第5章 第4讲 功能关系 能量守恒定律-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

知识点二 1.弹性形变2.减小增加一△E。 知识点三 1.动能势能保持不变 3.(2)不做功(3)为零 [自我检测] 1.(1)×(2)/ (3)×(4)× 2.D 3.AB 点拨学法·素养提升 [例1]D[针对训练1]B [针对训练2]AD [例2]C [针对训练3]A [针对训练4]解析(1)设滑块到达A点的 速度为VA,从A到C过程机械能守恒有 之m听=mgRcos37, 从B到A过程，滑块做匀加速直线 运动， 由匀变速直线运动规律可知(=2axB, Un=at, 联立各式解得a=4m/s2,t=1s. (2)设滑块能从D点抛出的最小速度为 UD,在D点，由重力提供向心力， UD 有mg=mR, 从A到D由机械能守恒有 2muR=mgR(1+cos 37)+m, vA=2ax', 联立各式解得x'=5.75m 答案(1)1s(2)5.75m [例3]C[例4幻B [针对训练5]AD[针对训练6]B 参考答案 第4讲功能关系 能量守恒定律 知识整合·基础落实 [知识梳理] 知识点一 (1)减少 (2)增加 (3)E1一Ep2 (1)减少 (2)增加 不变化0 变化 (1)增加 (2)减少 减少增加 (1)增加 (2)F:x相对 知识点二 (2)机械 等于零负值 知识点三 1.产生转化转移 保持不变 2.△Ew [自我检测] 1.(1)√(2)× (3)×(4)/ 2.AD 3.C 点拨学法·素养提升 [例1]B[例2]B [针对训练1]CD[针对训练2]AD [例3]B[针对训练3]A [针对训练4幻C [例4幻解析(1)物块在CD段运动过程中， 由牛顿第二定律得 mgsin 0umgcos 0=ma, 由运动学公式0一2=一2ax, 2 联立解得x=2g(sin0叶ucos0) (2)物块在BC段匀速运动，得电动机的 牵引力F=mngsin0+ngcos0, 由P=Fv得P=mgu(sin0+ucos0) (3)全过程物块增加的机械能E=mgLsin0, 整个过程由能量守恒定律得电动机消耗 3 高考总复习物理 的总电能转化为物块增加的机械能和摩 擦产生的内能，故E2=E1十mgLcos0, E mgLsin 6 tan E mgLsin 0+umgLcos 0 u+tan0 2 答系(1)2g(sin0计μcos) (2)mgu(sin 0+ucos 0) (3)tan0 utan 0 [针对训练5]CD [针对训练6]解析(1)设物体在B,点的速 度为OB,所受弹力为FB, 则有FNs一mg=mR, 又FNB=FNB=8mg, 由能量守恒定律可知物体在A点时弹 簧的弹性势能E,=司m=mgR (2)设物体在C点的速度为vc,由题意 呢 可知mg=m 物体由B点运动到C点的过程中，由能 量守恒定律得 Q=2m-(2m呢+2mgR, 解得Q=mgR. 答率(1)ZmgR (2)mgR 实验六验证机械能守恒定律 常见考法·逐点练通 [例1]管系(1先g-一h)=2递-话 (2)C [针对训练1]答系(1)2（十）/ 2(x-)r (2)40 [例2]答案(1)mgh (Fm-mg)L 2 (2)空气阻力做负功，机械能有损失 (3)较大 5 [针对训练2]答案(1)1.501.50(2)C [针对训练3]答案(1)①挡光片中心 (2mgh=2(2M+m)月 (3)绳子有一定的质量（滑轮与绳子之间 有摩擦、重物运动受到空气阻力等) (4)①a= 2M ②重力加速度g +1 n 章末核心素养提升 [例]解(1)当日为受时，由运动学知识可 得6=2gh,h-= 4m, 当0=0时，=是5m,此时物体运动 中必受摩擦阻力，设动摩擦因数为4，此 时摩擦力大小为F=mg, 加速度大小为a1=g, 由运动学公式可得6=2a1x0, 联立以上各式解得u-,=5m/ (2)对于任意角度，根据动能定理可得， 物体对应的最大位移x满足关系式 mga sin 0umgxcosm, 联立解得x= h √1+sin(0+o) x的最小值为xmm= h √1十 96 1.08m, 3 tanp=3,P=6、 对应的0-受-9=受一晋-5 霸a9 5m/s(2)5 1.08m高考总复习物理 够长.则下列说法正确的是 () 中点D时，速度达到最大.重力加速度为 A.相同时间内，A、B位移大小之比为1：2 g,下列说法正确的是 () B.同一时刻，A、B加速度大小之比为1：1 C.同一时刻，A、B速度大小之比为1：1 21 D.当B下降高度h时，B的速度大小 30 为，信h A.在下滑过程中小环的机械能先减小后 母对训练6如图所示，一光滑细杆固定 增大 在水平面上的C点，细杆与水平面的夹 B.小环刚释放时的加速度大小为g C.小环到达AD的中点时，弹性绳的弹 角为30°，一原长为L的轻质弹性绳，下 端固定在水平面上的B点，上端与质量 性势能为零 为m的小环相连，当把小环拉到A点时， D.小环的最大速度为√gL AB与地面垂直，弹性绳长为2L,将小环 友情 完成课时达标：第五章第3讲 提示 从A点由静止释放，当小环运动到AC的 096 第4讲 功能关系 能量守恒定律 知识整合 基础落实 )》知识梳理《 (续表) 功 能的变化 定量关系 知识点一·几种常见的能关系及其表达式 只有重 功 能的变化 定量关系 机械能 力、弹簧 机械能守恒，△E= 合力的功动能变化 W=Ee-Eu1=△E 弹力做功 (1)重力做正功，重力势能 除重力和 (1)其他力做多少正功，物体 重力势 重力的功 (2)重力做负功，重力势能 弹簧弹力 的机械能就 多少 能变化 机械能 之外的其 (2)其他力做多少负功，物体 (3)Wa=-△E。= 他力做 的机械能就 多少 (1)弹力做正功，弹性势能 的功 (3)W其地=△E 弹簧弹 弹性势 一对相互 机械能 (1)作用于系统的一对滑动 (2)弹力做负功，弹性势能 力的功 能变化 作用的滑 摩擦力一定做负功，系统内 动摩擦力 内能 能 (3)Ww=一△E。=Et一E 的总功 (2)摩擦生热Q= 第五章机械能 知识点©·两种摩擦力做功特点的比较 )》自我检测《 类型 静摩擦力做功 滑动摩擦力做功 1.判断下列说法的正误. (1)能量转化是通过做功来实现的.() (1)将部分机械能 (2)能量在转化和转移的过程中，其总量 只有机械能从 从一个物体转移 一个物体转移 到另一个物体 会不断减少 () 能量的转 到另一个物体， (2)一部分机械能 (3)能量在转化和转移的过程中，总量保持 化方面 而没有机械能 转化为内能，此部 不变，因此能源取之不尽，用之不竭，故无 转化为其他形 分能量就是系统 需节约能源 () 同 式的能 能的损 点 (4)滑动摩擦力做功时，一定会引起能量 失量 的转化 () 对摩擦 对静摩擦力 一对滑动摩擦力 2.(多选)如图所示，质量为m的物体（可视 力的总功 所做功的代数 做功的代数和总 为质点)以某一速度从A点冲上倾角为 方面 和总 是 30°的固定斜面，其减速运动的加速度为 1&,此物体在斜面上能够上升的最大高 3 相 正功、负 两种摩擦力对物体可以做正功，也 同 功、不做 可以做负功，还可以不做功 度为h,则在这个过程中物体 点 功方面 097 知识点目，能量守恒定律 1.内容 A.重力势能增加了mgh 能量既不会凭空 也不会凭空消 B克服摩擦力做功}mgh 失，它只能从一种形式 为另一种 形式，或者从一个物体 到别的物 C.动能损失了mgh 体，在转化或转移的过程中，能量的总量 D.机械能损失了2mgh 3.如图所示，小明同学水平拉伸一个弹弓， 2.表达式 放手后将弹珠射出，则橡皮筋的弹性势能 △E藏= ) 3.基本思路 橡皮筋 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他 形式的能量增加，且减少量和增加量一定 相等 A.在释放过程中增加 (2)某个物体的能量减少，一定存在其他 B.在拉伸过程中减小 物体的能量增加，且减少量和增加量一定 C.在释放过程中转化为弹珠动能 相等 D.在拉伸过程中由弹珠动能转化得到 高考总复习物理 点拨学法 素养提升 命题点一功能关系的理解和应用（师生共研） 1.只涉及动能的变化用动能定理分析. 针对训练①（多选）如图所示，一长木板 2.只涉及重力势能的变化，用重力做功与重 B放在粗糙的水平地面上，在B的左端放 力势能变化的关系分析 一物块A,现以恒定的外力F拉A,经一段 3.只涉及机械能的变化，用除重力和弹簧的 弹力之外的其他力做功与机械能变化的 时间物块A从长木板B的右端拉出，且在 关系分析」 此过程中以地面为参考系，长木板B也向 例1质量为2kg的物体以10m/s的初速 右移动一段距离.则在此过程中 () 度，从起点A出发竖直向上抛出，在它上 升到某一点的过程中，物体的动能损失了 B 77n777777 50J,机械能损失了10J,设物体在上升、下 A.外力F对A做的功等于A和B动能 降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回 的增量 到A点时的动能为(g取10m/s)() B.A对B摩擦力做的功与B对A摩擦力 A.40JB.60JC.80JD.100J 做的功绝对值相等 例2(2024·山东)如图所示，质量均为m C.外力F做的功等于A、B动能的增量 098 的甲、乙两同学，分别坐在水平放置的轻 木板上，木板通过一根原长为（的轻质弹 与系统由于摩擦而产生的热量之和 性绳连接，连接点等高且间距为d(d< D.A对B摩擦力做的功等于B动能的增量 ).两木板与地面间动摩擦因数均为4， 和B与地面之间摩擦产生的热量之和 弹性绳劲度系数为k,被拉伸时弹性势能 卧训练2（多选）从地面竖直向上抛出 E=x(x为绳的伸长量).现用水平力 一物体，其机械能E总等于动能E,与重力 F缓慢拉动乙所坐木板，直至甲所坐木板 势能Ep之和.取地面为重力势能零点，该 刚要离开原位置，此过程中两人与所坐木 物体的E总和E,随它离开地面的高度h 板保持相对静止，k保持不变，最大静摩 的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.由 擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为 图中数据可得 () g,则F所做的功等于 E/J 100 80 60 A.tng)2 40 2k jmg(l-d) 汤 B.3(umg)? 0 34h/m 2k +umg(l-d) A物体的质量为2kg C.3(mg 2k -2umg(l-d) B.h-0时，物体的速率为20m/s D.(mng) C.h=2m时，物体的动能E=40J 2k +2umg(l-d) D.从地面至h=4m,物体的动能减少100J 第五章机械能 命题点二功能关系 能量守恒定律 摩擦生热的计算：Q=Fx相对，其中x相对为 针对训练3)质量为m的物体以初速度 相互摩擦的两个物体间的相对路程。 o沿水平面向左开始运动，起始点A与 从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的 一轻弹簧O端相距s,如图所示.已知物 总功等于系统内能的增加量；从能量的角度 体与水平面间的动摩擦因数为以，物体与 看，其他形式能量的减少量等于系统内能的 弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x,重 增加量. 力加速度为g,则从开始碰撞到弹簧被压 例3(2024·安徽)在某地区的干旱季节， 缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 人们常用水泵从深水井中抽水灌溉农 田，简化模型如图所示.水井中的水面距 离水平地面的高度为H.出水口距水平 地面的高度为h,与落地点的水平距离 A2ma-mgs+） 约为L.假设抽水过程中H保持不变，水 泵输出能量的？倍转化为水被抽到出水 B2m话-mg 099 口处增加的机械能.已知水的密度为p: C.umgs D.mg(s十x) 水管内径的横截面积为S,重力加速度 ①测训练4如图所示，木块放在光滑的 大小为g,不计空气阻力.则水泵的输出 水平面上，一颗子弹水平射人木块中，子 功率约为 弹受到的平均作用力大小为F:,射入木 出水可 块的深度为d,此过程中木块移动了s,则 () AsS2(H+h+乐) 2nh BS2(H+h+》 A.子弹损失的动能为Fs 2nh B.木块增加的动能为F(s十d) C.ogSL gh(H C.子弹、木块系统，总机械能的损失为F:d 2小 D.子弹动能的减少量等于木块动能的增 n.Y2(H+) 2nh 加量 高考总复习物理 命题点三 能量守恒定律的理解和应用 1.对能量守恒定律的两点理解 母刈训练5（多选）如图所示，光滑水平面 (1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式 OB与足够长粗糙斜面BC交于B点.轻弹 的能量增加，且减少量和增加量一定相等. 簧左端固定于竖直墙面，现将质量为的 (2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体 滑块压缩弹簧至D点，然后由静止释放，滑 块脱离弹簧后经B点滑上斜面，上升到最大 的能量增加，且减少量和增加量一定相等. 高度，并静止在斜面上.不计滑块在B点的 2.能量转化问题的解题思路 机械能损失；换用相同材料质量为2的滑 (1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时， 块(>m)压缩弹簧至同一点D后，重复 一般应用能的转化和守恒定律. 上述过程，下列说法正确的是 () (2)解题时，首先确定初、末状态，然后分 析状态变化过程中哪种形式的能量减少， 0 D B 哪种形式的能量增加，求出减少的能量总 A两滑块到达B点的速度相同 和△E诚与增加的能量总和△E增，最后由 B.两滑块沿斜面上升的最大高度相同 △E诚=△E增列式求解， C.两滑块上升到最高点过程克服重力做 例4(2024·江苏)如图所示，粗糙斜面与 的功相同 100 D.两滑块上升到最高点过程机械能损失相同 物块间的动摩擦因数为以，倾角为0，斜面 母测训练6如图所示，光滑水平面AB 长为L.一个质量为m的物块，在电动机作 与竖直面内的半圆形轨道在B点相切，半圆 用下，从A点由静止加速至B点时达到最 形轨道的半径为R一个质量为m的物体将 大速度v,之后做匀速运动至C点，此时关 弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作 闭电动机，从C点又恰好到达最高点D.求： 用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧， 电动机 当它经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压 力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达 最高点C(不计空气阻力).求： R (1)CD段长x; (2)BC段电动机的输出功率P; B (3)全过程物块增加的机械能E和电动 (1)物体在A点时弹簧的弹性势能： 机消耗的总电能E2的比值. (2)物体从B点运动至C点的过程中产 生的内能， 友情 完成课时达标：第五章第4讲 提