1、第五章 机械能机械能 第4讲 功能关系 能量守恒定律 1 知识梳理双基自测 2 核心考点重点突破 3 名师讲坛素养提升 4 2年高考1年模拟 1 知识梳理双基自测 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)功是功是_的量度的量度，即做了多少功就有多少即做了多少功就有多少_发生了发生了 转化转化。 (2)做功的过程一定伴随着做功的过程一定伴随着_，而且而且_必须必须 通过做功来实现通过做功来实现。 注意：注意：功不是能功不是能，功也不能变为能功也不能变为能，只是能量转化的途径只是能量转化的途径，转化多转化多 少能量少能量，就需要做多少功就需要做多少功。 知识点知识点1 功能关系功能关
2、系 能量转化能量转化 能量能量 能量的转化能量的转化 能量的转化能量的转化 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)内容：能量既不会消灭内容：能量既不会消灭，也也_。它只会从一种形式它只会从一种形式 _为其他形式为其他形式，或者从一个物体或者从一个物体_到另一个物体到另一个物体，而在转化而在转化 和转移的过程中和转移的过程中，能量的总量能量的总量_。 (2)表达式：表达式：E减 减 _。 知识点知识点2 能量守恒定律能量守恒定律 不会创生不会创生 转化转化 转移转移 保持不变保持不变 E增 增 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 注意注意：(1)若只有两种形式的能量相
3、互转化若只有两种形式的能量相互转化，则这两种形式的能之和则这两种形式的能之和 保持不变保持不变。如动能和电势能相互转化如动能和电势能相互转化，则则EkEp电 电 C。 (2)自然界中虽然能量守恒自然界中虽然能量守恒，但很多能源利用之后不可再重新利用但很多能源利用之后不可再重新利用， 即能源品质降低即能源品质降低，所以要节约能源所以要节约能源。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 一一、堵点疏通堵点疏通 1力对物体做了多少功力对物体做了多少功，物体就有多少能物体就有多少能。 ( ) 2物体在速度增大时物体在速度增大时，其机械能可能在减小其机械能可能在减小。 ( ) 3重力和弹簧弹力之
4、外的力做功的过程是机械能和其他形式能重力和弹簧弹力之外的力做功的过程是机械能和其他形式能 量转化的过程量转化的过程。 ( ) 4一对互为作用力与反作用力的摩擦力做的总功一对互为作用力与反作用力的摩擦力做的总功，等于系统增加等于系统增加 的内能的内能。 ( ) 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 二二、对点激活对点激活 1上端固定的一根细线下面悬挂一摆球上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动摆球在空气中摆动，摆动摆动 的幅度越来越小的幅度越来越小。对此现象下列说法正确的是对此现象下列说法正确的是 ( ) A摆球机械能守恒摆球机械能守恒 B总能量守恒总能量守恒，摆球的机械能
5、正在减少摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能减少的机械能转化为内能 C能量正在消失能量正在消失 D只有动能和重力势能的相互转化只有动能和重力势能的相互转化 解析解析 由于空气阻力的作用由于空气阻力的作用，摆球的机械能减少摆球的机械能减少，减少的机械能转减少的机械能转 化为内能化为内能，能量总和不变能量总和不变，B正确正确。 B 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 2风洞飞行体验是运用先进的科技手段实现高速风力将人吹起并风洞飞行体验是运用先进的科技手段实现高速风力将人吹起并 悬浮于空中悬浮于空中，如图所示如图所示。若在人处于悬浮状态时增加风力若在人处于悬浮状态时增加风力，则体
6、验者在则体验者在 加速上升过程中加速上升过程中 ( ) A处于失重状态处于失重状态，机械能增加机械能增加 B处于失重状态处于失重状态，机械能减少机械能减少 C处于超重状态处于超重状态，机械能增加机械能增加 D处于超重状态处于超重状态，机械能减少机械能减少 解析解析 人加速向上运动时人加速向上运动时，人的加速度向上人的加速度向上，处于超重状态处于超重状态，由由 于风力对人做正功于风力对人做正功，故人的机械能增加故人的机械能增加，故故C正确正确，A，B，D错误错误。 C 2 核心考点重点突破 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 1几种常见的功能关系几种常见的功能关系 考点一考点一 功能
7、关系的应用功能关系的应用 几种常见力做功几种常见力做功 对应的能量变化对应的能量变化 数量关系式数量关系式 重力重力 正功正功 重力势能减少重力势能减少 WGEp 负功负功 重力势能增加重力势能增加 弹簧弹簧 的弹力的弹力 正功正功 弹性势能减少弹性势能减少 W弹 弹 Ep 负功负功 弹性势能增加弹性势能增加 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 几种常见力做功几种常见力做功 对应的能量变化对应的能量变化 数量关系式数量关系式 电场力电场力 正功正功 电势能减少电势能减少 W电 电 Ep 负功负功 电势能增加电势能增加 合力合力 正功正功 动能增加动能增加 W合 合 Ek 负功负功
8、动能减少动能减少 重力以外重力以外 的其他力的其他力 正功正功 机械能增加机械能增加 W其 其 E 负功负功 机械能减少机械能减少 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 2两个特殊的功能关系两个特殊的功能关系 (1)滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生的内能滑动摩擦力与两物体间相对位移的乘积等于产生的内能，即即Ffx相 相 对对 Q。 (2)感应电流克服安培力做的功等于产生的电能感应电流克服安培力做的功等于产生的电能，即即W克安 克安 E电 电。 。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (多选多选)如图所示如图所示，一根原长为一根原长为L的弹簧的弹簧，下端固定在水平
9、下端固定在水平 地面上地面上，一个质量为一个质量为m的小球的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为在弹簧的正上方从距地面高度为H处由处由 静止下落压缩弹簧静止下落压缩弹簧。若弹簧的最大压缩量为若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空小球下落过程受到的空 气阻力恒为气阻力恒为Ff，则小球从开始下落至最低点的过程则小球从开始下落至最低点的过程 ( ) A小球动能的增加量为零小球动能的增加量为零 B小球重力势能的增加量为小球重力势能的增加量为mg(HxL) C弹簧弹性势能的增加量为弹簧弹性势能的增加量为(mgFf)(HxL) D系统机械能减小系统机械能减小FfH 例例1 AC 高考一轮总复习 物理
10、第五章 机械能 返回导航 解析解析 小球下落的整个过程中小球下落的整个过程中，开始时速度为零开始时速度为零，结束时速度也结束时速度也 为零为零，所以小球动能的增加量为所以小球动能的增加量为0，故故A正确；小球下落的整个过程中正确；小球下落的整个过程中， 重力做功为重力做功为WGmghmg(HxL)0，即小球重力势能减少即小球重力势能减少mg(Hx L)，故故B错误；根据动能定理错误；根据动能定理，有有WGWfW弹 弹 0，所以所以W弹 弹 (mg Ff)(HxL)0，即弹簧弹性势能的增加量为即弹簧弹性势能的增加量为(mgFf)(HxL)，故故 C正确；小球从开始下落至最低点的过程正确；小球从开
11、始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为克服阻力做的功为Ff(Hx L)，所以系统机械能减小所以系统机械能减小Ff(HxL)，故故D错误错误。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练1如图如图1所示所示，固定的粗糙斜面长为固定的粗糙斜面长为10 m，一小滑块自一小滑块自 斜面顶端由静止开始沿斜向下滑的过程中斜面顶端由静止开始沿斜向下滑的过程中，小滑块的动能小滑块的动能Ek随位移随位移x的的 变化规律如图变化规律如图2所示所示，取斜面底端为重力势能的参考平面取斜面底端为重力势能的参考平面，小滑块的重小滑块的重 力势能力势能EP随位移随位移x的变化规律如图的变化规律如图3所
12、示所示，重力加速度重力加速度g10 m/s2。根据根据 上述信息能求出上述信息能求出 ( ) A斜面的倾角斜面的倾角 B小滑块与斜面之间的动摩擦因数小滑块与斜面之间的动摩擦因数 C小滑块下滑的加速度的大小小滑块下滑的加速度的大小 D小滑块受到的滑动摩擦力的大小小滑块受到的滑动摩擦力的大小 D 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 小滑块沿斜面下滑的过程中， 根据动能定理有：小滑块沿斜面下滑的过程中， 根据动能定理有： F 合合xEk， 由图由图 2 的斜率可求得合力的斜率可求得合力 F 合合E k x 25 10 N 2.5 N，小滑块重力势能的，小滑块重力势能的 变化量变
13、化量 EPmgxsin ， 由图， 由图 3 的斜率可求得的斜率可求得 mgsin EP x 100 10 N 10 N，F 合合mgsin Ffmgsin mgcos ma2.5 N，则小滑块，则小滑块 受到的滑动摩擦力的大小受到的滑动摩擦力的大小 Ff可以求出，因小滑块的质量可以求出，因小滑块的质量 m 未知，故斜面未知，故斜面 的倾角的倾角 、小滑块与斜面之间的动摩擦因数、小滑块与斜面之间的动摩擦因数 、及小滑块下滑的加速度的、及小滑块下滑的加速度的 大小不能求出，故选大小不能求出，故选 D。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 应用能量守恒定律的一般步骤：应用能量守恒定律的
14、一般步骤： (1)分清有多少种形式的能分清有多少种形式的能(如动能如动能、重力势能重力势能、弹性势能弹性势能、内能内能、 电能等电能等)在变化在变化。 (2)分别列出减少的能量分别列出减少的能量E减 减和增加的能量 和增加的能量E增 增的表达式 的表达式。 (3)列恒等式：列恒等式：E减 减 E增 增。 。 考点二考点二 能量守恒定律及应用能量守恒定律及应用 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 如图所示如图所示，一质量为一质量为m1.5 kg的滑块从倾角为的滑块从倾角为37的的 斜面上自静止开始下滑斜面上自静止开始下滑，滑行距离滑行距离s10 m后进入半径为后进入半径为R9 m的光
15、滑的光滑 圆弧圆弧AB，其圆心角为其圆心角为，然后水平滑上与平台等高的小车然后水平滑上与平台等高的小车。已知小车质已知小车质 量为量为M3.5 kg，滑块与斜面及小车表面间的动摩擦因数滑块与斜面及小车表面间的动摩擦因数0.35，地面地面 光滑且小车足够长光滑且小车足够长，取取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：求： 例例2 (1)滑块在斜面上滑行的时间滑块在斜面上滑行的时间t1； (2)滑块脱离圆弧末端滑块脱离圆弧末端B点前点前，轨道对滑块支持轨道对滑块支持 力的大小；力的大小； (3)当小车开始匀速运动时当小车开始匀速运动时，滑块在车上滑行的滑块在车上滑行的 距离距
16、离s1。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 延伸思考延伸思考 (1)滑块在斜面上下滑时产生的摩擦热是多少焦滑块在斜面上下滑时产生的摩擦热是多少焦？ (2)滑块在小车上滑行时滑块与小车组成的系统产生的摩擦热是多少滑块在小车上滑行时滑块与小车组成的系统产生的摩擦热是多少 焦焦？ (3)小车足够长有什么物理意义小车足够长有什么物理意义？ (4)要使滑块能从小车的右端滑出去要使滑块能从小车的右端滑出去，小车的长度应满足什么条件小车的长度应满足什么条件？ 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)设滑块在斜面上滑行的加速度为设滑块在斜面上滑行的加速度为 a，由牛顿第二
17、定律，有，由牛顿第二定律，有 mgsin mgcos ma，又，又 s1 2at 2 1 联立以上两式，代入数据解得联立以上两式，代入数据解得 a3.2 m/s2，t12.5 s。 (2)滑块在圆弧滑块在圆弧 AB 上运动过程，由机械能守恒定律，上运动过程，由机械能守恒定律， 有有1 2mv 2 A mgR(1cos )1 2mv 2 B，其中 ，其中 vAat1 由牛顿第二定律，由牛顿第二定律，有有 FBmgmv 2 B R 联立以上各式，代入数据解得轨道对滑块的支持力联立以上各式，代入数据解得轨道对滑块的支持力 FB31.7 N。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)滑块
18、在小车上滑行时的加速度大小：滑块在小车上滑行时的加速度大小： a1g3.5 m/s2 小车的加速度大小：小车的加速度大小：a2mg M 1.5 m/s2 小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动，满足小车与滑块达到共同速度时小车开始匀速运动，满足 vBa1t2a2t2 由由(2)可知滑块刚滑上小车的速度可知滑块刚滑上小车的速度 vB10 m/s， 代入上式得代入上式得 t22 s，所以最终同速时的速度，所以最终同速时的速度 vvBa1t23 m/s 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 答案答案 (1)2.5 s (2)31.7 N (3)10 m 由功能关系可得：由功能关系可得：
19、mg s11 2mv 2 B 1 2(m M)v2 解得：解得：s110 m。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 延伸思考延伸思考 提示：提示：(1)滑块在斜面上下滑时产生的摩擦热滑块在斜面上下滑时产生的摩擦热 Q1mgcos s42 J。 (2)滑块在小车上滑行时滑块与小车组成的系统产生的摩擦热滑块在小车上滑行时滑块与小车组成的系统产生的摩擦热 Q2 mg s11 2mv 2 B 1 2(m M)v252.5 J。 (3)小车足够长，说明滑块最终没有从小小车足够长，说明滑块最终没有从小车右端滑出，地面光滑时，车右端滑出，地面光滑时， 滑块与小车最终经相同的速度匀速前进。滑块与小
20、车最终经相同的速度匀速前进。 (4)要使滑块能从小车的右端滑出去，小车的长度要使滑块能从小车的右端滑出去，小车的长度 l 应满足：应满足：ls110 m。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练 2(多选多选)如图所示，固定斜面上放一质量为如图所示，固定斜面上放一质量为 m 的物块，的物块， 物块与固定系数为物块与固定系数为 k 的轻弹簧连接，轻弹簧与斜面底端的挡板连接，开的轻弹簧连接，轻弹簧与斜面底端的挡板连接，开 始时弹簧处于原长，物块刚好不下滑。现将物块向上移动一段距离后由始时弹簧处于原长，物块刚好不下滑。现将物块向上移动一段距离后由 静止释放，物块一直向下运动
21、到最低点，此时刚好不上滑，斜面的倾角静止释放，物块一直向下运动到最低点，此时刚好不上滑，斜面的倾角 为为 ，重力加速度为，重力加速度为 g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在物块向下运，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在物块向下运 动过程中，下列说法正确的是动过程中，下列说法正确的是 ( ) A物块与斜面间的动摩擦因数为物块与斜面间的动摩擦因数为 tan B物块重力势能的减少量大于因摩擦产生的热量物块重力势能的减少量大于因摩擦产生的热量 C物块的动能和弹簧的弹性势能的总和为定值物块的动能和弹簧的弹性势能的总和为定值 D物块由静止下滑到最低点的过程系统增加的内能为物块由静止下滑到最低点的过程系统增加
22、的内能为4 mgsin 2 k ACD 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 由于开始时弹簧处于原长由于开始时弹簧处于原长，物块刚好不下滑物块刚好不下滑，则则mgsin mgcos ，解得物块与斜面间的动摩擦因数解得物块与斜面间的动摩擦因数tan ，故故A正确；物块下正确；物块下 滑过程由动能定理得滑过程由动能定理得W弹 弹 WGWfEk，由于物块下滑的过程中滑动由于物块下滑的过程中滑动 摩擦力始终与重力沿斜面向下的分力平衡摩擦力始终与重力沿斜面向下的分力平衡，重力做功和摩擦力做功的代重力做功和摩擦力做功的代 数和为零数和为零，所以物块重力势能的减少量等于因摩擦产生的热量所
23、以物块重力势能的减少量等于因摩擦产生的热量，弹簧的弹簧的 弹力做功等于因摩擦产生的热量弹力做功等于因摩擦产生的热量，弹簧的弹力做功等于物块动能的变化弹簧的弹力做功等于物块动能的变化 量量，即弹簧的弹性势能和物块的动能之和为定值即弹簧的弹性势能和物块的动能之和为定值，故故B错误错误，C正确；正确； 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 由于物块在最低点时刚好不上滑， 此时弹簧的弹力由于物块在最低点时刚好不上滑， 此时弹簧的弹力 kxmgsin mgcos 2mgsin ，解得，解得 x2mgsin k ，由于物块释放时动能为，由于物块释放时动能为 0，到最低点时，到最低点时 动能也为动
24、能也为 0。说明释放时与在最低点时弹性势能相等，即弹簧形变量相。说明释放时与在最低点时弹性势能相等，即弹簧形变量相 等，则物等，则物块由静止下滑到最低点的过程系统增加的内能为块由静止下滑到最低点的过程系统增加的内能为 EQ mgcos 2x4 mgsin 2 k ，故，故 D 正确。正确。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练 3如图，一长为如图，一长为 L 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另的轻杆一端固定在光滑铰链上，另 一端固定一质量为一端固定一质量为 m 的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆 以角速度以角速度匀速
25、转动， 当杆与水平方向夹角为匀速转动， 当杆与水平方向夹角为60 时， 拉力的功率为时， 拉力的功率为( ) AmgL B 3 2 mgL C1 2mgL D 3 6 mgL C 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 由于拉力做功的结果使小球的重力势能增加， 根据能量守恒由于拉力做功的结果使小球的重力势能增加， 根据能量守恒 定律， 则拉力的功率应等于克服重力的功率， 而杆与水平方向夹角为定律， 则拉力的功率应等于克服重力的功率， 而杆与水平方向夹角为 60 时克服重力的功率时克服重力的功率 PGmgvymgvcos 60 1 2mgL，即 ，即 PF1 2mgL， ， 选
26、项选项 C 正确。正确。 3 名师讲坛素养提升 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 功能关系在传送带模型中的应用功能关系在传送带模型中的应用 1因摩擦产生热量的求解方法因摩擦产生热量的求解方法 利用公式利用公式QFfx相对 相对或利用能量守恒定律求解 或利用能量守恒定律求解。在传送带模型中在传送带模型中， 一般只能用公式求解一般只能用公式求解。特别要注意公式中的特别要注意公式中的x相对 相对指相对位移而不是对地 指相对位移而不是对地 位移位移。 2因传送工件而多消耗电能的求解方法：因传送工件而多消耗电能的求解方法： (1)根据能量守恒：消耗的电能等于工件增加的机械能与摩擦产生的根据
27、能量守恒：消耗的电能等于工件增加的机械能与摩擦产生的 热量之和热量之和。 (2)根据动能定理：由于传送带匀速运动根据动能定理：由于传送带匀速运动，电动机做的功等于传送带电动机做的功等于传送带 克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 例例3 (2020 河北衡水中学期中河北衡水中学期中)(多选多选)如图如图 所示，与水平面成所示，与水平面成 角的传送带，在电动机的带动角的传送带，在电动机的带动 下以恒定的速率顺时针运行。现将质量为下以恒定的速率顺时针运行。现将质量为 m 的小物的小物 块从传送带下端块从传送带下端 A 点无初速地放到传送带上，经时点无初
28、速地放到传送带上，经时 间间 t1物块与传送带达到共同速度，再经时间物块与传送带达到共同速度，再经时间 t2物块物块 到达传送带的上端到达传送带的上端 B 点，已知点，已知 A、B 间的距离为间的距离为 L，重力加速度为，重力加速度为 g，则，则 在物块从在物块从 A 运动到运动到 B 的过程中，以下说法正确的是的过程中，以下说法正确的是 ( ) A在在 t1时间内摩擦力对物块做的功等于时间内摩擦力对物块做的功等于1 2mv 2 B 在在 t1时间内物块和传送带间因摩擦而产生的热量等于物块机械能时间内物块和传送带间因摩擦而产生的热量等于物块机械能 的增加量的增加量 C在在 t1t2时间内传送带
29、对物块做的功等于时间内传送带对物块做的功等于 mgLsin 1 2mv 2 D在在 t1t2时间内因运送物块，电动机至少多消耗时间内因运送物块，电动机至少多消耗 mgLsinmv2 的电能的电能 BC 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 由动能定理可知， 在由动能定理可知， 在 t1时间内摩擦力和重力对物块做的功之时间内摩擦力和重力对物块做的功之 和等于和等于1 2mv 2，选项 ，选项 A 错误；在错误；在 t1时间内，物块相对传送带的位移时间内，物块相对传送带的位移 x vt1v 2t1 v 2t1，则物块和传送带间因摩擦而产生的热量为 ，则物块和传送带间因摩擦而产生
30、的热量为 Qfx1 2fvt1； ； 物块机械能的增加量等于摩擦力做的功，物块机械能的增加量等于摩擦力做的功，Ef v 2t1 1 2fvt1，即在 ，即在 t1时间时间 内物块和传送带间因摩擦而产生的热量等于物块机械能的增加量，选项内物块和传送带间因摩擦而产生的热量等于物块机械能的增加量，选项 B 正确；由功能关系可知，在正确；由功能关系可知，在 t1t2时间内传送带对物块做的功等于物块时间内传送带对物块做的功等于物块 机械能的增加量，即机械能的增加量，即 mgLsin 1 2mv 2，选项 ，选项 C 正确；正确； 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 在在t1时间内因运送物块，
31、 电动机至少多消耗时间内因运送物块， 电动机至少多消耗mgL1sin 1 2mv 2 Q的电能，的电能， 由选项由选项 B 可知可知 mgL1sin 1 2mv 2 Q，则在，则在 t1时间内因运送物块，电动机时间内因运送物块，电动机 至少多消耗至少多消耗 2mgL1sin mv2的电能；在的电能；在 t2时间内因运送物块，电动机时间内因运送物块，电动机 至少多消耗至少多消耗 mgL2sin 的电能；则在的电能；则在 t1t2时间内因运送物块，电动机至时间内因运送物块，电动机至 少多消耗少多消耗 2mgL1sinmv2mgL2sin mg(LL1)sin mv2的电能，的电能， 选项选项 D
32、错误。故选错误。故选 B、C 项。项。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 变式训练变式训练4(2020 安徽六安一中月考安徽六安一中月考)如图所示如图所示，图甲为水平传图甲为水平传 送带送带，图乙为倾斜传送带图乙为倾斜传送带，两者长度相同两者长度相同，均沿顺时针方向转动均沿顺时针方向转动，转动转动 速度大小相等速度大小相等，将两个完全相同的物块分别轻放在图甲将两个完全相同的物块分别轻放在图甲、乙传送带上的乙传送带上的 A端端，两物块均由静止开始做匀加速运动两物块均由静止开始做匀加速运动，到到B端时均恰好与传送带速度端时均恰好与传送带速度 相同相同，则下列说法正确的是则下列说法正确
33、的是 ( ) A图甲中物块运动时间小于图图甲中物块运动时间小于图乙乙 中中物物块运动块运动时间时间 B图甲图甲、乙中传送带与物块间因摩擦产生的热量相等乙中传送带与物块间因摩擦产生的热量相等 C图甲图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块动能的增加量乙中传送带对物块做的功都等于物块动能的增加量 D图甲图甲、乙中传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加乙中传送带对物块做的功都等于物块机械能的增加量量 D 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 本题考查物块随传送带运动的能量变化分析。 设传送带长度本题考查物块随传送带运动的能量变化分析。 设传送带长度 为为 L，速度为，速度为 v，
34、根据，根据 Lv 2t，知 ，知 t2L v ，L、v 相等，所以时间相等，所以时间 t 相等，相等， 故故 A 错误；物块与传送带间的相对位移错误；物块与传送带间的相对位移 xvtLvt 2 ，可知相对位移，可知相对位移 大小相等，由大小相等，由 av t ，知加速度大小相等，根据牛顿第二定律得，甲图中，知加速度大小相等，根据牛顿第二定律得，甲图中 有有 f1ma，乙图中有，乙图中有 f2mgsin ma，可得，可得 f1f2，摩擦生热，摩擦生热 Qfx， 所以乙中传送带与物块间因摩擦产生的热量较大，故所以乙中传送带与物块间因摩擦产生的热量较大，故 B 错误；错误； 高考一轮总复习 物理 第
35、五章 机械能 返回导航 图甲中只有摩擦力对物块做功图甲中只有摩擦力对物块做功，由动能定理知由动能定理知，传送带对物块做的功等传送带对物块做的功等 于物块动能的增加量于物块动能的增加量，图乙中传送带和重力都对物块做功图乙中传送带和重力都对物块做功，且重力做负且重力做负 功功，由动能定理知由动能定理知，乙中传送带对物块做的功大于物块动能的增加量乙中传送带对物块做的功大于物块动能的增加量， 故故C错误；根据功能关系可知错误；根据功能关系可知，图甲图甲、乙传送带对物块做的功都等于物乙传送带对物块做的功都等于物 块机械能的增加量块机械能的增加量，故故D正确正确。 4 2年高考1年模拟 高考一轮总复习 物
36、理 第五章 机械能 返回导航 1(2020 山东山东，11)(多选多选)如图所示如图所示，质量为质量为M的物块的物块A放置在光滑放置在光滑 水平桌面上水平桌面上，右侧连接一固定于墙面的水平轻绳右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳左侧通过一倾斜轻绳 跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连现将质量为现将质量为m的钩码的钩码B挂于弹簧挂于弹簧 下端下端，当弹簧处于原长时当弹簧处于原长时，将将B由静止释放由静止释放，当当B下降到最低点时下降到最低点时(未着未着 地地)，A对水平桌面的压力刚好为零对水平桌面的压力刚好为零轻绳不可伸长轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限弹
37、簧始终在弹性限 度内度内，物块物块A始终处于静止状态始终处于静止状态。以下判断正确的是以下判断正确的是 ( ) AM2m B2mM3m C在在B从释放位置运动到最低点的过程中从释放位置运动到最低点的过程中，所所受受 合力合力对对B先做正功后做负功先做正功后做负功 D在在B从释放位置运动到速度最大的过程中从释放位置运动到速度最大的过程中，B 克服克服弹簧弹力做的功等于弹簧弹力做的功等于B机械能的减少机械能的减少量量 ACD 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 由题意可知由题意可知B物体可以在开始位置到最低点之间做简谐振物体可以在开始位置到最低点之间做简谐振 动动，故在最低点
38、时有弹簧弹力故在最低点时有弹簧弹力T2mg；对；对A分析分析，设绳子与桌面间夹角设绳子与桌面间夹角 为为，则依题意则依题意有有2mgsin Mg 故有故有M2m，故故A正确正确，B错误；错误； 由题意可知由题意可知B从释放位置到最低点过程中从释放位置到最低点过程中，开始弹簧弹力小于重开始弹簧弹力小于重 力力，物体加速物体加速，合力做正功；后来弹簧弹力大于重力合力做正功；后来弹簧弹力大于重力，物体减速物体减速，合力合力 做负功做负功，故故C正确；正确； 对于对于B，在从释放到速度最大过程中在从释放到速度最大过程中，B机械能的减少量等于弹簧弹机械能的减少量等于弹簧弹 力所做的负功力所做的负功，即等
39、于即等于B克服弹簧弹力所做的功克服弹簧弹力所做的功，故故D正确正确。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 2(2019 全国卷全国卷，18)(多选多选)从地面竖直向上抛出一物体从地面竖直向上抛出一物体，其机械其机械 能能E总 总等于动能 等于动能Ek与重力势能与重力势能Ep之和之和。取地面为重力势能零点取地面为重力势能零点，该物体该物体 的的E总 总和 和Ep随它离开地面的高度随它离开地面的高度h的变化如图所示的变化如图所示。重力加速度取重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得由图中数据可得 ( ) A物体的质量为物体的质量为2 kg Bh0时时，物体的速率为物体的速率为20 m
40、/s Ch2 m时时，物体的动能物体的动能Ek40 J D从地面至从地面至h4 m，物体的动能减少物体的动能减少100 J AD 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 A 对：由于对：由于 Epmgh，所以，所以 Ep与与 h 成正比，斜率成正比，斜率 kmg， 由图像得由图像得 k20 N，因此，因此 m2 kg；B 错：当错：当 h0 时，时，Ep0，E 总总Ek 1 2mv 2 0，因此 ，因此 v010 m/s；C 错：由图像知错：由图像知 h2 m 时，时，E 总总90 J，Ep 40 J，由，由 E 总总EkEp得得 Ek50 J；D 对：对：h4 m 时，时，
41、E总总Ep80 J， 即此时即此时 Ek0，即上升，即上升 4 m 距离，动能减少距离，动能减少 100 J。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 3(2019 天津，天津，3)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为 m 的带电小球，以初速度的带电小球，以初速度 v 从从 M 点竖直向上运动，点竖直向上运动，通过通过 N 点时，速度大小点时，速度大小 为为 2v，方向与电场方向相反，则小球从，方向与电场方向相反，则小球从 M 运动到运动到 N 的过程的过程 ( ) A动能增加动能增加1 2mv 2 B机械能增加机械能增加 2mv2 C重力势
42、能增加重力势能增加3 2mv 2 D电势能增加电势能增加 2mv2 B 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 动能变化量动能变化量 Ek1 2m(2v) 2 1 2mv 2 3 2mv 2， ，A 错误；重力和错误；重力和 电场力做功，机械能增加量等于电势能电场力做功，机械能增加量等于电势能减少量。带电小球在水平方向做减少量。带电小球在水平方向做 向左的匀加速直线运动，由运动学公式得向左的匀加速直线运动，由运动学公式得(2v)202qE m x，则电势能减，则电势能减 少量等于电场力做的功少量等于电场力做的功 Ep电 电W电电qEx2mv2，B 正确，正确，D 错误；在错误
43、；在 竖直方向做匀减速到零的运动，由竖直方向做匀减速到零的运动，由v22gh，得重力势能增加量，得重力势能增加量 Ep 重重mgh1 2mv 2， ，C 错误。错误。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 4(2020 浙江浙江7月选考月选考)小明将如图所示的装置放在水平地面上小明将如图所示的装置放在水平地面上，该该 装置由弧形轨道装置由弧形轨道、竖直圆轨道竖直圆轨道、水平直轨道水平直轨道AB和倾角和倾角37的斜轨道的斜轨道 BC平滑连接而成平滑连接而成。质量质量m0.1 kg的小滑块从弧形轨道离地高的小滑块从弧形轨道离地高H1.0 m 处静止释放处静止释放。已知已知R0.2 m，L
44、ABLBC1.0 m，滑块与轨道滑块与轨道AB和和BC间间 的动摩擦因数均为的动摩擦因数均为0.25，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，g10 m/s2忽略空气阻力忽略空气阻力。 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (1)求滑块运动到与圆心求滑块运动到与圆心O等高的等高的D点时对轨道的压力；点时对轨道的压力； (2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点；点； (3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点点x处的质量为处的质量为2m的小的小 滑块相碰滑块相碰，碰后一起运动碰后一起运动，动
45、摩擦因数仍为动摩擦因数仍为0.25，求它们在轨道求它们在轨道BC上到上到 达的高度达的高度h与与x之间的关系之间的关系。 (碰撞时间不计碰撞时间不计，sin 370.6，cos 370.8) 答案答案 (1)8 N 水平向左水平向左 (2)不会冲出不会冲出 (3)见解析见解析 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 解析解析 (1)机械能守恒定律机械能守恒定律 mgHmgR1 2mv 2 D 牛顿第二定律牛顿第二定律 FNmv 2 D R 8 N 牛顿第三定律牛顿第三定律 FNFN8 N，方向水平向左，方向水平向左 (2)设能在斜轨道上到达的最高点为设能在斜轨道上到达的最高点为 C点，
46、功能关系点，功能关系 mgHmgLABmgLBC cos mgLBCsin 得得 LBC 15 16m1.0 m，故不会冲出 ，故不会冲出 高考一轮总复习 物理 第五章 机械能 返回导航 (3)滑块运动到距滑块运动到距 A 点点 x 处的速度为处的速度为 v，动能定理，动能定理 mgHmgx1 2mv 2 碰撞后的速度为碰撞后的速度为 v，动量守恒定律，动量守恒定律 mv3mv 设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为 h，动能定理，动能定理 3mg(LABx)3mg h tan 3mgh01 2(3m)v 2 得得 h1 6x 5 48( 5 8 mx 1 m) h0(0 x5 8m)。 。 谢谢观看
