必考点11 功能关系　能量守恒定律-【对点变式题】2021-2022学年高一物理下学期期中期末必考题精准练（人教版2019）

必考点11 功能关系　能量守恒定律 题型一 功能关系的理解和应用 例题1　(多选)(2019·广东天河华南师大附中期末)如图所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为h的B处，获得的速度为v，AB的水平距离为s，重力加速度为g.下列说法正确的是(　　) A．小车克服重力所做的功是mgh B．合力对小车做的功是 C．推力对小车做的功是Fs－mgh D．阻力对小车做的功是＋mgh－Fs 【答案】ABD 【解析】上升过程，重力做功为WG＝mgΔh＝mg(hA－hB)＝－mgh，故小车克服重力所做的功是mgh，故A正确；对小车从A运动到B的过程中运用动能定理得W＝mv2，故B正确；由动能定理得W推－mgh＋Wf＝mv2，解得W推＝mv2－Wf＋mgh，由于推力为恒力，故W推＝Fs，阻力对小车做的功是Wf＝mv2＋mgh－Fs，故C错误，D正确． 故选ABD． 【解题技巧提炼】 1．物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功． 2．势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、电场力等)做负功还是做正功． 3．机械能增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功． 题型二 摩擦力做功与能量转化 例题1 (多选)如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动．小物块和小车之间的摩擦力为Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.此过程中，以下结论正确的是(　　) A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)(L＋x) B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffx C．小物块克服摩擦力所做的功为Ff(L＋x) D．系统产生的内能为F 【答案】ABC 【解析】由动能定理可得，小物块到达小车最右端时的动能Ek物＝W合＝(F－Ff)(L＋x)，A正确；小物块到达小车最右端时，小车的动能Ek车＝Ff x，B正确；小物块克服摩擦力所做的功Wf＝Ff(L＋x)，C正确；系统产生的内能为Ff L，D错误． 故选ABC． 【解题技巧提炼】 1．摩擦力做功的特点 (1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零； (2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量； (3)说明：两种摩擦力对物体都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． 2．三步求解相对滑动物体的能量问题 (1)正确分析物体的运动过程，做好受力分析． (2)利用运动学公式，结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系，求出两个物体的相对位移． (3)代入公式Q＝Ff·x相对计算，若物体在传送带上做往复运动，则为相对路程s相对． 题型三 能量守恒定律的理解和应用 例题1 (2020·浙江1月选考·20)如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜轨道AB组成．游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道．全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功．已知圆轨道半径r＝0.1 m，OE长L1＝0.2 m，AC长L2＝0.4 m，圆轨道和AE光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ＝0.5.滑块质量m＝2 g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能．忽略空气阻力，各部分平滑连接．求： (1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小； (2)当h＝0.1 m且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小及弹簧的弹性势能Ep0； (3)要使游戏成功，弹簧的弹性势能Ep与高度h之间满足的关系． 【答案】见解析 【解析】(1)滑块恰过F点的条件为mg＝m 解得vF＝1 m/s (2)滑块从E点到B点，由动能定理得 －mgh－μmgL2＝0－mvE2 在E点由牛顿第二定律得FN′－mg＝m 解得FN＝FN′＝0.14 N 从O点到B点，由能量守恒定律得： Ep0＝mgh＋μmg(L1＋L2) 解得Ep0＝8.0×10－3 J (3)滑块恰能过F点的弹性势能 Ep1＝2mgr＋μmgL1＋mvF2＝7.0×10－3 J 到B点减速到0 Ep1－mgh1－μmg(L1＋L2)＝0 解得h1＝0.05 m 设斜轨道的倾角为θ，若滑块恰好能停在B点不下滑， 则μmgcos θ＝mgsin θ 解得tan θ＝0.5，此时h2＝0.2 m 从O点到B点 Ep＝mgh＋μmg(L1＋L2)＝2×10－3(10h＋3) J 其中0.05 m≤h≤0.2 m. 例题2 (多选)(2019·湖南衡阳市第二次模拟)如图所示，一根轻弹簧一端固定在O点，另一端固定一个带有孔的小球，小球