高考必备12 机械能（2）-2021年高三物理重点模型训练

功能关系之弹力做功 【典例】如图所示，光滑的斜劈放在水平面上，斜面上用固定的竖直板挡住一个光滑球，当整个装置沿水平面以速度v向左匀速运动时，以下说法正确的是（　　） A．小球的重力不做功 B．斜面对球的弹力不做功 C．挡板对球的弹力不做功 D．以上三种说法均不正确 【答案】A 【解析】对小球进行受力分析：小球受到竖直向下的重力，斜面对它垂直斜面向上的弹力，挡板对它水平向右的弹力，而小球位移方向水平向左，所以只有重力方向与位移方向垂直，故重力不做功，斜面对球的弹力做正功，挡板对球的弹力做负功，故A正确，BCD错误。 故选A。 【思想方法】1、弹力做功与路径无关 2、弹力做正功重力势能减小，弹力做负功弹力势能增加 3、弹力做功多少，势能就变化多少 【练习】如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，O点为弹簧处于原长时物块的位置。将物块（可视为质点）拉至A点由静止释放，物块在粗糙的水平桌面上沿直线运动，经过O点运动到B点时速度恰好减为0。在物块由A点运动到O点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A．弹簧弹力做功大于物块克服摩擦力做功 B．弹簧弹力做功等于物块克服摩擦力做功 C．弹簧弹力的冲量大小等于摩擦力的冲量大小 D．弹簧弹力的冲量大小小于摩擦力的冲量大小 【答案】A 【解析】AB．从A到O根据动能定理 则弹簧弹力做功大于物块克服摩擦力做功，选项A正确，B错误； CD．从A到O根据动量定理 可知弹簧弹力的冲量大小大于摩擦力的冲量大小，选项CD错误。 故选A。 功能关系之电场力做功 【典例】【2020年全国III卷】如图，∠M是锐角三角形PMN最大的内角，电荷量为q（q>0）的点电荷固定在P点。下列说法正确的是（　　） A. 沿MN边，从M点到N点，电场强度大小逐渐增大 B 沿MN边，从M点到N点，电势先增大后减小 C. 正电荷在M点的电势能比其在N点的电势能大 D. 将正电荷从M点移动到N点，电场力所做的总功为负 【答案】BC 【解析】A．点电荷的电场以点电荷为中心，向四周呈放射状，如图 是最大内角，所以，根据点电荷的场强公式（或者根据电场线的疏密程度）可知从电场强度先增大后减小，A错误； B．电场线与等势面（图中虚线）处处垂直，沿电场线方向电势降低，所以从电势先增大后减小，B正确； C．、两点的电势大小关系为，根据电势能的公式可知正电荷在点的电势能大于在点的电势能，C正确； D．正电荷从，电势能减小，电场力所做的总功为正功，D错误。 故选BC。 【思想方法】1、电场力做了多少功电势能就改变了多少； 2、电场力做正功电势能减小，电场力做负功电势能增加； 3、电场力做功与路径无关，只取决于两点间电势差和带电体电荷量。 【练习】（2020·江西省安义中学高二期末）一带电粒子在如图所示的点电荷的电场中，在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，电荷的加速度、动能、电势能的变化情况是　　 A．加速度的大小增大，动能、电势能都增加 B．加速度的大小减小，动能、电势能都减少 C．加速度增大，动能增加，电势能减少 D．加速度增大，动能减少，电势能增加 【答案】C 【解析】由图可知，电荷在A点电场线比B点疏，所以A点的电场力小于B点的电场力，则A点的加速度小于B点的加速度；从A到B，电场力做正功，根据动能定理，动能增加；电场力做正功，电势能减小，故C正确，ABD错误． 功能关系之摩擦力做功 【典例】（2020·全国高一课时练习）如图所示，利用倾角为的传送带把一个质量为m的木箱匀速传送L距离，这时木箱升高h，木箱和传送带始终保持相对静止。关于此过程，下列说法正确的是（　　） A．木箱克服摩擦力做功mgh B．摩擦力对木箱做功为零 C．摩擦力对木箱做功为，其中为动摩擦因数 D．摩擦力对木箱做功为mgh 【答案】D 【解析】木箱和皮带间的摩擦力为静摩擦力，对木箱做正功，木箱匀速运动，根据功能原理，摩擦力对木箱做的功等于木箱克服重力做的功；该摩擦力为静摩擦力，静摩擦力为 所以摩擦力对木箱做功为 故ABC错误，D正确。 故选D。 【思想方法】 1．静摩擦力做功 (1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零． (3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能． 2．滑动摩擦力做功的特点 (1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． (2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果： ①机械能全部转化为内能； ②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能． (3)摩擦生热的计算：Q＝Ffx相对．其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程． 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的总功等于系统内能的增加量；从能量的