2.1机械能守恒定律和功能关系-2023年高考物理二轮复习四翼分层突破

专题二 能量与动量 2.1机械能守恒定律和功能关系 1. （2022·江苏·高考真题）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接在一起，处于压缩状态，A由静止释放后沿斜面向上运动到最大位移时，立即将物块B轻放在A右侧，A、B由静止开始一起沿斜面向下运动，下滑过程中A、B始终不分离，当A回到初始位置时速度为零，A、B与斜面间的动摩擦因数相同、弹簧未超过弹性限度，则（　　） A．当上滑到最大位移的一半时，A的加速度方向沿斜面向下 B．A上滑时、弹簧的弹力方向不发生变化 C．下滑时，B对A的压力先减小后增大 D．整个过程中A、B克服摩擦力所做的总功大于B的重力势能减小量 2. （2022·全国·高考真题）固定于竖直平面内的光滑大圆环上套有一个小环，小环从大圆环顶端P点由静止开始自由下滑，在下滑过程中，小环的速率正比于（　　） A．它滑过的弧长 B．它下降的高度 C．它到P点的距离 D．它与P点的连线扫过的面积 机械能守恒定律 1．机械能守恒的三种判断方法 (1)用做功判断：若物体或系统只有重力(或系统内弹簧的弹力)做功，虽受其他力，但其他力不做功，则其机械能守恒． (2)用能量转化判断：若物体或系统中只有动能和势能的相互转化，而无机械能与其他形式的能的相互转化，则物体或系统机械能守恒． (3)对多个物体组成的系统，除考虑是否只有重力做功外，还要考虑系统内力是否做功，如有摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失． 2．机械能守恒定律的三种表达形式 例题1. （2022·浙江·高考真题）神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面。则（　　） A．天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大 B．返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力 C．质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行 D．返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒 练1. （2022·浙江·模拟预测）如图是某物体的匀变速直线运动图像，该物体质量为1kg，则下列说法正确的是（　　） A．该物体的初速度为9.8m/s B．该物体的加速度大小为 C．该物体所受合外力为9.8N D．该物体的机械能一定守恒 例题2. （2022·贵州贵阳·模拟预测）神舟十三号返回舱进入大气层，减速伞打开后，将返回舱的运动简化为竖直方向的直线运动，其运动的图像如图所示。设该过程中，重力加速度和返回舱质量不变，则返回舱（　　） A．重力的功率在时间内随时间减小 B．所受合力在时间内做正功 C．加速度的值在时间内随时间增大 D．机械能在时间内不变 练2. （2022·广东湛江·模拟预测）某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，把足球视为质点，空气阻力不计，关于足球从踢出到落地的过程中，足球的（    ） A．动能先减少后增加 B．重力势能一直增加 C．机械能先减少后增加 D．重力的瞬时功率一直增大 功能关系 1．常见的功能关系 (1)合外力做功与动能的关系：W合＝ΔEk. (2)重力做功与重力势能的关系：WG＝－ΔEp. (3)弹力做功与弹性势能的关系：W弹＝－ΔEp. (4)除重力以外其他力做功与机械能的关系：W其他＝ΔE机． (5)滑动摩擦力做功与内能的关系：Ffx相对＝ΔE内． (6)电场力做功与电势能的关系：W电＝－ΔEp电． (7)克服安培力做功与电能的关系：W克＝ΔE电． 2．功能关系的应用“三注意” (1)分清是什么力做功，并且分析该力做正功还是做负功；根据功能之间的对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化情况． (2)也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少． (3)功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系，功是能量转化的量度和原因，在不同问题中的具体表现不同． 例题3. （2022·山东省实验中学模拟预测）10块同样的木板一个一个紧挨着静止放在足够大的水平地面上，每个木板质量均为、长，它们与地面之间的动摩擦因数均为。在第1块木板左端放一质量为的可视为质点的铅块，它与木板间的动摩擦因数，现给铅块一水平向右的初速度，使其在木板上方滑行。最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，，取，。求： （1）铅块刚滑过第1块木板时的速度大小（结果保留两位有效数字）； （2）铅块从左向右滑过几块木板时，下面的木板开始滑动； （3）第10块木板刚开始滑动时的加速度大小； （4）整个过程中铅块和木板间因摩擦而产生的热量Q。 练4. （2022·江苏·三模）如图所示，粗糙轻杆水平固定在竖直轻质转轴上A点。质量为m的小球和轻弹簧套在轻杆上，小球与轻杆间的动摩擦因数为μ，弹簧原长为0.6L，左端固定在A点，右端与小球相连。长为L的细线一端系住小球，另一端系在转轴上B点，AB间距离为0.6L。装置静止