2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型專(zhuān)題07功能關(guān)系與機(jī)械能守恒(原卷版)

1、2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型專(zhuān)題07功能關(guān)系與機(jī)植能守恒題型一機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用【題型解碼】1. 單物體多過(guò)程機(jī)械能守恒問(wèn)題：劃分物體運(yùn)動(dòng)階段，研究每個(gè)階段中的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，判斷機(jī)械能是否守恒: 2多物體的機(jī)械能守恒：一般選用臨=一込形式，不用選擇零勢(shì)能而.【典例分析1】（2019東北三省三校二模）（多選）如圖所示，豎直平而內(nèi)固立兩根足夠長(zhǎng)的細(xì)桿幾、上2,兩 桿分離不接觸，且兩桿間的距離忽略不計(jì)。兩個(gè)小球a、b（視為質(zhì)點(diǎn)）質(zhì)量均為加，a球套在豎直桿4上，b 球套在水平桿乙上，"、b通過(guò)較鏈用長(zhǎng)度為Z的剛性輕桿連接。將a球從圖示位置由靜I匕釋放（輕桿與D 桿夾角為45。），不計(jì)一切

2、摩擦，已知重力加速度為g。在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A. a球和b球所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B. b球的速度為零時(shí)，a球的加速度大小一定等于gC. b球的最大速度為7（2+Qg厶D. a球的最大速度為V7SZ【典例分析2】（2019-河北雄安新區(qū)高三物理模擬）如圖為某種魚(yú)餌自動(dòng)投放器的裝置示意圖，其下半部A8 是一長(zhǎng)為2慮的豎直細(xì)管，上半部BC是半徑為慮的四分之一圓弧彎管，管口 C處切線水平，朋管內(nèi)有原 長(zhǎng)為慮、下端固泄的輕質(zhì)彈簧.在彈簧上端放置一粒質(zhì)量為m的魚(yú)餌，解除鎖左后彈簧可將魚(yú)餌彈射出去.投 餌時(shí)，每次總將彈簧長(zhǎng)度壓縮到0.5R后鎖定，此時(shí)禪簧的彈性勢(shì)能為6mgR（g為重

3、力加速度）.不訃魚(yú)餌在 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的機(jī)械能損失，求：2R（1）魚(yú)餌到達(dá)管口 C時(shí)的速度大小V】.(2) 魚(yú)餌到達(dá)管口 C時(shí)對(duì)管子的作用力大小和方向.(3) 已知地面比水面髙出1.5乩 若豎直細(xì)管的長(zhǎng)度可以調(diào)丹，圓弧彎道管BC可隨豎直細(xì)管一起升降.求魚(yú)餌到達(dá)水而的落點(diǎn)與AB所在豎直線00,之間的最大距離Zmax.【提分秘籍】1 機(jī)械能守恒的判斷利用機(jī)械能的定義判斷：若系統(tǒng)的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和不變，則機(jī)械能守恒。(2) 利用做功判斷：若系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒。(3) 利用能量轉(zhuǎn)化判斷：若系統(tǒng)只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，或還有其他形式能之間的相互

4、轉(zhuǎn)化，而無(wú)機(jī)械 能與英他形式能之間的相互轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能守恒。(4) 繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，機(jī)械能不守恒。2. 應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題時(shí)的三點(diǎn)注意(1) 要注意研究對(duì)象的選取研究對(duì)象的選取是解題的首要環(huán)肖，有的問(wèn)題選單個(gè)物體(實(shí)為一個(gè)物體與地球組 成的系統(tǒng))為研究對(duì)象機(jī)械能不守恒，但選此物體與英他幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，機(jī)械能卻是守恒 的。如圖所示，單獨(dú)選物體J機(jī)械能減少，但由物體J、B二者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。(2) 要注意研究過(guò)程的選取有些問(wèn)題研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程分幾個(gè)階段，有的階段機(jī)械能守恒，而有的階段機(jī) 械能不守恒。因此，在應(yīng)用機(jī)械能守恒泄律解題時(shí)要注意過(guò)程的選取。（3）

5、要注意機(jī)械能守恒表達(dá)式的選取三種表達(dá)形犬守恒 規(guī)點(diǎn)_.eez 要選擇零 夠能五轉(zhuǎn)化 規(guī)點(diǎn)不用選祥 幫軫能面轉(zhuǎn)移 觀點(diǎn)不用選擇【突破訓(xùn)練】1. （2019福建廈門(mén)市上學(xué)期期末質(zhì)檢）有一款躥紅的小游戲“跳一跳”，游戲要求操作者通過(guò)控制棋子（質(zhì)量為 加，可視為質(zhì)點(diǎn)）脫離平臺(tái)時(shí)的速度，使其能從同一水平而上的平臺(tái)跳到旁邊的另一平臺(tái)上.如圖7所示的 拋物線為棋子在某次跳躍過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡，軌跡的最髙點(diǎn)距平臺(tái)上表而高度為兒不計(jì)空氣阻力，重力加 速度為g，貝9（）A. 棋子從離開(kāi)平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加加g力B. 棋子從離開(kāi)平臺(tái)至運(yùn)動(dòng)到最髙點(diǎn)的過(guò)程中，機(jī)械能增加也g力C. 棋子離開(kāi)平臺(tái)后距平臺(tái)

6、而高度為號(hào)時(shí)動(dòng)能為呼D. 棋子落到期一平臺(tái)上時(shí)的速度大于阿2. （2019-安徽省阜陽(yáng)市第三中學(xué)模擬）（多選）如圖所示，物體2、E通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè), 物體的質(zhì)量分別為2加、加，開(kāi)始時(shí)細(xì)繩伸宜，用手托著物體2使彈簧處于原長(zhǎng)且/與地而的距離為力， 物體E靜止在地面上，放手后物體下落，與地而即將接觸時(shí)速度大小為*此時(shí)物體鳥(niǎo)對(duì)地而恰好無(wú)壓 力，不計(jì)一切摩擦及空氣阻力，重力加速度大小為g,則下列說(shuō)法中正確的是（）A物體下落過(guò)程中，物體d和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B. 彈簧的勁度系數(shù)為牛C. 物體2著地時(shí)的加速度大小為fD物體著地時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為2加g力3（2019江西重點(diǎn)中學(xué)盟校高三

7、第一次聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為2加和m的兩個(gè)彈性環(huán)2、B用不可伸長(zhǎng)的、長(zhǎng)為Z的輕繩連接，分別套在水平細(xì)桿OP和豎宜細(xì)桿0。上,OP與O0在O點(diǎn)用一小段圓弧桿平滑相連， 且0。足夠長(zhǎng).初始時(shí)刻，將輕繩拉至水平位置伸直，然后釋放兩個(gè)小環(huán)，2環(huán)通過(guò)小段圓弧桿時(shí)速度大小 保持不變，重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦，試求：（2M環(huán)到達(dá)o點(diǎn)后再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間能夠追上B環(huán).型二功能關(guān)系的綜合應(yīng)用【題型解碼】1做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程功是能疑轉(zhuǎn)化的量度.2功與能量的變化是“一一對(duì)應(yīng)”的，如重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的變化，合外力做功對(duì)應(yīng)動(dòng)能的變化等.【典例分析11（2019-天津河北區(qū)一模）（多選）如圖所示，質(zhì)量為M,

8、長(zhǎng)度為Z的小車(chē)靜止在光滑的水平而上， 質(zhì)量為加的小物塊，放在小車(chē)的最左端，現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上，小物塊與小車(chē)之間的摩擦力為 /，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移為x,小物塊剛好滑到小車(chē)的最右端，則下列說(shuō)法中正確的是（）A此時(shí)物塊的動(dòng)能為F（x+Z）B. 此時(shí)小車(chē)的動(dòng)能為金+Z）C. 這一過(guò)程中，物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為FQ+L）-JLD. 這一過(guò)程中，物塊和小車(chē)因摩擦而產(chǎn)生的熱疑為幾【典例分析2】（2019遼寧大連二模）（多選）如圖甲所示，固定斜而的傾角為30。，一質(zhì)量為加的小物塊自斜 面底端以初速度vo沿斜而向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后又沿斜而下滑回到底端，整個(gè)過(guò)程小物塊的 曲圖象如圖

9、乙所示。下列判斷正確的是（）B.上滑過(guò)程的加速度大小是下滑過(guò)程的2倍C.物塊沿斜而上滑的過(guò)程中機(jī)械能減少召"八6 D.物塊沿斜面下滑的過(guò)程中動(dòng)能增加務(wù)小6【提分秘籍】1力學(xué)中幾種功能關(guān)系合外力做功與動(dòng)能的關(guān)系：W -=JE.（2）重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系：Wg=Ep.彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系：W=-JE.（4）除重力及系統(tǒng)內(nèi)彈力以外其他力做功與機(jī)械能的關(guān)系：莎恥札（5）滑動(dòng)摩擦力做功與內(nèi)能的關(guān)系：F&創(chuàng)=A£內(nèi).2涉及做功與能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題的解題方法（1）分淸是什么力做功，并且分析該力做正功還是做負(fù)功：根據(jù)功能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確左能量之間的轉(zhuǎn)化 情況.（2）當(dāng)涉及滑動(dòng)摩

10、擦力做功時(shí)，機(jī)械能不守恒，一般應(yīng)用能量守恒上律，特別注意摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能0=Fd踰， /鈿為相對(duì)滑動(dòng)的兩物體間相對(duì)滑動(dòng)路徑的總長(zhǎng)度.（3）解題時(shí)，首先確定初、末狀態(tài)，然后分淸有多少種形式的能在轉(zhuǎn)化，再分析狀態(tài)變化過(guò)程中哪種形式的 能量減少，哪種形式的能雖:增加，求出減少的能量總和和增加的能呈:總和AEm最后由列式求解.【突破訓(xùn)練】1（2019-安黴合肥市第二次質(zhì)檢）如圖甲所示，苣于水平地而上質(zhì)量為加的物體，在豎直拉力F作用下，由 靜止開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能$與距地而髙度的關(guān)系如圖乙所示，已知重力加速度為g，空氣阻力不汁.下 列說(shuō)法正確的是（）1 Smgho° 九甌35九乙A.在0加過(guò)程中

11、,F大小始終為mgB. 在0加和加2加過(guò)程中,F做功之比為2 : 1C. 在02加過(guò)程中，物體的機(jī)械能不斷增加D.在2加3.5加過(guò)程中，物體的機(jī)械能不斷減少2.（多選）（2019-江西上饒高三期末）一足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面的夾角為&,以一左的速度勻速運(yùn)動(dòng).某時(shí)刻 在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸蛔蟪跛俣鹊奈飰K（如圖a所示），以此時(shí)為/=0時(shí)刻記錄了物塊之后在傳送帶 上運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，如圖b所示（圖中取沿斜而向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，其中兩坐?biāo)大小 V1>V2）.已知傳送帶的速度保持不變.則下列判斷正確的是（）若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為則“tail。B0fi時(shí)間內(nèi)，傳送帶

12、對(duì)物塊做正功C. 02時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一泄比物塊動(dòng)能的減少量大D0心時(shí)間內(nèi)，傳送帶對(duì)物塊做的功等于物塊動(dòng)能的減少量3. 如圖所示，在豎直平而內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑02水平、0B豎直，一個(gè)質(zhì)量為加的小球自點(diǎn)的正上方P點(diǎn)由靜止開(kāi)始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最髙點(diǎn)E時(shí)恰好對(duì)軌道沒(méi)有壓力.已知重力加速度為g，則小球從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中（）A. 重力做功2w?g_RB.機(jī)械能減少加C.合外力做功tngRD.克服摩擦力做功+"igR題型三動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)的綜合應(yīng)用【題型解碼】L若運(yùn)動(dòng)過(guò)程只涉及求解力而不涉及能量，選用牛頓運(yùn)動(dòng)泄律；2若運(yùn)動(dòng)過(guò)程涉及能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題，且具有功能關(guān)系的

13、特點(diǎn)，則常用動(dòng)能定理或能量守恒泄律；3不同過(guò)程連接點(diǎn)速度的關(guān)系有時(shí)是處理兩個(gè)過(guò)程運(yùn)動(dòng)規(guī)律的突破點(diǎn).【典例分析1 （2019-江蘇南京、鹽城高三第三次調(diào)研）（多選）如圖所示，光滑水平而OE與足夠長(zhǎng)粗糙斜面BC交于B點(diǎn)。輕彈簧左端固左于豎直墻而，用質(zhì)量為的滑塊壓縮彈簧至刀點(diǎn)，然后由靜止釋放滑塊， 滑塊脫離彈簧后經(jīng)E點(diǎn)滑上斜而，上升到最大髙度，并靜止在斜面上。換用相同材料、質(zhì)量為牝的滑塊2加1） 壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，重復(fù)上述過(guò)程。不計(jì)滑塊經(jīng)過(guò)E點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能損失，下列說(shuō)法正確的是（）A. 兩滑塊到達(dá)/點(diǎn)的速度相同B. 兩滑塊沿斜而上升過(guò)程中的加速度相同C. 兩滑塊上升到最髙點(diǎn)的過(guò)程中克服重力做的功相

14、同D. 兩滑塊上升到最髙點(diǎn)的過(guò)程中因摩擦產(chǎn)生的熱量相同【典例分析2】（2019湖北“荊、荊、襄、宜四地七校考試聯(lián)盟”期末）如圖所示，固左的光滑豎直桿上套一個(gè)滑塊，與滑塊2連接的細(xì)繩繞過(guò)光滑的輕質(zhì)左滑輪連接滑塊D細(xì)繩不可伸長(zhǎng)，滑塊B放在粗糙的固泄 斜而上，連接滑塊B的細(xì)繩和斜而平行，滑塊/從細(xì)繩水平位置由靜止釋放（不汁滑輪的摩擦及空氣阻力）, 到滑塊/下降到速度最大（/未落地，B未上升至滑輪處）的過(guò)程中（）A滑塊和滑塊B的加速度大小一直相等B. 滑塊2減小的機(jī)械能等于滑塊B增加的機(jī)械能C. 滑塊2的速度最大時(shí)，滑塊J的速度大于E的速度D. 細(xì)繩上張力對(duì)滑塊做的功等于滑塊機(jī)械能的變化量【典例分析3

15、】如圖甲所示，質(zhì)MM=1.0 kg的長(zhǎng)木板/靜止在光滑水平而上，在木板的左端放宜一個(gè)質(zhì) 量也=1.0 kg的小鐵塊鐵塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=0.2,對(duì)鐵塊施加水平向右的拉力F, F大小隨時(shí) 間變化如圖乙所示，4s時(shí)撤去拉力.可認(rèn)為A. B間的最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等，重力加速度g 取 10 nVs2jR：F/N甲乙（1）0Is內(nèi)，2、B的加速度大小億八as;（2）5相對(duì).J滑行的最大距離x：（3）04 s內(nèi)，拉力做的功莎（4）04 s內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱0.【典例分析4】（2019-四川雅安三診）（多選）如圖所示，傾斜傳送帶與水平而的夾角為30%傳送帶在電動(dòng)機(jī) 的帶動(dòng)下，始終保持vo=

16、2.5 iWs的速率運(yùn)行，將質(zhì)量加=lkg的小物體無(wú)初速地輕放在處，若物體與傳 送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=爭(zhēng)，/、E間的距離Z = 5 m,重力加速度g =10nVs2,貝 ）A. 物體剛放上2處時(shí)加速度大小為2.5 m/s2B. 物體從/運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中所用時(shí)間為2.0 sC. 物體從/運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中摩擦產(chǎn)生的熱量為9.375 JD. 物體從/運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中電動(dòng)機(jī)多做的功是37.5 J【提分秘籍】L應(yīng)用能量守恒立律解題的注意事項(xiàng)(1) 應(yīng)用能量守恒定律的兩條基本思路 某種形式的能減少，一定存在英他形式的能增加，且減少量和增加量一左相等，即AE彼機(jī) 某個(gè)物體的能量減少，一立存在其他物體的能量增加，且

17、減少量和增加疑一泄相等，即血尸閔恥(2) 當(dāng)涉及摩擦力做功時(shí)，機(jī)械能不守恒，一般應(yīng)用能量的轉(zhuǎn)化和守恒立律，特別注意摩擦產(chǎn)生的熱量O= 腳，x附為相對(duì)滑動(dòng)的兩物體間相對(duì)滑動(dòng)路徑的總長(zhǎng)度。2利用能量觀點(diǎn)解決力學(xué)問(wèn)題的思路(1) 明確研究對(duì)象和研究過(guò)程。(2) 進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析和受力分析。選擇所用的規(guī)律列方程求解。 動(dòng)能立理：需要明確初、末動(dòng)能，明確力的總功，適用于所有情況。 機(jī)械能守恒左律：根據(jù)機(jī)械能守恒條件判斷研究對(duì)象的機(jī)械能是否守恒，只有滿足機(jī)械能守恒的條件時(shí) 才能應(yīng)用此規(guī)律。 功能關(guān)系：根據(jù)常見(jiàn)的功能關(guān)系求解，適用于所有情況。 能量守恒泄律：適用于所有情況。(4) 對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論?！就黄朴?xùn)練】1

18、. (2019山西高三二模)2018年2月13日，平昌冬奧會(huì)女子單板滑雪U形池項(xiàng)目中，我國(guó)選手劉佳宇榮獲 亞軍。如圖所示為U形池模型，其中a、c為U形池兩側(cè)邊緣，在同一水平面，b為U形池最低點(diǎn)。劉佳宇從a點(diǎn)上方力高的0點(diǎn)自由下落由左側(cè)進(jìn)入池中，從右側(cè)飛出后上升至最高位置d點(diǎn)（相對(duì)C點(diǎn)高度為不計(jì)空氣阻力，下列判斷正確的是（）A. 從O到d的過(guò)程中機(jī)械能減少B.從“到d的過(guò)程中機(jī)械能守恒C.從d返回到c的過(guò)程中機(jī)械能減少D.從方返回到b的過(guò)程中，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能2. （2019南昌三模）如圖所示，傾角為30°的光滑斜而底端固左一輕彈簧，O點(diǎn)為原長(zhǎng)位置。質(zhì)量為0.5 kg的 滑塊從斜而上/點(diǎn)由靜止釋放，滑塊下滑并壓縮彈簧到最短的過(guò)程中，最大動(dòng)能為8 J?，F(xiàn)將滑塊由2點(diǎn)上 方0.4 m處的E點(diǎn)由靜止釋放，彈簧被壓縮過(guò)程中始終在彈性限度內(nèi),g取10in/s2,則下列說(shuō)法正確的是（）A. A點(diǎn)到O點(diǎn)的距離小于3.2 mB. 從B點(diǎn)釋放后滑塊運(yùn)動(dòng)的最大動(dòng)能為9 JC. 從月點(diǎn)釋放滑塊被彈簧彈回經(jīng)過(guò)*點(diǎn)的動(dòng)能小于1 JD. 從B點(diǎn)釋放彈簧最大彈性勢(shì)能比從H點(diǎn)釋放增加了 1 J3 （2019-湖北八校聯(lián)合二模）（多選）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固左，另一端與質(zhì)量為加的圓環(huán)相連，圓環(huán)套在 傾斜的粗糙固左桿上，桿與水平面之間的夾角為