易混易错05 功能关系与能量守恒问题-【查漏补缺】2023年高考物理三轮冲刺过关（全国通用）

查补易混易错05 功能关系与能量守恒 利用机械能守恒定律、动能定理解决功能关系是历年高考考查的重点，结合其它动力学的重点知识，如牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动、动量定理和动量守恒定律等进行综合考查。例如2022年北京卷第8题、湖南卷第3题、河北卷第14题等各地试卷都在各种情境从不同角度考查了该部分内容。近年来命题的选材情景趋于联系生活生产、体育运动、航空航天等实际情境，也常出现弹簧、各类轨道、传送带等贴近生产生活的装置，目的是能够用物理知识解决实际问题。在带电粒子在电场中运动，电磁感应、电路等都有体现。用到的主要物理思想和方法有：能量守恒贯穿整个物理。 考向一、功和功率 易混易错归纳： 1．功的正负的判断方法 2．计算功的方法 几种力做功的特点：重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关；滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。 摩擦力做功的特点：单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功；相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能，内能Q＝Ffx相对。 3.功率的理解和计算：平均功率的计算方法：＝； 瞬时功率的计算方法：P＝Fvcos α，v为t时刻的瞬时速度，注意F与V共线 4.机动车启动：结合牵引力功率P＝Fv及牛顿第二定律F－f＝ma即可分析运动问题，有时还需要用动能定理解功能问题． 典例分析： 1.(2022·广东)(多选)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度5 m/s匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶．已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力．下列说法正确的有(　　) A．从M到N，小车牵引力大小为40 N B．从M到N，小车克服摩擦力做功800 J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J 2．(2022·浙江6月选考)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置，把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台，先加速再匀速，最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动，到达平台速度刚好为零，则提升重物的最短时间为(g取10 m/s2)(　　) A．13.2 s　　　　B．14.2 s C．15.5 s D．17.0 s 3.（2021·湖南卷）“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是（　　） A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为 D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为 4.(2022·福建模拟)(多选)某辆汽车总质量为m，发动机的功率为P时在平直公路上以速度v0匀速行驶．t＝0时汽车进入限速区，驾驶员立即将汽车功率减小到并保持该功率继续行驶，t1时刻后汽车再次匀速．假设汽车行驶过程中所受阻力大小不变，从驾驶员减小油门开始，汽车的v－t关系如图所示，则在0～t1时间内，下列说法正确的是(　　) A．减小功率后瞬间汽车的加速度大小为 B．减小功率后瞬间汽车的加速度大小为 C．汽车行驶的位移大小为＋ D．汽车行驶的位移大小为＋ 考向二、动能定理与能量守恒 易混易错归纳： 1.动能定理的基本应用流程（一般研究对象为单体） 2.几种常见的功能关系及其表达式（一般研究对象为系统） 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)W弹＝－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