高考物理經(jīng)典習(xí)題解析第05章機(jī)械能守恒定律第4講功能關(guān)系能量守恒定律

高考物理經(jīng)典習(xí)題解析第4講功能關(guān)系能量守恒定律一、幾種常見(jiàn)的功能關(guān)系及其表達(dá)式力做功能的變化定量關(guān)系合力的功動(dòng)能變化W＝Ek2－Ek1＝ΔEk重力的功重力勢(shì)能變化(1)重力做正功，重力勢(shì)能減少(2)重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2彈簧彈力的功彈性勢(shì)能變化(1)彈力做正功，彈性勢(shì)能減少(2)彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加(3)W彈＝－ΔEp＝Ep1－Ep2只有重力、彈簧彈力做功機(jī)械能不變化機(jī)械能守恒，ΔE＝0除重力和彈簧彈力之外的其他力做的功機(jī)械能變化(1)其他力做多少正功，物體的機(jī)械能就增加多少(2)其他力做多少負(fù)功，物體的機(jī)械能就減少多少(3)W其他＝ΔE一對(duì)相互作用的滑動(dòng)摩擦力的總功機(jī)械能減少內(nèi)能增加(1)作用于系統(tǒng)的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力一定做負(fù)功，系統(tǒng)內(nèi)能增加(2)摩擦生熱Q＝Ffx相對(duì)【自測(cè)1】(多選)(2020·廣東佛山市模擬)如圖1所示，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一速度從A點(diǎn)沖上傾角為30°的固定斜面，其減速運(yùn)動(dòng)的加速度為eq\f(3,4)g，此物體在斜面上能夠上升的最大高度為h，則在這個(gè)過(guò)程中物體()圖1A.重力勢(shì)能增加了mgh B.機(jī)械能損失了eq\f(1,2)mghC.動(dòng)能損失了mgh D.克服摩擦力做功eq\f(1,4)mgh答案AB二、兩種摩擦力做功特點(diǎn)的比較類型比較靜摩擦力做功滑動(dòng)摩擦力做功不同點(diǎn)能量的轉(zhuǎn)化方面只有機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(1)將部分機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體(2)一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此部分能量就是系統(tǒng)機(jī)械能的損失量一對(duì)摩擦力的總功方面一對(duì)靜摩擦力所做功的代數(shù)和總等于零一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和總是負(fù)值相同點(diǎn)正功、負(fù)功、不做功方面兩種摩擦力對(duì)物體可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功【自測(cè)2】(2020·北京市第13中學(xué)開(kāi)學(xué)測(cè)試)一木塊靜置于光滑水平面上，一顆子彈沿水平方向飛來(lái)射入木塊中。當(dāng)子彈進(jìn)入木塊的深度達(dá)到最大值2.0cm時(shí)，木塊沿水平面恰好移動(dòng)距離1.0cm。在上述過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能與子彈損失的動(dòng)能之比為()A.1∶2 B.1∶3C.2∶3 D.3∶2答案C解析根據(jù)題意，子彈在摩擦力作用下的位移為x1＝(2＋1)cm＝3cm，木塊在摩擦力作用下的位移為x2＝1cm；系統(tǒng)損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，根據(jù)功能關(guān)系，有ΔE系統(tǒng)＝Q＝Ff·Δx；子彈損失的動(dòng)能等于克服摩擦力做的功，故ΔE子彈＝Ffx1；所以eq\f(ΔE系統(tǒng),ΔE子彈)＝eq\f(2,3)，所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤。三、能量守恒定律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)化為另一種形式，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(guò)程中，能量的總量保持不變。2.表達(dá)式ΔE減＝ΔE增。3.基本思路(1)某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等。(2)某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等?！咀詼y(cè)3】(2020·浙江省1月高中學(xué)業(yè)水平考試)如圖2所示，小明同學(xué)水平拉伸一個(gè)彈弓，放手后將彈珠射出，則橡皮筋的彈性勢(shì)能()圖2A.在釋放過(guò)程中增加B.在拉伸過(guò)程中減小C.在釋放過(guò)程中轉(zhuǎn)化為彈珠動(dòng)能D.在拉伸過(guò)程中由彈珠動(dòng)能轉(zhuǎn)化得到答案C解析彈珠在釋放過(guò)程中彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為彈珠的動(dòng)能，則彈性勢(shì)能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；在拉伸過(guò)程中，人克服彈力做功，則彈性勢(shì)能增加，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。命題點(diǎn)一功能關(guān)系的理解1.只涉及動(dòng)能的變化用動(dòng)能定理分析。2.只涉及重力勢(shì)能的變化，用重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系分析。3.只涉及機(jī)械能的變化，用除重力和彈簧的彈力之外的其他力做功與機(jī)械能變化的關(guān)系分析。【例1】(2020·河北張家口市5月模擬)如圖3所示，足夠長(zhǎng)的光滑斜面固定在水平面上，斜面底端有一固定擋板，輕質(zhì)彈簧下端與擋板相連，上端與物體A相連。用不可伸長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)線跨過(guò)斜面頂端的定滑輪把A與另一物體B連接起來(lái)，A與滑輪間的細(xì)線與斜面平行。初始時(shí)用手托住B，細(xì)線剛好伸直，此時(shí)物體A處于靜止?fàn)顟B(tài)。若不計(jì)滑輪質(zhì)量與摩擦，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，現(xiàn)由靜止釋放物體B，在B第一次向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中()圖3A.輕繩對(duì)物體B做的功等于物體B重力勢(shì)能的變化量B.物體B的重力做功等于物體B機(jī)械能的變化量C.輕繩對(duì)物體A做的功等于物體A的動(dòng)能與彈簧彈性勢(shì)能的變化量之和D.兩物體與輕繩組成系統(tǒng)機(jī)械能變化量的絕對(duì)值等于彈簧彈性勢(shì)能變化量的絕對(duì)值答案D解析輕繩對(duì)物體B做的功等于物體B機(jī)械能的變化，故A錯(cuò)誤；重力做功等于物體的重力勢(shì)能的變化，故B錯(cuò)誤；依題得，輕繩對(duì)物體A做的功等于物體A的機(jī)械能與彈簧的彈性勢(shì)能的變化量之和，故C錯(cuò)誤；兩物體和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律可知，D正確?！咀兪?】(多選)(2020·山東煙臺(tái)市高考診斷一模)如圖4所示，一長(zhǎng)木板B放在粗糙的水平地面上，在B的左端放一物體A，現(xiàn)以恒定的外力F拉A，經(jīng)一段時(shí)間物塊A從長(zhǎng)木板B的右端拉出，且在此過(guò)程中以地面為參考系，長(zhǎng)木板B也向右移動(dòng)一段距離。則在此過(guò)程中()圖4A.外力F對(duì)A做的功等于A和B動(dòng)能的增量B.A對(duì)B摩擦力做的功與B對(duì)A摩擦力做的功絕對(duì)值相等C.外力F做的功等于A、B動(dòng)能的增量與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量之和D.A對(duì)B摩擦力做的功等于B動(dòng)能的增量和B與地面之間摩擦產(chǎn)生的熱量之和答案CD解析根據(jù)功能關(guān)系可知，外力F做的功等于A和B動(dòng)能的增量與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量之和，故C正確，A錯(cuò)誤；A對(duì)B的摩擦力與B對(duì)A的摩擦力是一對(duì)作用力與反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑動(dòng)，A、B對(duì)地的位移不等，二者做功不相等，故B錯(cuò)誤；對(duì)B分析，由動(dòng)能定理知WAB－WB地＝ΔEkB，A對(duì)B摩擦力做的功WAB＝ΔEkB＋WB地，所以A對(duì)B摩擦力做的功等于B動(dòng)能的增量和B與地面之間摩擦產(chǎn)生的熱量之和，故D正確。命題點(diǎn)二功能關(guān)系的綜合應(yīng)用【例2】(多選)(2020·全國(guó)卷Ⅰ，20)一物塊在高3.0m、長(zhǎng)5.0m的斜面頂端從靜止開(kāi)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5中直線Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。則()圖5A.物塊下滑過(guò)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0.5C.物塊下滑時(shí)加速度的大小為6.0m/s2D.當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能損失了12J答案AB解析由重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s變化的圖像可知，重力勢(shì)能和動(dòng)能之和隨下滑距離s的增大而減小，可知物塊下滑過(guò)程中機(jī)械能不守恒，A正確；在斜面頂端，重力勢(shì)能mgh＝30J，解得物塊質(zhì)量m＝1kg，整個(gè)過(guò)程中損失的機(jī)械能ΔE＝μmgscosθ＝20J，且sinθ＝eq\f(h,s)＝eq\f(3,5)，故cosθ＝eq\f(4,5)，聯(lián)立得μ＝0.5，故B正確；物塊下滑過(guò)程由牛頓第二定律得mgsinθ－μmgcosθ＝ma，代入數(shù)據(jù)得a＝2m/s2，故C錯(cuò)誤；由重力勢(shì)能和動(dòng)能隨下滑距離s變化圖像可知，當(dāng)物塊下滑2.0m時(shí)機(jī)械能為E＝18J＋4J＝22J，機(jī)械能損失了ΔE＝30J－22J＝8J，D錯(cuò)誤?！咀兪?】(多選)(2019·全國(guó)卷Ⅱ，18)從地面豎直向上拋出一物體，其機(jī)械能E總等于動(dòng)能Ek與重力勢(shì)能Ep之和。取地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)，該物體的E總和Ep隨它離開(kāi)地面的高度h的變化如圖6所示。重力加速度取10m/s2。由圖中數(shù)據(jù)可得()圖6A.物體的質(zhì)量為2kgB.h＝0時(shí)，物體的速率為20m/sC.h＝2m時(shí)，物體的動(dòng)能Ek＝40JD.從地面至h＝4m，物體的動(dòng)能減少100J答案AD解析由于Ep＝mgh，所以Ep與h成正比，斜率是k＝mg，由圖像得k＝20N，因此m＝2kg，A正確；當(dāng)h＝0時(shí)，Ep＝0，E總＝Ek＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，因此v0＝10m/s，B錯(cuò)誤；由圖像知h＝2m時(shí)，E總＝90J，Ep＝40J，由E總＝Ek＋Ep得Ek＝50J，C錯(cuò)誤；h＝4m時(shí)，E總＝Ep＝80J，即此時(shí)Ek＝0，即從地面上升至h＝4m高度時(shí)，物體的動(dòng)能減少100J，D正確。命題點(diǎn)三摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化【例3】(多選)(2020·湖南懷化市上學(xué)期期末)如圖7所示，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端?，F(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。小物塊和小車之間的摩擦力為Ff，小物塊滑到小車的最右端時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離為x。此過(guò)程中，以下結(jié)論正確的是()圖7A.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F－Ff)(L＋x)B.小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車具有的動(dòng)能為FfxC.小物塊克服摩擦力所做的功為Ff(L＋x)D.小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx答案ABC解析由動(dòng)能定理可得，小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)的動(dòng)能Ek物＝W合＝(F－Ff)(L＋x)，A正確；小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車的動(dòng)能Ek車＝Ffx，B正確；小物塊克服摩擦力所做的功Wf＝Ff(L＋x)，C正確；小物塊和小車增加的機(jī)械能為F(L＋x)－FfL，D錯(cuò)誤?！咀兪?】質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，起始點(diǎn)A與一輕彈簧O端相距s，如圖8所示。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，重力加速度為g，則從開(kāi)始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為()圖8A.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x) B.eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgxC.μmgs D.μmg(s＋x)答案A解析根據(jù)功的定義式可知物體克服摩擦力做功為Wf＝μmg(s＋x)，由功能關(guān)系可得W彈＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，W彈＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x)，故選項(xiàng)A正確。命題點(diǎn)四能量守恒定律的理解和應(yīng)用【例4】畢節(jié)，是全國(guó)唯一一個(gè)以“開(kāi)發(fā)扶貧、生態(tài)建設(shè)”為主題的試驗(yàn)區(qū)，是國(guó)家“西電東送”的主要能源基地。如圖9所示，赫章的韭菜坪建有風(fēng)力發(fā)電機(jī)，風(fēng)力帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片再帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(磁極)轉(zhuǎn)動(dòng)，使定子(線圈，不計(jì)電阻)中產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。若葉片長(zhǎng)為l，設(shè)定的額定風(fēng)速為v，空氣的密度為ρ，額定風(fēng)速下發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，則風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為()圖9A.eq\f(2P,πρl2v3) B.eq\f(6P,πρl2v3)C.eq\f(4P,πρl2v3) D.eq\f(8P,πρl2v3)答案A解析風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的工作原理為將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為輸出的電能，設(shè)風(fēng)吹向發(fā)電機(jī)的時(shí)間為t，則在t時(shí)間內(nèi)吹向發(fā)電機(jī)的風(fēng)的體積為V＝vt·S＝vt·πl(wèi)2，則風(fēng)的質(zhì)量M＝ρV＝ρvt·πl(wèi)2，因此風(fēng)吹過(guò)的動(dòng)能為Ek＝eq\f(1,2)Mv2＝eq\f(1,2)ρvt·πl(wèi)2·v2，在此時(shí)間內(nèi)發(fā)電機(jī)輸出的電能E＝Pt，則風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η＝eq\f(E,Ek)＝eq\f(2P,πρl2v3)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤?！咀兪?】(多選)如圖10所示，光滑水平面OB與足夠長(zhǎng)粗糙斜面BC交于B點(diǎn)。輕彈簧左端固定于豎直墻面，現(xiàn)將質(zhì)量為m1的滑塊壓縮彈簧至D點(diǎn)，然后由靜止釋放，滑塊脫離彈簧后經(jīng)B點(diǎn)滑上斜面，上升到最大高度，并靜止在斜面上。不計(jì)滑塊在B點(diǎn)的機(jī)械能損失；換用相同材料質(zhì)量為m2的滑塊(m2＞m1)壓縮彈簧至同一點(diǎn)D后，重復(fù)上述過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()圖10A.兩滑塊到達(dá)B點(diǎn)的速度相同B.兩滑塊沿斜面上升的最大高度相同C.兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同D.兩滑塊上升到最高點(diǎn)過(guò)程機(jī)械能損失相同答案CD解析兩滑塊到B點(diǎn)的動(dòng)能相同，但速度不同，故A錯(cuò)誤；兩滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度相同，由于在B點(diǎn)時(shí)的速度不同，故上升的最大高度不同，故B錯(cuò)誤；兩滑塊上升到斜面最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功為mgh，由能量守恒定律得Ep＝mgh＋μmgcosθ·eq\f(h,sinθ)，則mgh＝eq\f(Ep,1＋\f(μ,tanθ))，故兩滑塊上升到斜面最高點(diǎn)過(guò)程克服重力做的功相同，故C正確；由能量守恒定律得E損＝μmgcosθ·eq\f(h,sinθ)＝eq\f(μmgh,tanθ)，結(jié)合C可知D正確。課時(shí)限時(shí)練(限時(shí)：35分鐘)對(duì)點(diǎn)練1功能關(guān)系的理解1.如圖1所示，小車靜止在光滑的水平軌道上，一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛在小車上，現(xiàn)由圖中位置無(wú)初速度釋放，在小球下擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖1A.細(xì)繩對(duì)小球的拉力不做功B.小球克服細(xì)繩拉力做的功等于小球減少的機(jī)械能C.細(xì)繩對(duì)小車做的功等于小球減少的重力勢(shì)能D.小球減少的重力勢(shì)能等于小球增加的動(dòng)能答案B解析小球下擺的過(guò)程中，小車的機(jī)械能增加，小球的機(jī)械能減少，小球克服細(xì)繩拉力做的功等于減少的機(jī)械能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；細(xì)繩對(duì)小車做的功等于小球減少的機(jī)械能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；小球減少的重力勢(shì)能等于小球增加的動(dòng)能與小車增加的機(jī)械能之和，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2020·重慶市部分區(qū)縣第一次診斷)如圖2所示，一物塊從粗糙斜面上從靜止開(kāi)始釋放，運(yùn)動(dòng)到水平面上后停止，則運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物塊與地球系統(tǒng)的機(jī)械能()圖2A.不變 B.減少C.增大 D.無(wú)法判斷答案B解析物塊從粗糙斜面上從靜止釋放后，重力與摩擦力對(duì)物塊做功，其中摩擦力做功使物塊的機(jī)械能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以物塊與地球系統(tǒng)的機(jī)械能減小，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。3.如圖3所示，一個(gè)質(zhì)量為m的鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時(shí)，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，重力加速度為g，則此過(guò)程中鐵塊損失的機(jī)械能為()圖3A.eq\f(4,3)mgR B.mgRC.eq\f(1,2)mgR D.eq\f(3,4)mgR答案D對(duì)點(diǎn)練2功能關(guān)系的應(yīng)用4.(2020·山西呂梁市第一次模擬)如圖4所示，彈簧的下端固定在光滑斜面底端，彈簧與斜面平行。在通過(guò)彈簧中心的直線上，小球P從直線上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()圖4A.小球P的動(dòng)能一定在減小B.小球P的機(jī)械能一定在減少C.小球P與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能一定在增加D.小球P重力勢(shì)能的減小量大于彈簧彈性勢(shì)能的增加量答案B解析小球P與彈簧接觸后，剛開(kāi)始彈力小于重力沿斜面向下的分力，合力沿斜面向下，隨著形變量增大，彈力大于重力沿斜面向下的分力，合力方向沿斜面向上，合力先做正功后做負(fù)功，小球P的動(dòng)能先增大后減小，A錯(cuò)誤；小球P與彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，彈簧的彈性勢(shì)能不斷增大，所以小球P的機(jī)械能不斷減小，B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)小球P的速度為零時(shí)，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可知小球P重力勢(shì)能的減小量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量，D錯(cuò)誤。5.(2020·四川攀枝花市第二次統(tǒng)考)2019環(huán)攀枝花國(guó)際公路自行車賽11月24日迎來(lái)收官之戰(zhàn)，18支國(guó)內(nèi)外車隊(duì)經(jīng)過(guò)攀枝花中國(guó)三線建設(shè)博物館至米易縣文化廣場(chǎng)114.7公里的爭(zhēng)奪后，最終烏克蘭基輔首都洲際隊(duì)的維塔利亞·布茨收獲2019環(huán)攀枝花個(gè)人總冠軍，奪得“英雄衫”橙衫。若布茨在比賽的某段下坡過(guò)程中保持同一姿態(tài)滑行了一段距離，重力對(duì)他做功4000J，他克服阻力做功200J。則布茨在該段下坡過(guò)程()A.動(dòng)能增加了4000J B.機(jī)械能減小了200JC.機(jī)械能減小了3800J D.重力勢(shì)能減小了3800J答案B解析合力對(duì)布茨所做的功W總＝WG＋Wf＝4000J＋(－200)J＝3800J，根據(jù)動(dòng)能定理得動(dòng)能增加了3800J，故A錯(cuò)誤；阻力做功Wf＝－200J，所以機(jī)械能減小了200J，故B正確，C錯(cuò)誤；重力對(duì)他做功為4000J，則他的重力勢(shì)能減小了4000J，故D錯(cuò)誤。6.(多選)(2020·湖北七市州教科研協(xié)作體5月聯(lián)考)如圖5所示，一彎成“L”形的硬質(zhì)輕桿可在豎直面內(nèi)繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩段輕桿的長(zhǎng)度均為l，輕桿端點(diǎn)分別固定質(zhì)量為m，2m的小球A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn))，現(xiàn)OA豎直，OB水平，靜止釋放，下列說(shuō)法正確的是()圖5A.B球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)A球的速度為eq\r(2gl)B.A球某時(shí)刻速度可能為零C.B球從釋放至運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，輕桿對(duì)B球一直做正功D.B球不可能運(yùn)動(dòng)至A球最初所在的位置答案ABD解析B球由釋放運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，由機(jī)械能守恒定律可知mgl＋2mgl＝eq\f(1,2)mv2＋eq\f(1,2)×2mv2，解得v＝eq\r(2gl)，選項(xiàng)A正確；根據(jù)機(jī)械能守恒定律，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)的重心回到原來(lái)的高度時(shí)，兩球的總動(dòng)能為零，此時(shí)兩球的速度為零，選項(xiàng)B正確；B球從釋放至運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理2mgl＋W＝eq\f(1,2)×2mv2，解得W＝0，可知B球從釋放至運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，輕桿對(duì)B球做的功為0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若B球恰能運(yùn)動(dòng)至A球最初所在的位置，則整個(gè)系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加，即機(jī)械能增加，是不可能的，選項(xiàng)D正確。7.(多選)一個(gè)質(zhì)量為m的物體以a＝2g的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)，則在此物體下降h高度的過(guò)程中，物體的()A.重力勢(shì)能減少了2mgh B.動(dòng)能增加了2mghC.機(jī)械能保持不變 D.機(jī)械能增加了mgh答案BD解析下降h高度，則重力做正功mgh，所以重力勢(shì)能減小mgh，A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可得F合h＝ΔEk，又F合＝ma＝2mg，故ΔEk＝2mgh，B正確；重力勢(shì)能減小mgh，而動(dòng)能增大2mgh，所以機(jī)械能增加mgh，C錯(cuò)誤，D正確。8.質(zhì)量為2kg的物體以10m/s的初速度，從起點(diǎn)A出發(fā)豎直向上拋出，在它上升到某一點(diǎn)的過(guò)程中，物體的動(dòng)能損失了50J，機(jī)械能損失了10J，設(shè)物體在上升、下降過(guò)程空氣阻力大小恒定，則該物體再落回到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為(g＝10m/s2)()A.40J B.60JC.80J D.100J答案B解析物體拋出時(shí)的總動(dòng)能為100J，物體的動(dòng)能損失了50J時(shí)，機(jī)械能損失了10J，則動(dòng)能損失100J時(shí)，機(jī)械能損失了20J，此時(shí)到達(dá)最高點(diǎn)，返回時(shí)，機(jī)械能還會(huì)損失20J，故從A點(diǎn)拋出到落回到A點(diǎn)，共損失機(jī)械能40J，所以該物體再落回到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為60J，A、C、D錯(cuò)誤，B正確。對(duì)點(diǎn)練3摩擦力做功與能量轉(zhuǎn)化9.(2020·福建廈門市期末質(zhì)量檢測(cè))如圖6所示，A物體套在光滑的豎直桿上，B物體放置在粗糙水平桌面上，用一細(xì)繩連接。初始時(shí)細(xì)繩經(jīng)過(guò)定滑輪呈水平，A、B物體質(zhì)量均為m。A物體從P點(diǎn)由靜止釋放，下落到Q點(diǎn)時(shí)，速度為v，PQ之間的高度差為h，此時(shí)連接A物體的細(xì)繩與水平方向夾角為θ，此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()圖6A.A物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.A物體到Q點(diǎn)時(shí)，B物體的速度為vsinθC.A物體減少的重力勢(shì)能等于A、B兩物體動(dòng)能增量之和D.B物體克服摩擦做的功為mgh－mv2答案B解析滑塊A下滑時(shí)，豎直方向受重力和細(xì)繩拉力的豎直分量，因細(xì)繩拉力的豎直分量是變化的，則滑塊A所受的合力不是恒力，則A的加速度不是恒量，即A不是勻加速下滑，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；若滑塊A的速度為v，則由速度的分解可知，滑塊B的速度為vsinθ，選項(xiàng)B正確；由能量關(guān)系可知，A物體減少的重力勢(shì)能等于B克服摩擦力做功和A、B兩物體動(dòng)能增量之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；B物體克服摩擦做的功為mgh－eq\f(1,2)mv2－eq\f(1,2)mv2sin2θ，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)練4能量守恒定律的理解和應(yīng)用10.(2020·北京市第二次合格性考試)物體從高空墜落到地面，即使質(zhì)量較小，也可能會(huì)造成危害。設(shè)一質(zhì)量為0.2kg的蘋果從距離地面20m高處由靜止下落，取重力加速度g＝10m/s2，落地時(shí)蘋果的動(dòng)能約為()A.10J B.20JC.40J D.80J答案C解析蘋果下落的過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故蘋果落地時(shí)的動(dòng)能Ek＝mgh＝0.2×20×10J＝40J，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤。11.如圖7所示，光滑水平面AB與豎直面上的半圓形光滑固定軌道在B點(diǎn)銜接，BC為直徑，一可看做質(zhì)點(diǎn)的物塊在A處壓縮一輕質(zhì)彈簧(物塊與彈簧不連接)，釋放物塊，物塊被彈簧彈出后，經(jīng)過(guò)半圓形軌道B點(diǎn)之后恰好能通過(guò)半圓軌道的最高點(diǎn)C?，F(xiàn)在換用一個(gè)質(zhì)量較小的另一物塊，被同樣壓縮的彈簧由靜止彈出，不計(jì)空氣阻力。則更換后()圖7A.物塊不能到達(dá)C點(diǎn)B.物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能不變C.物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能增大D.物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力減小答案D解析物塊從A到C過(guò)程，由能量守恒有Ep＝mg·2R＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，可知質(zhì)量減小，物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能增大，vC增大，物塊也能到達(dá)C點(diǎn)，故A、B錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能不變均為Ep，故C錯(cuò)誤；物塊從A到B過(guò)程，由能量守恒有Ep＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)，在B點(diǎn)有FN－mg＝meq\f(veq\o\al(2,B),R)，解得FN＝mg＋eq\f(2Ep,R)，由牛頓第三定律可知物塊對(duì)軌道的壓力減小，故D正確。12.如圖8所示，某工廠用傳送帶向高處運(yùn)送物體，將一物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段物體與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到傳送帶頂端。下列說(shuō)法正確的是()圖8A.第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體不做功B.第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量C.第一階段物體和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于第一階段物體機(jī)械能的增加量D.物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量大于全過(guò)程摩擦力對(duì)物體所做的功答案C解析對(duì)物體受力分析知，其在兩個(gè)階段所受摩擦力方向都沿斜面向上，與其運(yùn)動(dòng)方向相同，摩擦力對(duì)物體都做正功，A錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理知，合力做的功等于物體動(dòng)能的增加量，B錯(cuò)誤；物體機(jī)械能的增加量等于摩擦力對(duì)物體所做的功，D錯(cuò)誤；設(shè)第一階段物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，傳送帶速度為v，對(duì)物體有x1＝eq\f(v,2)t，對(duì)傳送帶有x1′＝vt，因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝Ffx相對(duì)＝Ff(x1′－x1)＝Ff·eq\f(v,2)t，物體機(jī)械能增加量ΔE＝Ffx1＝Ff·eq\f(v,2)t，所以Q＝ΔE，C正確。13.(多選)(2020·黑龍江佳木斯市質(zhì)檢)如圖9所示，建筑工地上載人升降機(jī)用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)鋼繩跨過(guò)定滑輪與一電動(dòng)機(jī)相連，通電后電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)升降機(jī)沿豎直方向先勻加速上升后勻速上升。摩擦及空氣阻力均不計(jì)。則()圖9A.升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的動(dòng)能B.升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的機(jī)械能C.升降機(jī)勻速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人增加的機(jī)械能D.升降機(jī)上升的全過(guò)程中，鋼繩拉力做的功大于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能答案BC解析根據(jù)動(dòng)能定理可知，合力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量，所以升降機(jī)勻加速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功與人的重力做功之和等于人增加的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；除重力外，其他力對(duì)人做的功等于人機(jī)械能的增加量，B正確；升降機(jī)勻速上升過(guò)程中，升降機(jī)底板對(duì)人做的功等于人克服重力做的功(此過(guò)程中動(dòng)能不變)，即增加的機(jī)械能，C正確；升降機(jī)上升的全過(guò)程中，鋼繩拉力做的功等于升降機(jī)和人增加的機(jī)械能，D錯(cuò)誤。14.(多選)(2020·百師聯(lián)盟山東模擬)如圖10所示，光滑斜面體固定在水平地面上，頂端裝有質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪，跨過(guò)定滑輪的不可伸長(zhǎng)細(xì)線兩端連接兩質(zhì)量相等的物塊A和B。物塊A的正下方地面上固定一豎直輕彈簧，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，忽略空氣阻力。物塊B由斜面體底端靜止釋放后，在物塊A下落至最低點(diǎn)的過(guò)程中。下列說(shuō)法正確的是()圖10A.物塊A與彈簧接觸前，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.物塊A剛與彈簧接觸時(shí)，物塊B的動(dòng)能最大C.細(xì)線的拉力對(duì)物塊B做的功等于B增加的機(jī)械能D.彈簧的最大彈性勢(shì)能等于物塊A下降過(guò)程中減少的重力勢(shì)能答案AC解析物塊A與彈簧接觸前，A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功，故機(jī)械能守恒，故A正確；物塊A剛與彈簧接觸時(shí)彈簧彈力為零，依然有向下的加速度，將向下加速運(yùn)動(dòng)，在A向下加速的過(guò)程中，物塊B在繩的拉力作用下與A有相同的速度大小，物塊A剛與彈簧接觸時(shí)，物塊B的動(dòng)能還未達(dá)到最大值，故B錯(cuò)誤；由功能關(guān)系知，除重力之外的力對(duì)物塊B做的功等于B機(jī)械能的增加，細(xì)線的拉力對(duì)物塊B做功等于B增加的機(jī)械能，故C正確；彈簧被壓縮到最短時(shí)彈性勢(shì)能最大，此時(shí)物塊A的動(dòng)能為零，在A下落的過(guò)程中，物塊A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，物塊A減小的重力勢(shì)能等于彈簧增加的彈性勢(shì)能與物塊B增加的機(jī)械能之和，即彈簧的最大彈性勢(shì)能小于物塊A下降過(guò)程中減少的重力勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。15.(多選)(2020·東北三省三校第二次聯(lián)考)一只半徑為R的半球形碗固定不動(dòng)，碗的內(nèi)壁光滑，碗口水平，O點(diǎn)為球心，A、B均為碗內(nèi)壁上的點(diǎn)，且A點(diǎn)是最低點(diǎn)，B點(diǎn)與圓心等高，C點(diǎn)是圓弧AB的中點(diǎn)(點(diǎn)O、A、B、C在同一豎直平面內(nèi))重力加速度大小為g。有一只質(zhì)量為m的小球靜止在碗底部，現(xiàn)對(duì)小球施加一水平恒力F，則()圖11A.若F＝eq\f(3,4)mg，小球?qū)⒂锌赡艿竭_(dá)B點(diǎn)B.若F＝mg，小球?qū)⒁欢ǖ竭_(dá)B點(diǎn)C.若F＝mg，小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，合力的功率最大D.若F＝2mg，小球從最低點(diǎn)到其軌跡最高點(diǎn)過(guò)程中機(jī)械能的增量為6mgR答案BD解析對(duì)小球從A到B過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理，有FR－mgR＝eq\f(1,2)mv2－0，所以若F＝eq\f(3,4)mg，小球動(dòng)能為負(fù)值，故不可能到達(dá)B點(diǎn)；若F＝mg，小球到達(dá)B點(diǎn)動(dòng)能恰好為零，恰好到達(dá)B點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；若F＝mg，則合力大小為eq\r(2)mg，方向與水平夾角為45°，小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)，合力與速度方向垂直，此時(shí)合力功率為零，故C錯(cuò)誤；若F＝2mg，對(duì)小球從A到B過(guò)程根據(jù)動(dòng)能定理有2mgR－mgR＝eq\f(1,2)mv2－0，解得v＝eq\r(2gR)，小球離開(kāi)B點(diǎn)后在豎直方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(v,g)＝eq\r(\f(2R,g))，在水平方向做初速度為0的勻加速運(yùn)動(dòng)，有x＝eq\f(1,2)·eq\f(F,m)t2＝2R，全程外力做功W＝F(R＋2R)＝6mgR，機(jī)械能增加6mgR，故D正確。

高考復(fù)習(xí)時(shí)間安排進(jìn)入高三，考生應(yīng)該如何復(fù)習(xí)才