高考物理二輪復(fù)習(xí)專題培優(yōu)練習(xí)重難點(diǎn)06 功能關(guān)系　能量守恒（原卷版）

重難點(diǎn)06功能關(guān)系能量守恒能量觀點(diǎn)是解決物理問題的方法之一，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，某種形式的能量的變化對(duì)應(yīng)某種力的做功過程。能量守恒定律是自然界的各種能量轉(zhuǎn)化的遵守的規(guī)律。在試題中，多以綜合題形式出現(xiàn)，選擇題計(jì)算題等題型均有出現(xiàn)，伴隨多過程問題。例題1.（多選）（2022·河北·高考真題）如圖，輕質(zhì)定滑輪固定在天花板上，物體SKIPIF1<0和SKIPIF1<0用不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，懸掛在定滑輪上，質(zhì)量SKIPIF1<0，SKIPIF1<0時(shí)刻將兩物體由靜止釋放，物體SKIPIF1<0的加速度大小為SKIPIF1<0。SKIPIF1<0時(shí)刻輕繩突然斷開，物體SKIPIF1<0能夠達(dá)到的最高點(diǎn)恰與物體SKIPIF1<0釋放位置處于同一高度，取SKIPIF1<0時(shí)刻物體SKIPIF1<0所在水平面為零勢(shì)能面，此時(shí)物體SKIPIF1<0的機(jī)械能為SKIPIF1<0。重力加速度大小為SKIPIF1<0，不計(jì)摩擦和空氣阻力，兩物體均可視為質(zhì)點(diǎn)。下列說法正確的是（）A．物體SKIPIF1<0和SKIPIF1<0的質(zhì)量之比為SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0時(shí)刻物體SKIPIF1<0的機(jī)械能為SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0時(shí)刻物體SKIPIF1<0重力的功率為SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0時(shí)刻物體SKIPIF1<0的速度大小SKIPIF1<0例題2.（2022·湖北·高考真題）如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的小物塊Р和Q，用輕質(zhì)彈簧連接后放在水平地面上，Р通過一根水平輕繩連接到墻上。P的下表面光滑，Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。用水平拉力將Q向右緩慢拉開一段距離，撤去拉力后，Q恰好能保持靜止。彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度大小為g。若剪斷輕繩，Р在隨后的運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為（）A．μmgk B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<01．力做功及功能關(guān)系比較力做功特點(diǎn)功能關(guān)系重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)WG＝－ΔEp＝mgh1－mgh2彈力(彈簧)做功只與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān)W彈＝－ΔEp＝eq\f(1,2)k(Δx1)2－eq\f(1,2)k(Δx2)2(不要求計(jì)算)摩擦力滑動(dòng)摩擦力做功與路徑有關(guān)，可以做正功、負(fù)功，也可以不做功|Wf滑|＝Ff滑·s(s為路程)一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功代數(shù)和小于零|Wf滑|＝Q＝|ΔE機(jī)械能|＝Ff滑·x相對(duì)一對(duì)靜摩擦力做功代數(shù)和為零一對(duì)相互作用力作用力和反作用力可以做功，也可以不做功，做功代數(shù)和可以大于零、小于零，也可以等于零合力合力如果是恒力，可以根據(jù)功的定義式求解F合·x＝ΔEk(動(dòng)能定理)重力及彈簧彈力以外的其他力重力及彈簧彈力以外的其他力所做的功將改變系統(tǒng)的機(jī)械能W其他力＝ΔE機(jī)械能電場(chǎng)力與路徑無關(guān)，由初、末位置的電勢(shì)差決定W電場(chǎng)力＝－ΔEp＝qU洛倫茲力不做功，只改變速度的方向安培力可以做功，也可以不做功感應(yīng)電流在磁場(chǎng)中受到的安培力做負(fù)功，阻礙導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的相對(duì)運(yùn)動(dòng)|W安|＝|ΔE機(jī)械能|＝Q分子力可以做正功，也可以做負(fù)功W分子力＝－ΔEp核力核力破壞時(shí)將釋放巨大的能量ΔE＝Δmc2其中c為光速2．力做功正、負(fù)的判斷及功的計(jì)算常用二級(jí)結(jié)論力做功正負(fù)的判斷(1)F與l的夾角(恒力)(2)F與v的夾角(曲線運(yùn)動(dòng)的情況)(3)能量變化(兩個(gè)相聯(lián)系的物體做曲線運(yùn)動(dòng)的情況)功的計(jì)算(1)W＝Flcosα(恒力，定義式)(2)W＝Pt(變力)(3)W＝ΔEk(變力或恒力)(4)W其他＝ΔE機(jī)，功能原理(5)圖象法(變力或恒力)(6)氣體做功：W＝pΔV(p—?dú)怏w的壓強(qiáng)，ΔV—?dú)怏w的體積變化)（建議用時(shí)：30分鐘）一、單選題1．如圖所示，輕彈簧放置在傾角為SKIPIF1<0的斜面上，彈簧下端與斜面底端的擋板相連，可看作質(zhì)點(diǎn)的小物塊A、B疊放在一起，在斜面的頂端由靜止釋放一起沿斜面下滑。彈簧被壓縮到最短時(shí)，A物塊剛好從B上滑離，此后彈簧將物塊B彈出，B剛好又能滑到斜面頂端，已知重力加速度為g，B物塊與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，則關(guān)于A、B的質(zhì)量m和M之間的關(guān)系，正確的是（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．如圖所示，餐桌中心有一個(gè)半徑為r的圓盤，可繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤的邊緣放置一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊，物塊與圓盤及餐桌間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ?，F(xiàn)緩慢增大圓盤的角速度，小物塊將從圓盤上滑落，最終恰好停在桌面邊緣。已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，圓盤厚度及圓盤與餐桌間的間隙不計(jì)。則下列說法正確的是（）A．餐桌的半徑為SKIPIF1<0B．小物塊剛從圓盤上滑落時(shí)，小物塊的速度為SKIPIF1<0C．小物塊剛從圓盤上滑落時(shí)，圓盤的角速度為SKIPIF1<0D．該過程中因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為μmgr3．水平地面上的傳送裝置如圖所示。SKIPIF1<0長(zhǎng)SKIPIF1<0的水平傳送帶以SKIPIF1<0的速率順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，左端與半徑為SKIPIF1<0的四分之一光滑圓弧軌道相切于B點(diǎn)（不接觸），右端與同一水平面上的平臺(tái)SKIPIF1<0平滑銜接于C點(diǎn)（不接觸）。在平臺(tái)右邊固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧左端恰好位于D點(diǎn)，C、D之間的距離為SKIPIF1<0。質(zhì)量為SKIPIF1<0的滑塊P與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25，與平臺(tái)SKIPIF1<0之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，SKIPIF1<0部分光滑，重力加速度SKIPIF1<0，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)?，F(xiàn)格滑塊P從光滑圓弧軌道上端A點(diǎn)由靜止釋放，下列說法正確的是（）A．滑塊P運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道底端B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為SKIPIF1<0B．滑塊P通過傳送帶SKIPIF1<0過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為SKIPIF1<0C．彈簧壓縮過程中的最大彈性勢(shì)能為SKIPIF1<0D．滑塊P最終停在平臺(tái)SKIPIF1<0的中點(diǎn)4．風(fēng)能是一種環(huán)保型能源，目前我國(guó)風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量已達(dá)2640兆瓦。風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，某地平均水平風(fēng)速為SKIPIF1<0，空氣密度SKIPIF1<0，所用風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)度SKIPIF1<0，效率SKIPIF1<0，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率大約是（）A．0.8kW B．2kW C．8kW D．33kW二、多選題5．如圖甲所示，傾角為SKIPIF1<0的傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將一質(zhì)量為SKIPIF1<0的木箱（可視為質(zhì)點(diǎn)）輕放到傳送帶底端SKIPIF1<0，木箱運(yùn)動(dòng)的速度SKIPIF1<0隨時(shí)間SKIPIF1<0變化的圖像如圖乙所示，SKIPIF1<0時(shí)刻木箱到達(dá)傳送帶上端SKIPIF1<0。重力加速度SKIPIF1<0取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，則下列正確的是（）A．木箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0B．木箱從SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，木箱克服重力做功SKIPIF1<0C．木箱從SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，電動(dòng)機(jī)多消耗的電能為SKIPIF1<0D．木箱從SKIPIF1<0到SKIPIF1<0的過程中，木箱與傳送帶之間的摩擦產(chǎn)熱等于木箱機(jī)械能的增加量6．一帶負(fù)電的粒子僅在電場(chǎng)力作用下沿SKIPIF1<0軸正向運(yùn)動(dòng)，其電勢(shì)能SKIPIF1<0隨位移SKIPIF1<0變化的關(guān)系如圖所示，其中SKIPIF1<0段是對(duì)稱的曲線，SKIPIF1<0段是直線，則下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0處電場(chǎng)強(qiáng)度為零B．在SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0處的電勢(shì)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的關(guān)系為SKIPIF1<0C．粒子在SKIPIF1<0段做變速運(yùn)動(dòng)，在SKIPIF1<0段做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．在SKIPIF1<0段該帶負(fù)電的粒子速度減小三、解答題7．可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A、B、C放在傾角為37°、長(zhǎng)L=2m的固定斜面上，B、C相距1m，其位置關(guān)系如圖所示。物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，物塊A、B的質(zhì)量分別為mA=0.80kg、mB=0.40kg，其中A不帶電，B、C均帶正電，且C的帶電量為qC=＋2.0×10－5C，開始時(shí)三個(gè)物塊均能保持靜止且與斜面間均無摩擦力作用?，F(xiàn)給A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上一直作加速度大小為a=2.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t0，物體A、B分離，當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到斜面頂端時(shí)撤去力F。已知靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2，g=10m/s2，sin37°=0.6。（1）求物塊B帶電量qB；（2）求時(shí)間t0；（3）已知點(diǎn)電荷Q周圍的電勢(shì)分布可表示為SKIPIF1<0，求力F對(duì)物塊A做的功。8．如圖所示，“L”型平板B靜置在光滑的地面上，小物塊A處于平板B上的O′點(diǎn)，O′點(diǎn)左側(cè)粗糙，右側(cè)光滑。用長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.45m的輕繩將質(zhì)量為M=0.2kg的小球懸掛在O′點(diǎn)正上方的O點(diǎn)，輕繩處于水平拉直狀態(tài)。將小球由靜止釋放，下