2020年高考物理一轮复习热点题型归纳与变式演练专题14功能关系与能量守恒含解析20191018318.pdf
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1、第 1 页 共 17 页 1 专题 14 功能关系与能量守恒专题 14 功能关系与能量守恒 【专题导航】【专题导航】 目录 热点题型一 与摩擦生热相关的两个物理模型 .1热点题型一 与摩擦生热相关的两个物理模型 .1 滑块滑板模型中能量的转化问题2 传送带模型中能量的转化问题3 热点题型二 对功能关系的理解和应用热点题型二 对功能关系的理解和应用 5 热点题型三 能量守恒定律的应用热点题型三 能量守恒定律的应用 .7 热点题型四 功能原理的综合应用.9 功能原理处理斜面问题9 功能原理处理弹簧问题.10 【题型演练】【题型演练】.11 【题型归纳】【题型归纳】 热点题型一 与摩擦生热相关的两个
2、物理模型热点题型一 与摩擦生热相关的两个物理模型 两种摩擦力的做功情况比较 类别 比较 静摩擦力滑动摩擦力 能量的 转化方面 只有能量的转移, 而没有能量的转化 既有能量的转移,又有能量的转化 不 同 点 一对摩擦力 的总功方面 一对静摩擦力所做 功的代数和等于零 一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零,总功W Ffl相对,即相对滑动时产生的热量 相 同 点 正功、负功、 不做功方面 两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还可以不做功 第 2 页 共 17 页 2 滑块滑板模型中能量的转化问题滑块滑板模型中能量的转化问题 【例 1】.(多选)如图所示,长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度v0
3、冲上A后,由于摩擦力 作用,最后停止在木板A上,则从B冲到木板A上到相对木板A静止的过程中,下述说法中正确的是( ) A物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 B物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 C物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和 D摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量 【答案】CD. 【解析】物体B以水平速度冲上木板A后,由于摩擦力作用,B减速运动,木板A加速运动,根据能量守恒 定律,物体B动能的减少量等于木板A增加的动能和产生的热量之和,选项 A 错误 ; 根据动能定理,物体B 克服摩擦力做的功等于物体B损失的动能,选项 B
4、错误;由能量守恒定律可知,物体B损失的机械能等于 木板A获得的动能与系统损失的机械能之和, 选项 C 正确 ; 摩擦力对物体B做的功等于物体B动能的减少量, 摩擦力对木板A做的功等于木板A动能的增加量,由能量守恒定律,摩擦力对物体B做的功和对木板A做 的功的总和等于系统内能的增加量,选项 D 正确 【变式 1】(2019河北定州中学模拟)(2019河北定州中学模拟)如图所示,质量为M的木块静止在光滑的水平面上,质量为m的子弹 以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动已知当子弹相对木块静止时, 木块前进距离L,子弹进入木块的深度为L,木块对子弹的阻力为F(F 视为恒力)
5、,则下列判断正确的是 ( ) A子弹和木块组成的系统机械能不守恒 B子弹克服阻力所做的功为FL C系统产生的热量为F(LL) D子弹对木块做的功为Mv2 1 2 【答案】AD 【解析】子弹打入木块,子弹和木块位移不相等,所以相互作用力对子弹做的功即子弹动能的减少量,与 相互作用力对木块做的功即木块动能的增加量不相等,因此有内能产生,系统机械能不守恒,二者之差即 为产生的内能力做的功等于力乘以物体在力的方向上的位移此过程中由于有内能产生,子弹和木块组 第 3 页 共 17 页 3 成的系统机械能不守恒,A 正确;子弹克服阻力所做的功即阻力所做的功的大小为F(LL),B 错误;根 据能量守恒得,摩
6、擦力与相对位移的乘积等于系统能量的损失,系统产生的热量为FL,C 错误;对木块 运用动能定理得,fLMv2,D 正确 1 2 【变式 2】如图所示,木块A放在木块B的左端上方,用水平恒力F将A拉到B的右端,第一次将B固定在 地面上,F做功W1,生热Q1;第二次让B在光滑水平面上可自由滑动,F做功W2,生热Q2.则下列关系中正 确的是( ) AW1vB,选项 D 正确 【题型演练】【题型演练】 1.(多选)(2019福建省三明一中模拟)滑沙是人们喜爱的游乐活动,如图是滑沙场地的一段斜面,其倾角 为 30,设参加活动的人和滑车总质量为m,人和滑车从距底端高为h处的顶端A沿滑道由静止开始匀加 速下滑
7、, 加速度为 0.4g, 人和滑车可视为质点, 则从顶端向下滑到底端B的过程中, 下列说法正确的是( ) A人和滑车减少的重力势能全部转化为动能 B人和滑车获得的动能为 0.8mgh C整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为 0.2mgh D人和滑车克服摩擦力做功为 0.6mgh 【答案】 BC 【解析】 沿斜面的方向有mamgsin 30Ff,所以Ff0.1mg,人和滑车减少的重力势能转化为动能和 内能, 故 A 错误 ; 人和滑车下滑的过程中重力和摩擦力做功, 获得的动能为Ek(mgsin 30Ff) 0.8mgh,故 B 正确;整个下滑过程中人和滑车减少的机械能为 EmghEkmgh0.8
8、mgh h sin 30 0.2mgh,故 C 正确;整个下滑过程中克服摩擦力做功等于人和滑车减少的机械能,所以人和滑车克服摩擦 力做功为 0.2mgh,故 D 错误 2.(多选)(2019安徽省安庆市二模)一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似认为是 匀变速直线运动,如图 2 所示,运动方向与水平方向成 53,运动员的加速度大小为.已知运动员(包含 3g 4 装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,下列说法正确的是( ) A运动员重力势能的减少量为 B运动员动能的增加量为 3mgh 5 3mgh 4 C运动员动能的增加量为mgh D运动员的机械能减少了 15 16
9、mgh 16 【答案】 CD 第 13 页 共 17 页 13 【解析】 运动员下落的高度是h,Wmgh,运动员重力势能的减少量为mgh,故 A 错误;运动员下落的高 度是h,则飞行的距离Lh,运动员受到的合外力F合mamg,动能的增加量等于合外力做 h sin 53 5 4 3 4 的功,即 EkW合mghmgh,故 B 错误,C 正确;运动员重力势能的减少量为mgh,动能的增加 3 4 5 4 15 16 量为mgh,所以运动员的机械能减少了mgh,故 D 正确 15 16 1 16 3.(多选)(2019山东省临沂市模拟)如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体,一轻弹簧的一端连在位 于斜
10、面体上方的固定木板B上,另一端与质量为m的物块A相连,弹簧与斜面平行整个系统由静止开始 加速上升高度h的过程中( ) A物块A的重力势能增加量一定等于mgh B物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和 C物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和 D物块A和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的和 【答案】 CD 【解析】 当物块具有向上的加速度时,弹簧弹力在竖直方向上的分力和斜面的支持力在竖直方向上的分 力的合力大于重力,所以弹簧的弹力比物块静止时大,弹簧的伸长量增大,物块A相对于斜面向下运动, 物块A上升的高度小于h,所以
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