能增加等

C.機(jī)械能增加TngXD.拉力做功為詈

9.節(jié)日燃放禮花彈時(shí)，要先將禮花彈放入一個(gè)豎直的炮筒中，然后點(diǎn)燃禮花彈的發(fā)射部分，通過火藥劇烈

燃燒產(chǎn)生的高壓燃?xì)?，將禮花彈由炮筒底部射向空中。若禮花彈在由炮筒底部擊發(fā)至炮筒口的過程中，克

服重力做功叫，克服炮筒阻力及空氣阻力做功也，高壓燃?xì)鈱?duì)禮花彈做功肌，則禮花彈在炮筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的過

程中（設(shè)禮花彈發(fā)射過程中質(zhì)量不變）（）

A.禮花彈的動(dòng)能變化量為出+w2+W1

B.禮花彈的動(dòng)能變化量為名--Wl

C.禮花彈的機(jī)械能變化量為名-匕

D.禮花彈的機(jī)械能變化量為%-胞一明

10.（2020?全國(guó)I卷?T20）（多選）一物塊在高3.0m＞長(zhǎng)5.0m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、∏所示，重力加速度取10ιn∕s%則（）

?.物塊下滑過程中機(jī)械能不守恒

B.物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5

C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s?

D.當(dāng)物塊下滑2.Om時(shí)機(jī)械能損失了12J

11.（多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑

水平桌面上，右端接一細(xì)線，細(xì)線繞過光滑的定滑輪與物體B相連。開始時(shí)用手托住B,讓細(xì)線恰好伸直,

然后由靜止釋放B,直至B獲得最大速度。下列有關(guān)該過程的分析正確的是（）

A.B物體的機(jī)械能一直減小

B.B物體的動(dòng)能增加量等于B物體重力勢(shì)能的減少量

C.B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢(shì)能的增加量

D.細(xì)線拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量

12.（多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，伸長(zhǎng)后另一端與一質(zhì)量為血套在粗糙豎直固定桿力處的圓環(huán)相

連。圓環(huán)從/處由靜止開始下滑，經(jīng)過8處時(shí)彈簧水平，到達(dá)C處時(shí)圓環(huán)的速度為零，然后在。處給圓環(huán)

一豎直向上的初速度心圓環(huán)恰好能回到4處，在上述過程中，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，則

圓環(huán)（）

A.下滑過程中，彈簧的彈性勢(shì)能一定先減小后增大

B.下滑過程中，經(jīng)過6時(shí)的速度最大

C.上滑過程中，摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為;mu?

D.上滑過程中經(jīng)過6處的動(dòng)能大于下滑過程中經(jīng)過6處的動(dòng)能

13.（2022?全國(guó)?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與質(zhì)量為勿的圓環(huán)相連,

圓環(huán)套在傾斜的粗糙固定桿上，桿與水平面之間的夾角為α,圓環(huán)在4處時(shí)彈簧豎直且處于原長(zhǎng)。將圓環(huán)從

/處由靜止釋放，到達(dá)C處時(shí)速度為零。若圓環(huán)在C處獲得沿桿向上的速度％恰好能回到兒已知4C=L,

夕是4C的中點(diǎn)，彈簧始終在彈性限度之內(nèi)，重力加速度為g,則（）

A.下滑過程中，圓環(huán)到達(dá)C處時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgLsinɑ

B.下滑過程中，環(huán)與桿摩擦產(chǎn)生的熱量為:小記

C.從C到4過程，彈簧對(duì)環(huán)做功為TngLSina—；6病

D.環(huán)經(jīng)過6時(shí)，上滑的速度大于下滑的速度

考點(diǎn)二固定斜面上滑動(dòng)摩擦力做功的一個(gè)有用結(jié)論

如圖，設(shè)斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃，斜面長(zhǎng)工,底邊長(zhǎng)用斜面傾角為則物體在斜面上下滑

2的過程中滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功：Wf=-Omgcos。L=-〃mgx

結(jié)論：在固定斜面上運(yùn)動(dòng)的物體，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功只與P,mg,水平位移有關(guān)，與斜面斜長(zhǎng)

及斜面傾角無關(guān).

14.（2022?全國(guó)?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示，物體在平行于斜面向上拉力作用下，分別沿傾角不

同的斜面由底端勻速運(yùn)動(dòng)到高度相同的頂端，物體與各斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，則（)

A.無論沿哪個(gè)斜面拉，克服重力做的功相同

B.無論沿哪個(gè)斜面拉，克服摩擦力做的功相同

C.無論沿哪個(gè)斜面拉，拉力做的功均相同

D.沿傾角較小的斜面拉，拉力做的功較多

15.如圖所示，將3個(gè)木板1、2、3固定在墻角，現(xiàn)將一個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從3個(gè)木板的頂端由靜

止釋放，物塊沿木板下滑到底端，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為下列說法正確的是（）

A.物塊沿著1和2下滑到底端時(shí)速度大小相等

B.物塊沿著3下滑到底端時(shí)速度最大

C.物塊沿著1下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量最多

D.物塊沿著1和2下滑到底端的過程中，產(chǎn)生的熱量一樣多

考點(diǎn)三能量守恒定律的理解和應(yīng)用

1.內(nèi)容

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到

別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變.

2.表達(dá)式

J=E末或EW=E減.

3.應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟

「分清有哪些形式的能量在變化，如動(dòng)能、勢(shì)能（包括重:力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)

能）、內(nèi)能等，列出E初=E末的表達(dá)式

確定初、末狀態(tài)一或

、明確哪些形式的能量增加，哪些形式的能量減少，列出萬幅一E減的表達(dá)式

16.（2022?山東?高考真題）我國(guó)多次成功使用“冷發(fā)射”技術(shù)發(fā)射長(zhǎng)征十一號(hào)系列運(yùn)載火箭。如圖所

示，發(fā)射倉(cāng)內(nèi)的高壓氣體先將火箭豎直向上推出，火箭速度接近零時(shí)再點(diǎn)火飛向太空。從火箭開始運(yùn)動(dòng)到

點(diǎn)火的過程中（）

A.火箭的加速度為零時(shí)，動(dòng)能最大

B.高壓氣體釋放的能量全部轉(zhuǎn)化為火箭的動(dòng)能

C.高壓氣體對(duì)火箭推力的沖量等于火箭動(dòng)量的增加量

D.高壓氣體的推力和空氣阻力對(duì)火箭做功之和等于火箭動(dòng)能的增加量

17.（2022?江蘇蘇州?高一期末）泉州小蚱風(fēng)電場(chǎng)利用風(fēng)能發(fā)電，既保護(hù)環(huán)境，又可創(chuàng)造很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)

值。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片半徑為幾某段時(shí)間內(nèi)該區(qū)域的風(fēng)速大小為匕風(fēng)恰好與葉片轉(zhuǎn)動(dòng)的圓面

垂直，已知空氣的密度為p,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率為小下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.單位時(shí)間內(nèi)通過葉片轉(zhuǎn)動(dòng)圓面的空氣質(zhì)量為PTrDR2

B.此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為TPTW

3R2J7

C.若僅風(fēng)速減小為原來的發(fā)電的功率將減小為原來的J

D.若僅葉片半徑增大為原來的2倍，發(fā)電的功率將增大為原來的8倍

18.如圖所示，軌道/16部分為光滑的J圓弧，半徑40.2m,力點(diǎn)與圓心等高。比部分水平但不光滑，C端

固定一輕質(zhì)彈簧，OC為彈簧的原長(zhǎng)。一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量0=Ikg的物塊從4點(diǎn)由靜止釋放，物塊將彈簧

壓縮至最短的"點(diǎn)(圖中未畫出)，又經(jīng)彈簧反彈后停在〃點(diǎn)(不再滑上軌道/8段)。已知物塊與比1之

間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.1,80間距離x%=1.0m,QI/間距離XQ/=0.25m,重力加速度g取Iom試求：

(1)物塊運(yùn)動(dòng)到6點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)物塊的支持力A；

(2)整個(gè)過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；

(3)切間距離X/姒

BDO

19.如圖所示，固定斜面的傾角6=30°,物體力與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=手，輕彈簧下端固定在斜面

底端，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于C點(diǎn)，用一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過輕質(zhì)光滑的定滑輪連接物體4和反滑輪

右側(cè)繩子與斜面平行，/的質(zhì)量為2必=4kg,3的質(zhì)量為勿=2kg,初始時(shí)物體4到C點(diǎn)的距離￡=1m,現(xiàn)

給力、8—初速度的=3m∕s,使4開始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，8向上運(yùn)動(dòng)，物體4將彈簧壓縮到最短后又恰好能

彈回到。點(diǎn).已知重力加速度斤=IOm/1,不計(jì)空氣阻力，整個(gè)過程中輕繩始終處于伸直狀態(tài).求在此過

(1)物體4向下運(yùn)動(dòng)剛到C點(diǎn)時(shí)的速度大小;

(2)彈簧的最大壓縮量；

(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能.

20.如圖所示，一輕彈簧原長(zhǎng)為2分其一端固定在傾角為37°的固定直軌道4C的底端/點(diǎn)，另一端位于

直軌道上8點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)，直軌道與一半徑為斤的光滑圓弧