专题12 功能关系能量守恒-【起飞计划】2024年高考物理热点知识清单与题型讲练（全国通用）

专题12 功能关系能量守恒 题型一 功能关系的理解 1 题型二 摩擦力做功与能量转化 4 题型三 能量守恒定律的理解和应用 6 题型四 传送带模型中的动力学和能量转化问题 8 题型一 功能关系的理解 1、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 2、功能关系中的图像问题 [题型专练1]. （2023秋•北碚区校级期中）如图所示，固定在竖直面内的粗糙轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成，两段相切于B点，BC段圆心为O，最高点为C，A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。质量为m的小球从A点以初速度冲上轨道，能恰好沿轨道运动到C点。若小球所受阻力大小恒定，下列说法正确的是（　　） A．小球在C点受到轨道的支持力大小为0 B．小球从A到C的过程中，机械能减少了 C．小球从A到C的过程中，克服了轨道的阻力做功 D．若要让小球从C点脱离轨道，则至少要将小球的初速度v0增大到 [题型专练2]. （2023春•蒙阴县期中）如图所示，一个质量为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，其运动的加速度大小为，这物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体的（　　） A．整个过程中物体机械能守恒 B．动能损失了 C．重力势能增加了 D．机械能损失了 [题型专练3]. （2023秋•渝中区校级期中）如图所示，静止的电梯缆绳发生断裂后向下坠落，电梯压缩井底缓冲轻质弹簧后逐渐停止运动，弹簧始终没有超过弹性限度，下滑过程中安全钳给电梯的滑动摩擦力大小恒定，忽略空气阻力的影响。则电梯从接触弹簧到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．电梯的加速度一直在减小 B．电梯的速度一直在减小 C．电梯的机械能一直在减小 D．电梯克服弹簧弹力做的功小于电梯动能的减小量 [题型专练4]. （2023秋•郫都区校级月考）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与物块A连接，物块B叠放在A上，弹簧处于自然长度。A、B由静止释放后一起沿粗糙斜面向下运动，下滑过程中A、B始终不分离，到达最低点时，立即将B撤去，A沿斜面向上运动恰能回到初始位置，弹簧未超过弹性限度。则（　　） A．下滑过程中B受到的摩擦力先减小后增大 B．下滑过程中B对A的摩擦力所做的功大于A克服斜面的摩擦力所做的功 C．上滑过程中弹簧弹力对A做的功小于A克服重力做的功 D．上滑过程中A的机械能保持不变 [题型专练5]. （2023秋•重庆期中）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，其运动的加速度为g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（　　） A．重力势能增加了mgh B．摩擦力大小为mg C．动能损失了mgh D．系统产生热量为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． [题型专练6]. （2023春•红塔区校级期末）如图所示，斜面体B静置于水平桌面上，斜面上各处粗糙程度相同。一质量为M的木块A从斜面底端开始以初速度v0上滑，然后又返回出发点，此时速度为v，且v＜v0，在上述过程中斜面体一直静止不动，以下说法正确的是（