还剩52页未读，
继续阅读
所属成套资源：(新高考)高考物理一轮复习课件 (含解析)
成套系列资料，整套一键下载
(新高考)高考物理一轮复习课件第5章第4讲《功能关系能量守恒定律》(含解析)
展开
这是一份(新高考)高考物理一轮复习课件第5章第4讲《功能关系能量守恒定律》(含解析)，共60页。PPT课件主要包含了能量转化，多少能量，能量的转化，转化或转移，保持不变，普遍适用，课时作业等内容，欢迎下载使用。
第4讲 功能关系 能量守恒定律
主干梳理 对点激活
一 堵点疏通1．物体下落h，重力做功mgh，物体具有了能量mgh。( )2．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。( )3．一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。( )4．滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。( )5．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。( )
二 对点激活1．有关功和能，下列说法正确的是( )A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能B．物体具有多少能，就一定能做多少功C．物体做了多少功，就有多少能量消失D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少
解析 功是能量转化的量度，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也并非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以A、B错误。做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒，并不消失，所以C错误，D正确。
2. (2018·浙江11月选考)奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示。下列说法不正确的是( )A．加速助跑过程中，运动员的动能增加B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加
解析 加速助跑过程中，运动员的速度增大，动能增加，A正确；起跳上升过程中，杆的形变程度减小，杆的弹性势能减小，运动员的重力势能增加，B错误，C正确；越过横杆后下落过程中，运动员的高度降低，重力势能转化为动能，重力势能减少，动能增加，D正确。本题选说法不正确的，故选B。
考点细研 悟法培优
1.对功能关系的进一步理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是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
(1)已知飞箭从地面弹出的动能和落回地面的动能，能获得什么信息？提示：能知道全程空气阻力做的功。(2)如何求得飞箭下落过程中重力做的功？提示：可以根据动能定理对下落过程列方程。
功能关系的选用原则(1)总的原则是根据做功与能量转化的一一对应关系，确定所选用的定理或规律，若只涉及动能的变化用动能定理分析。(2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析。(3)只涉及机械能的变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。(4)只涉及电势能的变化用静电力做功与电势能变化的关系分析。
[变式1] (2020·河北衡水中学三月份教学质量监测)质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50 J，机械能损失了10 J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g＝10 m/s2)( )A．40 J B.60 J C.80 J D.100 J
(1)应根据哪个位移求传送带克服摩擦力做的功？提示：传送带的位移。(2)电动机多做的功转化为什么能量？提示：物体的动能和摩擦生成的热量。
求解物体相对滑动的能量问题的方法(1)正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。注意：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。(3)公式Q＝Ff·l相对中l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l相对为总的相对路程。
[变式2] (2020·贵州省贵阳市四校高三联合考试(五))(多选)如图甲，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝3 kg的另一木块B可看作质点，以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )A．木板的质量为M＝3 kgB．木块减小的动能为1.5 JC．系统损失的机械能为3 JD．A、B间的动摩擦因数为0.2
1.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。2．应用能量守恒定律解题的思路(1)分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化。(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增的表达式。(3)列出能量守恒关系式ΔE减＝ΔE增。
例3 如图所示，固定斜面AB和CB与水平面均由一小段光滑圆弧连接，倾角分别为α、β，OB＝h。细线一端固定在竖直挡板上，另一端系一质量为m的小物块，在小物块和挡板之间压缩一轻质弹簧(小物块与弹簧不连接)，烧断细线，小物块被弹出，滑上斜面AB后，恰好能运动到斜面的最高点，已知AD＝l，小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则( )
(1)这个过程能量如何转化？提示：弹簧的弹性势能转化为小物块的重力势能和摩擦生成的热量。(2)物块从D滑到B的过程中克服摩擦力做的功是多少？
能量问题的解题方法(1)涉及滑动摩擦力做功的能量问题的解题方法①当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能量守恒定律。②解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。
(2)涉及弹簧弹力做功的能量问题的解题关键两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点：①能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。②如果系统中每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。
[变式3] (2020·辽宁省辽阳市二模)如图所示，轻质弹簧与倾角为37°的固定斜面平行，弹簧的下端固定，上端与物块相连，绕过光滑定滑轮的轻绳分别与物块和小球相连。开始时用手托住小球，使弹簧处于原长状态，滑轮左侧的轻绳与斜面平行，滑轮右侧的轻绳竖直，然后由静止释放小球。已知小球的质量是物块质量的两倍，重力加速度大小为g，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
启智微专题答卷现场3 传送带模型
(16分) 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5。设皮带足够长，取g＝10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：(1)邮件滑动的时间t；(2)邮件对地的位移大小x；(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。
高考模拟 随堂集训
1．(2020·全国卷Ⅰ) (多选)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( )
4．(2018·全国卷Ⅰ) 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A．2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR
5．(2020·安徽省马鞍山市高三下三模)(多选)倾角为θ且足够长的光滑固定斜面上有一质量为m的物体，初始位置如图甲所示。在平行于斜面向上的力F的作用下，从初始位置由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是( )A．在0～x1的过程中，力F在减小B．在0～x1的过程中，物体的动能一直在增大C．在x1～x2的过程中，物体的速度大小不变D．在x2～x3的过程中，物体一定做匀速运动
6. (2021·重庆市高三第一次联合诊断检测)(多选)如图所示，矩形滑块静置于足够长的光滑水平面上，子弹甲以大小为v的速度从左向右水平射入滑块，从滑块右侧穿出后，完全相同的子弹乙以大小为v的速度从右向左水平射入滑块，从滑块左侧穿出。设两子弹穿越滑块过程中所受阻力大小恒定且相同，滑块质量始终保持不变，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．子弹乙穿出滑块时，滑块速度恰好为零B．子弹甲穿越滑块经历的时间比子弹乙穿越滑块经历的时间长C．子弹两次穿越滑块过程中，子弹与滑块系统产生的热量相同D．子弹两次穿越滑块过程中，滑块对子弹所做的功相同
解析 子弹穿越滑块的过程中，子弹乙相对滑块的平均速度大，则子弹甲穿越滑块经历的时间比子弹乙穿越滑块经历的时间长，即t甲＞t乙，B正确；两子弹穿越滑块过程所受阻力大小恒定且相同，则两次滑块所受子弹作用力的冲量I＝Ft大小不同，方向相反，由动量定理可知，子弹乙穿出滑块时，滑块速度不为零，A错误；子弹两次穿越滑块过程中，系统产生的热量Q＝fL相同，C正确；子弹甲穿越滑块过程的位移大于子弹乙穿越滑块过程的位移，由W＝－fx可知，子弹两次穿越滑块过程中，滑块对子弹所做的功不同，D错误。
7．(2017·全国卷Ⅰ)一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.50×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。(结果保留两位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。
答案 (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J
2. (2020·河北省保定市二模)斜面体P静止在水平面上，从斜面上某个位置由静止释放一物块Q，Q沿斜面加速下滑。在Q下滑过程中( )A．若P保持静止不动，Q的机械能守恒B．若P保持静止不动，Q减小的重力势能可能大于它增加的动能C．若P相对地面滑动，P、Q组成的系统在水平方向动量守恒D．若P相对地面滑动，P、Q增加的动能之和一定等于Q减少的重力势能
解析 题目未告知斜面是否光滑，无法确定Q的机械能是否守恒，故A错误；若斜面粗糙，Q减小的重力势能转化为动能和内能，故B正确；题目未告知地面是否光滑，若地面粗糙，则P、Q组成的系统水平方向动量不守恒，故C错误；若任意接触面有摩擦，都会有内能产生，故D错误。
3. (2020·河北省张家口市高三下5月模拟)如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，上端与物体A相连。用不可伸长的轻质细绳跨过斜面顶端的定滑轮把A与另一物体B连接起来，A与滑轮间的轻绳与斜面平行。初始时用手托住B，轻绳刚好伸直，此时物体A处于静止状态。若不计滑轮质量与摩擦，弹簧始终在弹性限度内，现由静止释放物体B，在B第一次向下运动过程中( )
A．轻绳对物体B做的功等于物体B重力势能的变化量B．物体B的重力做的功等于物体B机械能的变化量C．轻绳对物体A做的功等于物体A的动能与弹簧弹性势能的变化量之和D．两物体与轻绳组成的系统机械能变化量的绝对值等于弹簧弹性势能变化量的绝对值
解析 轻绳对物体B做的功等于物体B机械能的变化量，故A错误；重力做的功等于物体的重力势能的变化量，故B错误；由题意得，轻绳对物体A做的功等于物体A的机械能与弹簧的弹性势能的变化量之和，故C错误；由机械能守恒定律可得，D正确。
4．(2021·四川省成都市高三上第一次诊断性检测)如图，底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上，轻弹簧一端与挡板连接，弹簧为原长时自由端在B点，一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点。物块由静止释放后，沿粗糙斜面上滑至最高点C，然后下滑，最终静止在斜面上。若整个过程中斜面体始终静止，则下列判定正确的是( )
A．整个运动过程中，物块加速度为零的位置只有一处B．物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同C．整个运动过程中，系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量D．物块从A上滑到C的过程中，地面对斜面体的摩擦力先增大再减小，然后不变
6. (2020·江苏省淮安市六校联盟高三下学期第三次学情调查)将三个木板1、2、3固定在墙脚，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是( )
A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最少的D．物块沿着1和2下滑到底端的过程，产生的热量是一样多的
7．(2020·河北省邢台市高三上学期第二次月考)2019国际泳联高台跳水世界杯5月26日在肇庆落幕。英国名将盖瑞·亨特成功实现世界杯男子27米台四连冠。假设他的质量为m，进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为f，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )A．他的动能减少了fhB．他的重力势能减少了mghC．他的机械能减少了fhD．他的机械能减少了(f－mg)h
解析 根据动能定理可得：ΔEk＝W合＝mgh－fh，因此他的动能减少了(f－mg)h，故A错误；根据重力做功与重力势能变化的关系得：WG＝－ΔEp＝－mgh，因此他的重力势能减少了mgh，故B正确；根据功能关系，除重力和弹簧弹力以外的力的合力做的功等于物体机械能的改变量，则他的机械能减少fh，故C正确，D错误。
10. (2020·河北衡水中学高三3月联合教学质量检测)如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α＝30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
二、非选择题(本题共2小题，共30分)11. (2020·河北衡水中学高三3月联合教学质量检测)(15分)如图所示，水平传送带右端与半径为R＝0.5 m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于Q点，传送带以某一速度顺时针匀速转动。将质量为m＝0.2 kg的小物块轻轻放在传送带的左端P点，小物块随传送带向右运动，经Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10 m/s2。
(1)求传送带的最小转动速率v0；(2)求传送带P、Q之间的最小长度L；(3)若传送带P、Q之间的长度为4 m，传送带以(1)中的最小速率v0转动，求整个过程中产生的热量Q及此过程中电动机对传送带做的功W。
答案 (1)5 m/s (2)2.5 m (3)2.5 J 5 J
12．(2021·八省联考江苏卷)(15分)如图所示，水平传送带足够长，向右前进的速度v＝4 m/s，与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m＝2 kg的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离L＝8 m，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1＝0.25、μ2＝0.20，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。求物块(1)第1次滑过P点时的速度大小v1；(2)第1次在传送带上往返运动的时间t；(3)从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量Q。
第4讲 功能关系 能量守恒定律
主干梳理 对点激活
一 堵点疏通1．物体下落h，重力做功mgh，物体具有了能量mgh。( )2．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。( )3．一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。( )4．滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。( )5．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。( )
二 对点激活1．有关功和能，下列说法正确的是( )A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能B．物体具有多少能，就一定能做多少功C．物体做了多少功，就有多少能量消失D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少
解析 功是能量转化的量度，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也并非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以A、B错误。做功的过程是能量转化的过程，能量在转化过程中总量守恒，并不消失，所以C错误，D正确。
2. (2018·浙江11月选考)奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示。下列说法不正确的是( )A．加速助跑过程中，运动员的动能增加B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加
解析 加速助跑过程中，运动员的速度增大，动能增加，A正确；起跳上升过程中，杆的形变程度减小，杆的弹性势能减小，运动员的重力势能增加，B错误，C正确；越过横杆后下落过程中，运动员的高度降低，重力势能转化为动能，重力势能减少，动能增加，D正确。本题选说法不正确的，故选B。
考点细研 悟法培优
1.对功能关系的进一步理解(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是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
(1)已知飞箭从地面弹出的动能和落回地面的动能，能获得什么信息？提示：能知道全程空气阻力做的功。(2)如何求得飞箭下落过程中重力做的功？提示：可以根据动能定理对下落过程列方程。
功能关系的选用原则(1)总的原则是根据做功与能量转化的一一对应关系，确定所选用的定理或规律，若只涉及动能的变化用动能定理分析。(2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析。(3)只涉及机械能的变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。(4)只涉及电势能的变化用静电力做功与电势能变化的关系分析。
[变式1] (2020·河北衡水中学三月份教学质量监测)质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上升到某一点的过程中，物体的动能损失了50 J，机械能损失了10 J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g＝10 m/s2)( )A．40 J B.60 J C.80 J D.100 J
(1)应根据哪个位移求传送带克服摩擦力做的功？提示：传送带的位移。(2)电动机多做的功转化为什么能量？提示：物体的动能和摩擦生成的热量。
求解物体相对滑动的能量问题的方法(1)正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析。(2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。注意：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。(3)公式Q＝Ff·l相对中l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l相对为总的相对路程。
[变式2] (2020·贵州省贵阳市四校高三联合考试(五))(多选)如图甲，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝3 kg的另一木块B可看作质点，以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的表面。由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )A．木板的质量为M＝3 kgB．木块减小的动能为1.5 JC．系统损失的机械能为3 JD．A、B间的动摩擦因数为0.2
1.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。2．应用能量守恒定律解题的思路(1)分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化。(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增的表达式。(3)列出能量守恒关系式ΔE减＝ΔE增。
例3 如图所示，固定斜面AB和CB与水平面均由一小段光滑圆弧连接，倾角分别为α、β，OB＝h。细线一端固定在竖直挡板上，另一端系一质量为m的小物块，在小物块和挡板之间压缩一轻质弹簧(小物块与弹簧不连接)，烧断细线，小物块被弹出，滑上斜面AB后，恰好能运动到斜面的最高点，已知AD＝l，小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则( )
(1)这个过程能量如何转化？提示：弹簧的弹性势能转化为小物块的重力势能和摩擦生成的热量。(2)物块从D滑到B的过程中克服摩擦力做的功是多少？
能量问题的解题方法(1)涉及滑动摩擦力做功的能量问题的解题方法①当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能量守恒定律。②解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。
(2)涉及弹簧弹力做功的能量问题的解题关键两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点：①能量变化上，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。②如果系统中每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。
[变式3] (2020·辽宁省辽阳市二模)如图所示，轻质弹簧与倾角为37°的固定斜面平行，弹簧的下端固定，上端与物块相连，绕过光滑定滑轮的轻绳分别与物块和小球相连。开始时用手托住小球，使弹簧处于原长状态，滑轮左侧的轻绳与斜面平行，滑轮右侧的轻绳竖直，然后由静止释放小球。已知小球的质量是物块质量的两倍，重力加速度大小为g，物块与斜面间的动摩擦因数为0.5，取sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，不计空气阻力。下列说法正确的是( )
启智微专题答卷现场3 传送带模型
(16分) 某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意图如图，皮带在电动机的带动下保持v＝1 m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m＝2 kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ＝0.5。设皮带足够长，取g＝10 m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动的过程中，求：(1)邮件滑动的时间t；(2)邮件对地的位移大小x；(3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。
高考模拟 随堂集训
1．(2020·全国卷Ⅰ) (多选)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( )
4．(2018·全国卷Ⅰ) 如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机械能的增量为( )A．2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR
5．(2020·安徽省马鞍山市高三下三模)(多选)倾角为θ且足够长的光滑固定斜面上有一质量为m的物体，初始位置如图甲所示。在平行于斜面向上的力F的作用下，从初始位置由静止开始沿斜面运动，运动过程中物体的机械能E随位置x的变化关系如图乙所示。其中0～x1过程的图线是曲线，x1～x2过程的图线是平行于x轴的直线，x2～x3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是( )A．在0～x1的过程中，力F在减小B．在0～x1的过程中，物体的动能一直在增大C．在x1～x2的过程中，物体的速度大小不变D．在x2～x3的过程中，物体一定做匀速运动
6. (2021·重庆市高三第一次联合诊断检测)(多选)如图所示，矩形滑块静置于足够长的光滑水平面上，子弹甲以大小为v的速度从左向右水平射入滑块，从滑块右侧穿出后，完全相同的子弹乙以大小为v的速度从右向左水平射入滑块，从滑块左侧穿出。设两子弹穿越滑块过程中所受阻力大小恒定且相同，滑块质量始终保持不变，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A．子弹乙穿出滑块时，滑块速度恰好为零B．子弹甲穿越滑块经历的时间比子弹乙穿越滑块经历的时间长C．子弹两次穿越滑块过程中，子弹与滑块系统产生的热量相同D．子弹两次穿越滑块过程中，滑块对子弹所做的功相同
解析 子弹穿越滑块的过程中，子弹乙相对滑块的平均速度大，则子弹甲穿越滑块经历的时间比子弹乙穿越滑块经历的时间长，即t甲＞t乙，B正确；两子弹穿越滑块过程所受阻力大小恒定且相同，则两次滑块所受子弹作用力的冲量I＝Ft大小不同，方向相反，由动量定理可知，子弹乙穿出滑块时，滑块速度不为零，A错误；子弹两次穿越滑块过程中，系统产生的热量Q＝fL相同，C正确；子弹甲穿越滑块过程的位移大于子弹乙穿越滑块过程的位移，由W＝－fx可知，子弹两次穿越滑块过程中，滑块对子弹所做的功不同，D错误。
7．(2017·全国卷Ⅰ)一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.50×103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点，在飞船下落过程中，重力加速度可视为常量，大小取为9.8 m/s2。(结果保留两位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。
答案 (1)4.0×108 J 2.4×1012 J (2)9.7×108 J
2. (2020·河北省保定市二模)斜面体P静止在水平面上，从斜面上某个位置由静止释放一物块Q，Q沿斜面加速下滑。在Q下滑过程中( )A．若P保持静止不动，Q的机械能守恒B．若P保持静止不动，Q减小的重力势能可能大于它增加的动能C．若P相对地面滑动，P、Q组成的系统在水平方向动量守恒D．若P相对地面滑动，P、Q增加的动能之和一定等于Q减少的重力势能
解析 题目未告知斜面是否光滑，无法确定Q的机械能是否守恒，故A错误；若斜面粗糙，Q减小的重力势能转化为动能和内能，故B正确；题目未告知地面是否光滑，若地面粗糙，则P、Q组成的系统水平方向动量不守恒，故C错误；若任意接触面有摩擦，都会有内能产生，故D错误。
3. (2020·河北省张家口市高三下5月模拟)如图所示，足够长的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一固定挡板，轻质弹簧下端与挡板相连，上端与物体A相连。用不可伸长的轻质细绳跨过斜面顶端的定滑轮把A与另一物体B连接起来，A与滑轮间的轻绳与斜面平行。初始时用手托住B，轻绳刚好伸直，此时物体A处于静止状态。若不计滑轮质量与摩擦，弹簧始终在弹性限度内，现由静止释放物体B，在B第一次向下运动过程中( )
A．轻绳对物体B做的功等于物体B重力势能的变化量B．物体B的重力做的功等于物体B机械能的变化量C．轻绳对物体A做的功等于物体A的动能与弹簧弹性势能的变化量之和D．两物体与轻绳组成的系统机械能变化量的绝对值等于弹簧弹性势能变化量的绝对值
解析 轻绳对物体B做的功等于物体B机械能的变化量，故A错误；重力做的功等于物体的重力势能的变化量，故B错误；由题意得，轻绳对物体A做的功等于物体A的机械能与弹簧的弹性势能的变化量之和，故C错误；由机械能守恒定律可得，D正确。
4．(2021·四川省成都市高三上第一次诊断性检测)如图，底端固定有挡板的斜面体置于粗糙水平面上，轻弹簧一端与挡板连接，弹簧为原长时自由端在B点，一小物块紧靠弹簧放置并在外力作用下将弹簧压缩至A点。物块由静止释放后，沿粗糙斜面上滑至最高点C，然后下滑，最终静止在斜面上。若整个过程中斜面体始终静止，则下列判定正确的是( )
A．整个运动过程中，物块加速度为零的位置只有一处B．物块上滑过程中速度最大的位置与下滑过程中速度最大的位置不同C．整个运动过程中，系统弹性势能的减少量等于系统内能的增加量D．物块从A上滑到C的过程中，地面对斜面体的摩擦力先增大再减小，然后不变
6. (2020·江苏省淮安市六校联盟高三下学期第三次学情调查)将三个木板1、2、3固定在墙脚，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同。在这三个过程中，下列说法正确的是( )
A．沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小不同；沿着2和3下滑到底端时，物块的速度大小相同B．沿着1下滑到底端时，物块的速度最大C．物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最少的D．物块沿着1和2下滑到底端的过程，产生的热量是一样多的
7．(2020·河北省邢台市高三上学期第二次月考)2019国际泳联高台跳水世界杯5月26日在肇庆落幕。英国名将盖瑞·亨特成功实现世界杯男子27米台四连冠。假设他的质量为m，进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为f，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )A．他的动能减少了fhB．他的重力势能减少了mghC．他的机械能减少了fhD．他的机械能减少了(f－mg)h
解析 根据动能定理可得：ΔEk＝W合＝mgh－fh，因此他的动能减少了(f－mg)h，故A错误；根据重力做功与重力势能变化的关系得：WG＝－ΔEp＝－mgh，因此他的重力势能减少了mgh，故B正确；根据功能关系，除重力和弹簧弹力以外的力的合力做的功等于物体机械能的改变量，则他的机械能减少fh，故C正确，D错误。
10. (2020·河北衡水中学高三3月联合教学质量检测)如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α＝30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是( )
二、非选择题(本题共2小题，共30分)11. (2020·河北衡水中学高三3月联合教学质量检测)(15分)如图所示，水平传送带右端与半径为R＝0.5 m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于Q点，传送带以某一速度顺时针匀速转动。将质量为m＝0.2 kg的小物块轻轻放在传送带的左端P点，小物块随传送带向右运动，经Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，取g＝10 m/s2。
(1)求传送带的最小转动速率v0；(2)求传送带P、Q之间的最小长度L；(3)若传送带P、Q之间的长度为4 m，传送带以(1)中的最小速率v0转动，求整个过程中产生的热量Q及此过程中电动机对传送带做的功W。
答案 (1)5 m/s (2)2.5 m (3)2.5 J 5 J
12．(2021·八省联考江苏卷)(15分)如图所示，水平传送带足够长，向右前进的速度v＝4 m/s，与倾角为37°的斜面的底端P平滑连接，将一质量m＝2 kg的小物块从A点静止释放。已知A、P的距离L＝8 m，物块与斜面、传送带间的动摩擦因数分别为μ1＝0.25、μ2＝0.20，取重力加速度g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。求物块(1)第1次滑过P点时的速度大小v1；(2)第1次在传送带上往返运动的时间t；(3)从释放到最终停止运动，与斜面间摩擦产生的热量Q。
相关课件
新高考物理一轮复习精品课件第6章第4讲功能关系能量守恒定律（含解析）： 这是一份新高考物理一轮复习精品课件第6章第4讲功能关系能量守恒定律（含解析），共60页。PPT课件主要包含了内容索引，课时精练，考点一，功能关系的理解和应用，基础梳理，能量转化，常见的功能关系，方法技巧，考点二，解得vF＝1ms等内容，欢迎下载使用。
高考物理一轮复习课件+讲义 第6章 第4讲 功能关系 能量守恒定律： 这是一份高考物理一轮复习课件+讲义 第6章 第4讲 功能关系 能量守恒定律，文件包含高考物理一轮复习第6章第4讲功能关系能量守恒定律pptx、高考物理一轮复习第6章第4讲功能关系能量守恒定律docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共60页， 欢迎下载使用。
新高考物理一轮复习课件 第6章 第4讲 功能关系和能量守恒定律： 这是一份新高考物理一轮复习课件 第6章 第4讲 功能关系和能量守恒定律，共60页。PPT课件主要包含了高考物理一轮复习策略，第六章机械能，内容索引，功能关系的理解和应用，课时精练等内容，欢迎下载使用。
