考点15 功能关系 机械能守恒定律及其应用-【金版教程】2023高考物理一轮总复习首选用卷课件PPT（老高考）

考点15 功能关系 机械能守恒定律其应用 第一步 狂刷小题·夯基础 [题组一　基础小题] 1．下列说法正确的是(　　) A．物体做匀速直线运动，其机械能不一定不变 B．物体做匀速圆周运动，其机械能一定不变 C．合外力对物体做正功，物体的机械能一定增加 D．滑动摩擦力只能对物体做负功 答案 解析 解析　物体做匀速直线运动，动能不变，物体的重力势能可能不变，也可能变化，因此物体的机械能可能不变，也可能变化，故A正确；物体若在竖直平面内做匀速圆周运动，则其机械能变化，故B错误；合外力对物体做正功，根据动能定理可知，物体的动能一定增加，但不能判断物体的机械能是否变化，故C错误；滑动摩擦力与相对运动方向相反，与物体的运动方向可能相反，也可能相同，所以滑动摩擦力可能对物体做负功，也可能做正功或不做功，故D错误。 2.如图所示，运动员把质量为m的足球从水平 地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h，在 最高点时的速度为v，不计空气阻力，重力加速度 为g，则运动员踢球时对足球做的功为(　　) 答案 解析 解析　足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E＝mgh＋ mv2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E＝mgh＋ mv2，足球获得的机械能等于运动员踢球时对足球做的功，即W＝mgh＋ mv2，故A、B、D错误，C正确。 3．(多选)一个小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功5 J，除重力之外其他力做功2 J。则小球(　　) A．a点的重力势能比在b点多5 J B．在a点的动能比在b点少7 J C．在a点的机械能比在b点少2 J D．在a点的机械能比在b点多2 J 答案 解析 解析　小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功为5 J，因此小球在a点的重力势能比在b点多5 J，A正确；其他力做功为2 J，重力做功为5 J，合外力做功为7 J，由动能定理可知，小球在a点的动能比在b点少7 J，B正确；机械能的变化根据除重力以外的其他力做功判断，除重力之外其他力做功2 J，所以机械能增大2 J，即小球在a点的机械能比在b点少2 J，C正确，D错误。 答案 解析 5.如图所示，固定的倾斜光滑直杆上套有一个质量 为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连， 弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于伸长状态， 长度为h。让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端时速度 刚好为零。则在圆环下滑过程中(　　) A．圆环的机械能守恒 B．弹簧的弹性势能先增大后减小 C．重力的功率先减小后增大 D．弹簧的弹性势能和圆环的重力势能之和最小时圆环的动能最大 答案 解析 解析　圆环沿杆滑下，滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功，即圆环所受的重力和弹簧的弹力，所以圆环的机械能不守恒，故A错误；弹簧的弹性势能随弹簧的形变量的变化而变化，由图知弹簧先缩短再伸长，故弹簧的弹性势能开始时先减小，故B错误；开始一段时间，圆环的速度增加，根据P＝mgvsinα可知，开始时重力的功率先增大，故C错误；弹簧与圆环组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律知，当弹簧的弹性势能和圆环的重力势能之和最小时圆环的动能最大，故D正确。 6．(多选)如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是(　　) A．此时物块的动能为F(x＋L) B．此时小车的动能为f(x＋L) C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(x＋L)－fL D．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为fL 答案 解析 解析　由图可知，在拉力的作用下物块前进的位移为L＋x，故拉力对物块做的功为F(x＋L)，摩擦力对物块做的功为－f(x＋L)，则由动能定理可知，小物块刚好滑到小车的最右端时，物块的动能为(F－f)(x＋L)，故A错误；小车受摩擦力作用，摩擦力作用的位移为x，故摩擦力对小车做功为fx，由动能定理得，此时小车的动能为fx，B错误；这一过程中，物块和小车增加的机械能等于外力F做的功减去系统内能的增量，系统内能的增量等于fL，故系统机械能的增量为F(x＋L)－fL，故C、D正确。 [题组二　高考小题] 7．(2018·天津高考)滑雪运动深受人民群众喜爱，某 滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道 AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中(　　) A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变