热点05 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用——挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点

挑战2022年高考物理考前必突破16个必考热点 热点05 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用 目录 【热点解读】 1 【高考真题再练】 1 【核心考点】 6 【最新热点分析】 7 热点一 功、功率及相关图象问题 7 热点二 动能定理的理解和应用 9 热点三 机械能守恒定律的理解及应用 11 热点四 功能关系的理解及应用 13 【考场练兵】 15 一、基础强化练 15 二、能力提升练 19 【热点解读】 1、本专题主要结合图象考查机车启动，根据动能变化考查变力的功，结合圆周运动、弹簧等模型;涉及摩擦力做功、能量转化、内能、电势能、机械能转化的问题考查 2、通过本专题学习可快速提升学生的审题能力，推理能力，综合分析能力。 3、用到的相关知识有：圆周运动，机械能守恒定律，动能定理等。 【高考真题再练】 1. (2019全国Ⅲ卷)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为(　　) A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg 【情境剖析】本题属于基础性题目，以“日常生活中竖直上抛”为素材创设生活实践问题情境。 【素养能力】本题考查关键能力中的理解能力、推理论证能力，理解动能和功的关系。 【答案】C 【解析】根据动能定理,物体在上升过程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36 J,Ek1=72 J,h=3 m 在下落过程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中Ek3=24 J,Ek4=48 J,h=3 m联立求得m=1 kg故选C。 2.(多选)(2020全国Ⅰ卷)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(　　) A.物块下滑过程中机械能不守恒 B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 【情境剖析】本题属于基础性题目，以“物块沿斜面下滑”为素材创设学习探索问题情境。 【榛养能力】本题考查关键能力中的信息获取能力、理解能力、推理论证能力、掌握动能、重力势能、能量守恒的应用。 【答案】AB　 【解析】本题可根据图象分析出物块下滑过程中损失的机械能。由图象可知,物块在斜面顶端时重力势能为30 J,物块滑到斜面底端时动能为10 J,该过程损失了20 J的机械能,所以物块下滑过程中机械能不守恒,选项A正确;物块在斜面顶端时,mgh=30 J,在下滑全过程中由能量守恒得μmgcos θ·s=20 J,解得m=1 kg,μ=0.5,选项B正确;物块下滑时mgsin θ-μmgcos θ=ma,解得a=2.0 m/s2,选项C错误;物块下滑2.0 m时损失的机械能为Q=μmgcos θ·s'=0.5×10×0.8×2.0 J=8 J,选项D错误。 3.(多选)(2020天津卷)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能,成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。一列质量为m的动车,初速度为v0,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设动车行驶过程所受到的阻力F保持不变。动车在时间t内(　　) A.做匀加速直线运动 B.加速度逐渐减小 C.牵引力的功率P=Fvm D.牵引力做功W= 【情境剖析】本题属于基础性题目，以“复兴号动车实现自动驾驶功能”为素材创设生活实践问题情境。 【素养能力】本题考查关键能力中的理解能力、推理论证能力，能够应用功和功率的公式、动能定理解决功能关系问题。 【答案】BC　 【解析】动车以恒定功率启动,P=F牵v=Fvm,由于速度增加,因此牵引力减小,根据牛顿第二定律可知,加速度越来越小,A错误,B、C正确;时间t内牵引力做功W=Pt,根据动能定理有Pt-WF=,可知D错误。 4.(2021全国甲卷)如图所示,一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带(图中未完全画出),相邻减速带间的距离均为d,减速带的宽度远小于d;一质量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放。已知小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关。观察发现,小车通过第30个减速带后,在相邻减速带间的平均速度均相同。小车通过第50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面,继续滑行距离s后停下。已知小车与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g。 (1)求小车通过第30个减速带后,经过每一个减