第6章　第33讲　功能关系　能量守恒定律 课件---2027高考一轮总复习物理

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第33讲　功能关系　能量守恒定律
提能训练　练案[33]
考点一　功能关系的理解和应用
1．对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同的力做功，对应不同形式的能量转化。(2)功是能量转化的量度，做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
2．几种常见的功能关系及其表达式
易 错 辨 析1．力做功一定对应着能量的转化。(　　)2．合力对物体做正功，物体动能增加。(　　)3．弹力做正功，弹性势能增加。(　　)4．物体机械能的变化量由合力做的功来决定。(　　)
(多选)(2026·河北邯郸联考)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10 m/s2，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[答案]　AB
跟 踪 训 练2．如图所示，“深坑打夯机”的夯杆在两个摩擦轮作用下，从静止开始匀加速竖直上升一段时间，然后松开摩擦轮，夯杆会继续上升。夯杆静止时重力势能为零，不计空气阻力。则夯杆上升过程中，机械能随上升高度的变化关系是(　　)
[答案]　C[解析]　松开摩擦轮前夯杆机械能的变化量等于摩擦力对夯杆做功，即E＝ΔE＝fh，松开摩擦轮后，夯杆只受重力作用，则机械能守恒。则E－h图像如C图所示。故选C。
考点二　能量守恒定律的理解和应用
1．内容：能量既不会凭空_______，也不会凭空消失，它只能从一种形式_______为其他形式，或者从一个物体_______到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的_______保持不变。2．对能量守恒定律的理解(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。
3．表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。(2)ΔE增＝ΔE减，增加的能量总和等于减少的能量总和。
易 错 辨 析1．能量守恒定律在一定条件下才成立。(　　)2．机械能守恒定律是能量守恒定律的一种简单形式。(　　)3．外力对物体不做功，这个物体就没有能量。(　　)
(2024·安徽卷·7题)在某地区的干旱季节，人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农田，简化模型如图所示。水井中的水面距离水平地面的高度为H。出水口距水平地面的高度为h，与落地点的水平距离约为l。假设抽水过程中H保持不变，水泵输出能量的η倍转化为水被抽到出水口处增加的机械能。已知水的密度为ρ，水管内径的横截面积为S，重力加速度大小为g，不计空气阻力。则水泵的输出功率约为(　　)
[答案]　(1)1 m/s,0.4 m　(2)4.8 N，方向竖直向下
解得x＝vCt＝0.2 m故小滑块落地点到B点的距离为xB＝x＋2R＝0.4 m。
当弹簧的压缩量增为2x0时，弹簧弹性势能Ep2＝4Ep1＝12mgR
解得FN′＝4.8 N根据牛顿第三定律，小滑块对管道的弹力FN＝FN′＝4.8 N，方向竖直向下。
[规律方法]　运用能量守恒定律解题的基本思路
考点三　摩擦力做功与能量转化的关系
1．静摩擦力和滑动摩擦力做功特点的比较
2．注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。
易 错 辨 析1．摩擦力做功时一定有内能产生。(　　)2．静摩擦力一定不做功。(　　)3．滑动摩擦力一定做负功。(　　)
子弹以水平速度v0射向原来静止在光滑水平面上的木块，并留在木块中，最终和木块一起运动。已知子弹受到的平均阻力大小为f，射入深度为d，子弹射入木块的过程中木块移动的距离为L，忽略空气阻力，在子弹和木块相互作用的射入过程中，下列说法正确的是(　　)
A．子弹动能的减少量一定等于木块动能的增加量B．子弹和木块组成的系统机械能减少量为fLC．子弹动能的减少量为f(L＋d)D．木块动能的增加量为fd[答案]　C
[解析]　根据能量守恒定律，子弹进入木块的过程中，由于受到阻力的作用，会摩擦生热，故子弹动能的减少量一定大于木块动能的增加量，A错误；根据能量守恒定律，子弹和木块组成的系统机械能减少量等于fs相对，其中s相对为子弹相对木块的位移，即d，而不是木块移动的距离，B错误；对子弹，由动能定理有－W克f＝ΔEk子弹，解得ΔEk子弹＝－f(L＋d)，故子弹动能的减少量为f(L＋d)，C正确；对木块，由动能定理有Wf＝ΔEk木块，解得ΔEk木块＝fL，D错误。故选C。
(多选)如图所示，倾斜传送带以恒定速率v顺时针转动，现将一小物块由静止放于传送带底端，经过一段时间，小物块运动到传送带的顶端且速率恰好达到v，在整个过程中小物块与传送带之间的摩擦生热为Q，小物块获得的动能为Ek、重力势能的增加量为Ep，下列说法正确的是(　　)
A．Q＝EkB．Q>EkC．Q＝Ek＋EpD．Qμ2。第一次，滑块从Ⅰ位置以速度v0向右滑动，通过MN段后停在水平面上的某一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为x1，所用时间为t1；第二次，滑块从Ⅱ位置以相同速度v0向右滑动，通过MN段后停在水平面上的另一位置，整个运动过程中，滑块的位移大小为x2，所用时间为t2。忽略空气阻力，则(　　)
A．t1t2 C．x1>x2D．x1