高考总复习优化设计二轮用书物理浙江专版 第6讲　功能关系、机械能守恒定律、能量守恒定律

第6讲功能关系、机械能守恒定律、能量守恒定律高考总复习优化设计GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI2025课程标准考点考情梳理浙江真题问题情境机械能守恒定律2021.1,T6同学们从雪道上滑下2021.1,T20小球在游戏装置上的运动2022.6,T6神舟十三号飞船在近地圆轨道上环绕并择机返回地面2023.6,T3铅球推出后的运动2024.1,T18物块和滑块在装置上的运动功能关系2021.1,T11汽车匀速行驶的能量分配情况2021.6,T11泵车的泵送系统输送混凝土2024.1,T3足球从水平地面上被踢出考点一功能关系统揽主干知识1.功能关系的理解和应用功能关系反映了做功和能量转化之间的对应关系,功是能量转化的量度。(1)根据功和能之间的对应关系,判定能的转化情况。(2)根据能量转化,可计算变力做的功。2.各种能量及其对应的功能关系

能量功能关系势能重力做功等于重力势能减少量弹力做功等于弹性势能减少量静电力做功等于电势能减少量分子力做功等于分子势能减少量动能合力做功等于物体动能变化量机械能除重力和弹力之外的其他力做功等于机械能变化量摩擦产生的内能一对相互作用的摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能电能克服安培力做功等于电能增加量研学选考命题1.(2021浙江1月选考)一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶,其1s内能量分配情况如图所示,则汽车(

)A.发动机的输出功率为70kWB.每1s消耗的燃料最终转化成的内能是5.7×104JC.每1s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104JD.每1s消耗的燃料最终转化成的内能是7.0×104JC【解析】

由题图可知,发动机1

s内克服转动阻力做功为0.45×104

J,则输出功率为

=4.5

kW,选项A错误;每1

s消耗的燃料有6.9×104

J进入发动机,则最终转化成的内能为6.9×104

J,选项C正确,B、D错误。2.(2024浙江1月选考)如图所示,质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3,在空中达到最高点2的高度为h,则足球(

)A.从1到2动能减少mghB.从1到2重力势能增加mghC.从2到3动能增加mghD.从2到3机械能不变B【解析】

由足球的运动轨迹可知,足球在空中运动时一定受到空气阻力作用,则从1到2重力势能增加mgh,动能减少量大于mgh,A错误,B正确;从2到3由于空气阻力作用,则机械能减少,重力势能减少mgh,则动能增加小于mgh,C、D错误。角度衍生练1.(2024浙江金华模拟预测)如图甲所示,有一光滑斜面体ABC,一物块在平行于斜面的推力F的作用下,从底端A点沿斜面AB由静止开始向上运动,该过程中物块的机械能E随位移x的变化图线如图乙所示,则(

)甲

乙A.推力F一直增大B.选择的重力势能的参考平面是B点所在水平面C.在x=x1位置物块所受推力F为零D.在0~x1过程中物块做加速度不断减小的加速运动C【解析】

由题图乙可知,此过程中物块的机械能E随位移x的增加而增加得越来越缓慢,则根据功能关系ΔE=WF=Fx,可知随着x的增加,推力F所做的功越来越小,所以推力F在变小,当x=x1后,机械能不再增加,则从x=x1位置后,推力F为零,故A错误,C正确;根据图乙可知,当x=0时,物块的机械能为零,则选择的重力势能的参考平面是A点所在水平面,故B错误;由上述分析可知,在0~x1过程中,推力F逐渐减小到零,设斜面倾角为θ,物块质量为m,则根据牛顿第二定律有F-mgsin

θ=ma,则随着F的逐渐减小,物块的加速度先沿斜面向上减小,当F<mgsin

θ后,物块的加速度沿斜面向下逐渐增大,故D错误。2.如图为双层立体泊车装置。欲将静止在1号车位的轿车移至4号泊车位,需先通过1号车位下方的移动板托举着轿车耗时10s竖直抬升2m至3号车位,再耗时15s水平右移3m停至4号车位。若轿车质量为2t,g取10m/s2,则(

)A.水平右移过程移动板对车的摩擦力做正功B.竖直抬升过程支持力做功大于克服重力做功C.竖直抬升过程移动板对1号车位的轿车做功4×103JD.整个过程移动板对轿车做功功率为1.6×103WD【解析】

水平右移过程轿车初末动能均为零,摩擦力做功为零,A错误;竖直抬升过程只有支持力和重力做功,且轿车的初末动能均为零,则支持力做功等于克服重力做功,B错误;竖直抬升过程移动板对1号车位做功W=mgh=2

000×10×2

J=4.0×104

J,C错误;整个过程移动板对轿车做功功率为考点二机械能守恒定律、能量守恒定律统揽主干知识1.判断物体或系统机械能是否守恒的三种方法

定义判断法动能与势能(重力势能、弹性势能)之和不发生变化,系统机械能守恒能量转化判断法没有与机械能以外的其他形式的能发生转化时,系统机械能守恒做功判断法只有重力(或系统内弹力)做功时,系统机械能守恒2.机械能守恒定律的表达式

3.能量守恒定律

研学选考命题(2023浙江1月选考)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中(

)A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.橡皮绳一绷紧动能就开始减小B【解析】

游客从跳台下落,开始阶段橡皮绳未拉直,只受重力作用做匀加速运动,下落到一定高度时橡皮绳开始绷紧,游客受重力和向上的弹力作用,弹力从零逐渐增大,游客所受合力先向下减小后向上增大,速度先增大后减小,到最低点时速度减小到零,弹力达到最大值。橡皮绳绷紧后弹性势能一直增大,A错误;游客高度一直降低,重力一直做正功,重力势能一直减小,B正确;下落阶段橡皮绳对游客做负功,游客机械能减小,转化为弹性势能,C错误;橡皮绳刚绷紧到弹力等于重力这段时间内,弹力小于重力,合力向下做正功,游客动能在增加,当弹力大于重力后,合力向上对游客做负功,游客动能逐渐减小,D错误。角度衍生练图甲为某弹跳玩具,图乙为其简化图,底部是一个质量为m的底座,通过弹簧与顶部一质量m0=2m的小球相连,同时用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接,稳定时绳子伸直而无拉力。用手将小球按下一段距离后释放,小球运动到初始位置处时,瞬间细绳绷紧,带动底座离开地面,一起向上运动,底座离开地面后能上升的最