突破练5 功能关系和能量守恒(复习讲义)-【优化探究】2026年高考物理二轮专题复习配套课件（广东专版）

2 3 4 5 6 7 1 1~7题,每题6分 1.(2025·广东深圳联考)如图所示为过山车轨道的简易模型,过山车从倾斜轨道上的点A由静止开始下滑,圆形轨道半径为R,过山车重力为Mg(g为重力加速度),忽略一切阻力作用,经过圆轨道最高点C时,轨道给过山车的压力为Mg,过山车从下滑点A距离圆轨道底部的高度h为 (　　) A.2R　　　　　　　　　 B.3R C.4R D.5R B 2 3 4 5 6 7 1 解析:经过圆轨道最高点C时,轨道给过山车的压力为Mg,根据牛顿第二定律可得Mg+FN=M,又FN=Mg,可得vC=,过山车从下滑点A到C点过程,根据机械能守恒可得Mg(h-2R)=M,解得h=3R,故选B。 2 3 4 5 6 7 1 2.岭南茶文化是中国茶文化重要系列之一。传统炒青是指在制作茶叶的过程中利用微火在锅中使茶叶萎凋的手法,通过人工揉捻使茶叶水分快速蒸发,阻断了茶叶发酵的过程,并使茶汁的精华完全保留的工序。如图,制茶师傅从热锅底将质量为m的茶叶以初速度v0竖直扬起,空气阻力不可忽略,以锅底为重力势能零势能面,重力加速度 大小为g,则茶叶从锅底位置离开手开始,在空中重心上 升h到最高点过程中(　　) A.重力做功为mgh B.合外力做功为-mgh C.最高点茶叶的动能为m-mgh D.最高点茶叶的机械能小于m　 D 2 3 4 5 6 7 1 解析:重力的方向与茶叶的运动方向相反,重力做负功,所以重力做功为 -mgh,A错误;空气阻力不可忽略,合外力做功为W=-(f+mg)h,B错误;茶叶竖直向上抛出,到最高点时,速度为零,动能也为零,C错误;由于空气阻力做功,茶叶的机械能减少,所以最高点茶叶的机械能小于m,D正确。 2 3 4 5 6 7 1 3.(多选)(2025·广东大湾区模拟)如图所示为高空滑索运动,游客利用轻绳通过轻质滑环悬吊着沿倾斜滑索下滑。假设某段下滑过程中游客、滑环和轻绳为整体匀速下滑,速度为v,整体重力为G,不计空气阻力,在这段下滑过程中下列说法正确的是(　　) A.整体的机械能守恒 B.轻绳保持竖直 C.整体重力势能的减少量等于系统摩擦产生的热量 D.重力的功率为Gv BC 2 3 4 5 6 7 1 解析:下滑过程中游客、滑环和轻绳为整体匀速下滑,整体的重力势能减少、动能不变,所以机械能减少,机械能不守恒,故A错误;以游客为研究对象,受到重力和轻绳的拉力,整体匀速下滑,则拉力和重力平衡,则轻绳始终保持竖直,故B正确;由功能关系可知,整体重力势能的减少量与系统摩擦产生的热量相等,故C正确;重力的功率为重力乘以沿重力方向的速度,小于Gv,故D错误。 2 3 4 5 6 7 1 4.(多选)(2025·广东兴宁二模)滑雪是深受大家喜欢的运动项目之一,滑雪过程可简化为如图所示。斜面与水平面平滑连接,质量为m的游客从高度为h的斜坡顶端无初速度滑下,并运动到水平面上的A点停下。假设游客与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ,OA=x,下列说法正确的是(　　) A.游客沿斜面下滑过程中机械能守恒 B.游客沿斜面下滑过程中重力的瞬时功率大小变大 C.水平距离OA=x= D.游客下滑高度h一定时,斜面倾角θ越大,水平距离x越大 BC 2 3 4 5 6 7 1 解析:游客在下滑过程中,摩擦力做负功,机械能减少,故A错误;游客沿斜面下滑过程中,速度越来越大,根据P=mgvy可知,重力的瞬时功率大小在变大,故B正确;游客从开始下滑到最后停在A点,设斜面在底面的投影长度为x1,斜面底端到A点距离为x2,由能量关系可知mgh=μmgcos θ·+ μmgx2=μmgx,求得OA=x=,游客下滑高度h一定时,水平距离x与斜面倾角θ无关,故C正确,D错误。 2 3 4 5 6 7 1 5.(多选)(2025·广东信宜期中)图(a)是粮库工作人员通过传送带把稻谷堆积到仓库内的情景,其简化模型如图(b)所示,工作人员把一堆稻谷轻轻地放在以恒定的速度v顺时针转动的传送带的底端,稻谷经过加速和匀速两个过程到达传送带顶端,然后被抛出落到地上,已知传送带长度为L,与水平地面的夹角为θ,忽略空气阻力,不计传送带两端轮子半径大小及稻谷厚度,重力加速度大小为g,以地面为零势能面,对于稻谷中一颗质量为m的谷粒P,说法正确的是 (　　) A.在匀速阶段,其他谷粒对谷粒P的作用力方 向竖直向上 B.在传送带上运动过程中,其他谷粒对谷粒P做的功为mv2+mgLsin θ C.谷粒P离开传送带后(落地前)重力势能的减少量小于其动能的增加量 D.在传送带上运动时,谷粒P克服重力做功为mgL AB 2 3 4 5 6 7 1 解析:在匀速阶段,谷粒P受到竖直向下的重力和其他谷粒对谷粒P的作用力,合力为零,所以其他谷粒对谷粒P的作用力方向竖直向上,大小等于mg,故A正确;在传送带上运动过程中,其他谷粒对谷粒P做的功等于谷粒增加的机械能,所以W=mv2+mgLsin θ,故B正确;谷粒P离开传送带后(落地前),只有重力做功,机械能保持不变,即重力势能的减少量等于其动能的增加量,故C错误;在传送带上运动时,谷粒P克服重力做功为=mgLsin θ,故D错误。 2 3 4 5 6 7 1 6.(多选)(2025·广东惠州一模)如图,自由式滑雪U形池半圆部分的半径为R,质量为m的运动员(可视为质点)从距池边高为h1处自由下落,由左侧上边缘A点进入池中,到达最低点C的速度大小为v,从右侧B点飞出后上升的最大高度为h2,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　) A.此过程中,运动员克服摩擦力和空气阻力所做的功为mg(h1-h2) B.运动员第一次滑到C点时,对轨道的压力大小为mg+m C.运动员第一次滑到C点时,重力的瞬时功率为mgv D.若h1=2h2,则运动员又恰好能从右侧返回轨道左侧边缘A点 AB 2 3 4 5 6 7 1 解析:此过程中,由动能定理得mg(h1-h2)-W=0-0,运动员克服摩擦力和空气阻力所做的功为W=mg(h1-h2),A正确;运动员第一次滑到C点时,由牛顿第二定律有F-mg=m,由牛顿第三定律得运动员对轨道的压力大小为F'=F=mg+ m,B正确;运动员第一次滑到C点时,重力的瞬时功率为P=mgvcos 90°=0,C错误;若h1=2h2,设运动员又恰好能从右侧返回轨道左侧边缘A点,则mgh1-W'=0-0,可得全程克服摩擦力和空气阻力所做的功为W'=mgh1=2W,而实际由于存在摩擦力和空气阻力,返回过程中,同位置速度将变小, 摩擦力变小,所以W'<2W,即运动员回到A点时速度不为零, D错误。 2 3 4 5 6 7 1 7.(多选)(2025·广东潮州期中)如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的轻质细线相连,B、C球放在固定不动、倾角为α的斜面体的光滑斜面上,且通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球靠在与斜面垂直的挡板上。现用手托住A球,并使细线刚好伸直但无拉力作用,保证滑轮左侧细线与斜面平行、右侧细线竖直。开始时整个系统处于静止状态,释放A后,A下落的速度最大时C恰好对挡板无压力,已知A、B、C三球的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,运动过程中A未落地,B未与滑轮相撞,则 (　　) A.该过程A、B、C三球及弹簧所组成的系统机械能守恒 B.当球C刚要离开挡板时球B的加速度为g C.斜面的倾角为37° D.小球A速度最大时,球B的速度也最大 AD 2 3 4 5 6 7 1 解析:在运动过程中A、B、C及弹簧组成的系统只有重力做功,所以系统机械能守恒,故A正确;A下落的速度最大时C恰好对挡板无压力,当轻质细线向上的拉力等于A的重力时,A球加速度为零,速度达到最大,此时通过细线与A球相连的B球有相同的运动情况,加速度为零,速度达到最大,故B错误,D正确;当A球速度最大瞬间,对B、C整体受力分析有2mgsin α=T,而拉力为T=mg,联立解得sin α=,由三角函 数关系可得α=30°,故C错误。 $