第14讲　功能关系 能量守恒定律-2024年高考物理一轮考点复习精讲精练（全国通用）

第14讲　功能关系 能量守恒定律 目录 考点一　功能关系的应用力学中几种常见的功能关系 1 考点二　摩擦力做功的特点及应用 1 考点三　能量守恒定律及应用 4 考点四　传送带模型中的动力学和能量转化问题 6 练出高分 9 考点一　功能关系的应用力学中几种常见的功能关系 功 能量的变化 合外力做正功 动能增加 重力做正功 重力势能减少 弹簧弹力做正功 弹性势能减少 电场力做正功 电势能减少 其他力(除重力、弹力外)做正功 机械能增加 [例题1] （2023•汕头二模）急行跳远起源于古希腊奥林匹克运动。如图所示，急行跳远由助跑、起跳、腾空与落地等动作组成，空气阻力不能忽略，下列说法正确的是（　　） A．蹬地起跳时，运动员处于失重状态 B．助跑过程中，地面对运动员做正功 C．从起跳到最高点过程，运动员重力势能的增加量小于其动能的减少量 D．从空中最高点到落地瞬间，运动员克服空气阻力做的功等于重力势能的减少量 [例题2] （2023•绍兴二模）如图所示，质量为2000kg电梯的缆绳发生断裂后向下坠落，电梯刚接触井底缓冲弹簧时的速度为4m/s，缓冲弹簧被压缩2m时电梯停止了运动，下落过程中安全钳总共提供给电梯17000N的滑动摩擦力。已知弹簧的弹性势能为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），安全钳提供的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，下列说法正确的是（　　） A．弹簧的劲度系数为3000N/m B．整个过程中电梯的加速度一直在减小 C．电梯停止在井底时受到的摩擦力大小为17000N D．电梯接触弹簧到速度最大的过程中电梯和弹簧组成的系统损失的机械能约为4600J [例题3] （2023•闵行区二模）如图为“Y”型弹弓，先用力拉弹兜（内有弹丸）使皮筋拉伸，然后由静止释放弹丸，不计空气阻力，弹出的弹丸在空中运动一段时间后击中目标。下列说法不正确的是（　　） A．拉伸皮筋的过程，皮筋的弹性势能增大 B．释放弹丸后弹丸弹出前，弹兜对弹丸做正功 C．弹出后在空中运动的过程，弹丸的动能一直增大 D．由静止释放后击中目标前，弹丸的机械能先增大后保持不变 [例题4] （2023•杭州二模）如图所示是神舟十四号飞船夜间返回的红外照片，打开降落伞后，飞船先减速后匀速下降，最后安全着陆。若不计空气对飞船的作用力，则（　　） A．打开降落伞之后，飞船仍处于失重状态 B．匀速下降阶段，飞船的机械能守恒 C．减速下降阶段，飞船的机械能的减少量等于合力对飞船做的功 D．匀速下降阶段，飞船的机械能的减少量等于重力对飞船做的功 [例题5] （2023•南开区一模）桔槔（gāo）是我国古代的一种取水机械。其原理如图所示，在竖直支架上安装一根可绕支点转动的长细杆，杆的一端固定磐石，另一端通过长竹悬挂水桶。取水时人借助自身重力向下拉动长竹，使水桶浸入水中；打满水后，人向上助力提起水桶，忽略桔槔各衔接处的阻力，下列说法正确的是（　　） A．向下取水过程，桔槔系统的机械能守恒 B．向下取水过程，人对桔槔系统做的功等于磐石增加的重力势能 C．向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统机械能的改变量 D．向上提水过程，人对桔槔系统做的功一定等于系统的动能改变量 考点二　摩擦力做功的特点及应用 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6] （2023•延庆区一模）如图甲所示，物体以一定初速度从倾角α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示。g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。则（　　） A．物体的质量m＝0.67kg B．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.5 C．物体上升过程的加速度大小a＝12m/s2 D．物体回到斜面底端时的动能Ek＝20J [例题7] （2023•长春模拟）如图所示为进入火车站候车室用于安全检查的装置，主要由水平传送带和X光透视系统两部分组成。假设乘客把物品轻放在传送带