微点突破(8) 功能关系与能量守恒定律的理解及应用-【一书三用】2024年高考物理寒假作业高三复习用书

新高考方案系列丛书一书三用物理 微点突破（八） 功能关系与能量守恒定律的理解及应用 精研一题 [典例]体育课上，直立起跳是一项常见的热 身运动，老师先蹲下，然后瞬间向上直立跳起，如图： 1所示。 ↑F/(103N) 0.5 1.0t/ 图1 图2 图3 (1)一位同学站在力传感器上做直立起跳，力传： 感器采集到的F1图线如图2所示。根据图像求这 位同学的质量，分析他在力传感器上由静止起跳过程： 中的超重和失重情况。取重力加速度g=10m/s2。 (2)为了进一步研究直立起跳过程，这位同学构 建了如图3所示的简化模型。考虑到起跳过程中， 身体各部分肌肉（包括上肢、腹部、腿部等肌肉）的作 用，他把人体的上、下半身看作质量均为m的两部 [解题关键] 分A和B,这两部分用一个劲度系数为k的轻弹簧 切入点 研究F:图线的意义及能量转化情况。 相连。起跳过程相当于压缩的弹簧被释放后使系 隐藏点 “爆发力”的理解。 统弹起的过程。已知弹簧的弹性势能E。与其形变 障碍点 对起跳简化模型的认识，B能离地的条件。 量△x的关系为E。=2kAr2。要想人的双脚能够 深得一法 离地，即B能离地，起跳前弹簧的压缩量至少是多：1.常见七种功能转化的对应关系 少？已知重力加速度为g。 (3)“爆发力”是体育运动中对运动员身体水平 重力势能的变化△5，看重力的功关系w。=一A, 评估的一项重要指标，人们通常用肌肉收缩产生的： 弹性势能的变化△S,看，弹力的功关系W角=一△E 力与速度的乘积来衡量肌肉收缩的爆发能力，其最： 动能的变化A近看总功关系w。=△正 大值称之为“爆发力”。某同学想在家通过直立起跳： 评估自己的“爆发力”，为了简化问题研究，他把人离： 机械能的变化△E看，其他力的功关系W他=△正 地前重心的运动看作匀加速直线运动，认为起跳时： 人对地面的平均蹬踏力大小等于肌肉的收缩力。 系统内能的变化△E内看，滑动摩擦力与关系 介质阻力的功 他计划用体重计和米尺测量“爆发力”，请写出需要 FI相对=△E内 测量的物理量，并利用这些物理量写出计算“爆发： 电势能的变化△E,看，电场力的功关暴W电=一△ 力”的公式。 电能的变化△E看，电流的功关系W=一△E :2.应用能量守恒定律解题的注意事项 (1)应用能量守恒定律的两条基本思路 ①某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增 加，且减少量和增加量一定相等，即△E诚=△E增。 ②某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增 加，且减少量和增加量一定相等，即△EA戏=△E增 (2)当涉及摩擦力做功时，一般机械能不守恒，应用 能量守恒定律，特别注意摩擦产生的热量Q Fx相对，工相对为相对滑动的两物体间相对滑动 路径的总长度。 52 第二部分加练重点·补短板 全取一类 计算出的飞行轨迹：实线是炮弹以相同的初速度和 1,(多选)滑沙是人们喜爱的游乐活动，如图是滑沙 抛射角射出在空气中实际的飞行轨迹，这种曲线叫 场地的一段斜面，其倾A 作弹道曲线。由于空气阻力的影响，弹道曲线的升 角为30°，设参加活动的 弧和降弧不再对称，升弧长而平伸，降弧短而弯曲 人和滑车总质量为m,人 炮车的大小可以忽略。当炮弹做弹道运动时，结合 和滑车从距底端高为 学过的力学知识，分析判断下列说法正确的是( 处的顶端A沿滑道由静止开始匀加速下滑，加速： A,炮弹上升的时间一定等于下降的时间 度为0.4g,人和滑车可视为质点，侧从顶端向下滑： B.炮弹在最高点时的加速度等于重力加速度 到底端B的过程中，下列说法正确的是 ( C.炮弹在上升阶段损失的机械能大于在下降阶段 A.人和滑车减少的重力势能全部转化为动能 损失的机械能 B.人和滑车获得的动能为0.8mgh D.炮弹在上升阶段重力势能的增加量大于在下降 C.整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为0.2gh: 阶段重力势能的减少量 D.人和滑车克服摩擦力做功为0.6mgh ;5.利用太阳能发电是实现“碳中和”的有益途径。某太 2.(多选)如图所示，轻质弹簧 阳能电池驱动的环保汽车（无蓄电池储能），总质量为 的左端固定，并处于自然状 m,当它在水平路面上以正常速度v匀速行驶时，驱动 态。小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面 电机的输入电流1，电压U,若驱 运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点时恰好静： 动电机能够将输入功率的90% 止。物块向左运动的最大距离为，与地面间的动： 转化用于牵引汽车前进的机械 摩擦因数为：，重力加速度为g,弹簧未超出弹性限 功率。已知太阳辐射的总功率 度。在上述过程中 P。,太阳到地球的距离，太阳光传播到达地面的过程 A.弹簧的最大弹力为mg 中大约有30%的能量损耗，该车所用太阳能电池的能 B.物块克服摩擦力做的功为2mgs 量转化效率约为15%。则 C.弹簧的最大