专题12 功能关系能量守恒-2023年高考冲刺物理热点知识讲练与题型归纳（全国通用）

专题12 功能关系能量守恒 [题型导航] 题型一 功能关系的理解 1 题型二 摩擦力做功与能量转化 3 题型三 能量守恒定律的理解和应用 4 题型四 传送带模型中的动力学和能量转化问题 6 [考点分析] 题型一 功能关系的理解 几种常见的功能关系及其表达式 力做功 能的变化 定量关系 合力的功 动能变化 W＝Ek2－Ek1＝ΔEk 重力的功 重力势能变化 (1)重力做正功，重力势能减少 (2)重力做负功，重力势能增加 (3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 弹簧弹力的功 弹性势能变化 (1)弹力做正功，弹性势能减少 (2)弹力做负功，弹性势能增加 (3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 只有重力、弹簧弹力做功 机械能不变化 机械能守恒ΔE＝0 除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功 机械能变化 (1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少 (2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少 (3)W其他＝ΔE 一对相互作用的滑动摩擦力的总功 机械能减少 内能增加 (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加 (2)摩擦生热Q＝Ff·x相对 [例题1] （多选）如图，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行。整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中（　　） A．物块A与斜面始终相对静止 B．物块A的重力势能增加量小于mgh C．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和 D．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和 [例题2] 如图所示，物体A的质量为m，置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L，劲度系数为k，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列论述中正确的是（　　） A．提弹簧的力对系统做功为mgL B．物体A的重力势能增加mgL C．系统增加的机械能小于mgL D．以上说法都不正确 [例题3] （多选）如图，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g．若物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块（　　） A．动能损失了2mgH B．重力做功mgH C．摩擦力做功mgH D．机械能损失了mgH 题型二 摩擦力做功与能量转化 1．静摩擦力做功的特点 (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位移． 深化拓展　从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量． [例题4] 如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行。将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。下列说法中正确的是（　　） A．第一阶段物体受到滑动摩擦力作用，第二阶段物体不受摩擦力作用 B．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功 C．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体做的功 [例题5] 如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率V1匀速向右运动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率V2（V2＞V1）滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。就上述过程，下列判断正确的有（　　） A．此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为 B．此过程中传送带对滑块做功为 C．滑块返回传送带右端时的速率为V2 D．此过程中电动机做功为 [例题6] 如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切．一质量m＝1kg的小滑块自A点沿弧面由静止滑下，A点距离长木板上表面高度h＝0.6m．滑块在木板上滑行t＝1s后，和木板以共同速度v＝1m/s匀速运动，取g＝10m/s2．求： （1）滑块与木板间的摩擦力． （2）滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功． （3）滑块相对木板滑行的距离及在木板上产生的热