考点07 功能关系　能量守恒定律-2024年新高考物理一轮专题复习方略

08 机械能守恒定律 [-考点-07-] 功能关系　能量守恒定律 1．对功能关系的理解 (1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的． (2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等． 2．常见的功能关系 能量 功能关系 表达式 势能 重力做的功等于重力势能减少量 W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 弹力做的功等于弹性势能减少量 静电力做的功等于电势能减少量 分子力做的功等于分子势能减少量 动能 合外力做的功等于物体动能变化量 W＝Ek2－Ek1＝mv2－mv02 机械能 除重力和弹力之外的其他力做的功等于机械能变化量 W其他＝E2－E1＝ΔE 摩擦产生 的内能 一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能 Q＝Ff·x相对 电能 克服安培力做的功等于电能增加量 W电能＝E2－E1＝ΔE 功的正负与能量增减的对应关系 (1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功． (2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功． (3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功． 典例1 (功能关系的理解) (多选)如图所示，质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度大小为g，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h，则在这个过程中物体(　　) A．重力势能增加了mgh B．机械能损失了mgh C．动能损失了mgh D．克服摩擦力做功mgh 典例2 (功能关系与图像的结合)(多选)(2020·全国卷Ⅰ)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2.则(　　) A．物块下滑过程中机械能不守恒 B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D．当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 典例3 (摩擦力做功与能量转化)如图甲所示，长木板A放在光滑的水平面上，质量为m＝2 kg的另一物体B(可看成质点)以水平速度v0＝2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面.由于A、B间存在摩擦，之后A、B速度随时间变化情况如图乙所示.下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　) A.木板A获得的动能为2 J B.系统损失的机械能为4 J C.木板A的最小长度为2 m D.A、B间的动摩擦因数为0.1 典例4 (能量守恒定律的理解和应用)(多选)(2021·湖南长沙模拟)如图所示，质量为m的物块(可视为质点)从倾角为37°的固定斜面顶端由静止开始下滑，到达B点开始压缩弹簧(弹簧原长为2L)，被弹簧弹回后恰能到达AB的中点C.已知＝2L，物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝，设弹簧的最大压缩量为xm，获得的最大弹性势能为Ep，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，下列说法正确的是(　　) A.物块与弹簧组成的系统机械能不守恒 B.物块运动到B点的速度最大 C.弹簧的最大压缩量为1.5L D.弹簧获得的最大弹性势能为2mgL 1.质量为m的物体，从距地面h高处由静止开始以加速度a＝g(g为重力加速度)竖直下落到地面．在此过程中(　　) A．物体的动能增加了mgh B．物体的重力势能减少了mgh C．物体的机械能减少了mgh D．物体的机械能保持不变 2.(多选)一个质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F的作用下，从最低点P缓慢地移到Q点，如图所示，重力加速度为g，则在此过程中(　　) A．小球受到的合力做的功为mgL(1－cos θ) B．水平力F做功为FLsin θ C．小球的重力势能增加mgL(1－cos θ) D．水平力F做功使小球的机械能增加mgL(1－cos θ) 3.如图所示，一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A，斜面与滑块之间有摩擦．下图分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、势能Ep和机械能E随时间的变化图像，可能正确的是(　　) 4.(多选)(2023·泉州市·期末)如图，一块长木板B放在光滑的水平面上，在B的左端放一小物体A，现以水平力F拉A，使A从B的左端滑到右端，由于A、B间摩擦力的作用，B向右移动一段距离．在此过程中(　　) A．F做功的大小等于A动能的增加量 B．F越大系统中因摩擦产生的热量越多 C．摩擦力对A、B做功的代