2026年高考物理复习考点讲练功能关系能量守恒定律（学生版+解析）

第14讲功能关系能量守恒定律

学习目标’

।.知道功是能量转化的显度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与而应的能显转化关系.

2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题.

夯实基础

考点一功能关系的应用力学中几种常见的功能关系

丽厂卜助星能量转化的地度»底西E

重力做功.W（；=一3.重力势能

WG="igh变化AEP

弹性势能

弹力做功

变化AE/

合外力做功卬介=w合

八Ek一动能变化

一1九一卬3十…

除重力和弹簧弹力之1%他

机械能变化AE

外其他力做功W族他

滑动摩擦〃与介质3,相对=AE内，系统内能变化

阻力做功3.小出△£：内

考点二摩擦力做功的特点及应用

I.静摩擦力做功的特点

(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功.

(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零.

(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能.

2.滑动摩擦力做功的特点

(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做鱼功，还可以不做功.

(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：

①机械能全部转化为内能；

②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能.

(3)摩擦生热的计算：Q=Fg^.其中4网为相互摩擦的两个物体间的相对位移.

深化拓展从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看,

其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量.

考点三能量守恒定律及应用

I.内容

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转

移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.

2.表达式

3.基本思路

(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；

(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.

考点四传送带模型中的动力学和能量转化问题

I.传送带模型是高中物理中匕较成熟的模型，典型的有水平和倾斜两种情况.一般设问的角度有两

个：

(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第

二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系.

(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而

使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解.

2.传送带模型问题中的功能关系分析

(1)功能关系分析：W=AEk+AEp+Q.

(2)对W和。的理解:

①传送带做的功：传；

②产生的内能Q=Rx相对.

传送带模型问题的分析流程

变

-水平传动带模型上物体的常见运动

项目情景1:轻放情景2：同向情景3：反向

a=0

v警V*_度

图示

A—tCZ__0

滑块可(1)可能滑块一直加速；(l)vo<v时，可能一直加(1)传送带较短时,滑块一直减速达

能(2)可能滑块先加速后速，也可能先加速再到左端.

的匀匀速；(2)传送带较长时，滑块还要被传送

运速；(2)vo>v时，可能一直减带传回右端.其中V0>V和V0<V

动速，也可能先减速再两种情况下滑块回到右端时有

情匀速.何不同？

况

二倾斜传送带模型上物体的常见运动

项目情景1:上传情景■2：下载%情景2：反向

图示卢产

滑块(1)可能一直加速；(1)可能一直加速；(1)可能一直加速；

可能(2)可能先加速后匀速：(2)可能先加速后匀速：(2)可能一直匀速：

的运(3)还有其他结论吗？(3)可能先以ai加速后以a2加(3)可能先减速后反向加速

动情速.

况

三倾斜传送带——上传模型

受力分析运动分析(先加后共)难点问题

|.i>tanO①滑动摩擦力f=nmgcose

f=，ng$in0了共速

「7x^9•变为静②加速度a=g(ncos0-sinO)

f=pmgcos卜芍^痕%二物沐

及

③.上传条件：卜AlanO

力t2t④共速摩擦力突变为静

J摩擦力f=mgsinG

受力分析运动分析(一直加速)难点问题

H<tan0@p<tanO,物体向下加速

f=f.imgcos()1序;关郭

1A>•—'U

⑥加速度a=g(|.icos9-sin0)

⑦物体向下位移为L

⑧物体运动时间、末速度

物体

1与传送带快慢无关

四倾斜传送带——下载模型

受力分析运动分析难点问题

①滑动摩擦力f=pmgcos0

②加速度a=g(ncosO+sinG)

③共速后，若p>tan6

一起匀速，摩擦力突变为

静摩擦力f=mgsin9

④共速后，若|.i<tanO

继续加速，滑动摩擦力方

向突变、大小不变.加速度

a—g(sinO-|.icosO)

⑤痕迹问题：共速前，x

传〉x物，痕迹Axi=x传-x物，

共速后，XW>Xfi>痕迹

AX2=X物-X传，总痕迹取二

者中大的那一段

例题精析‘

［例题1］如图所示，在水平如镜的湖面上方，一颗钢珠从离水面不高处由静止落入水中，会溅起几

滴小水珠。下列说法正确的是（）

A.部分小水珠溅起的高度可以超过钢珠下落时的高度

B.小水珠在空中上升过程处于超重状态

C.所有溅起的小水珠运动到各自最高点时速度一定为零

D.所有溅起的小水珠机械能总和等于钢珠静止下落时的机械能

［例题2］轻弹簧上端连接在箱子顶部中点，下端固定一小球，整个装置静止在水平地面上方。现将

箱子和小球由静止释放，箱子啜直下落h后落地，箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此

后小球运动过程中，箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底，弹簧劲度

系数为匕箱子和小球的质量均为m,重力加速度为忽略空气阻力，弹簧的形变始终在弹性

限度内，下列说法正确的是（）

h

/////////////////////

A.箱子下落过程中，箱子机械能守恒

B.箱子落地后，弹簧弹力的最大值为3〃琢

C.箱子落地后，小球运动的最大速度为3g器

D.箱子与地面碰撞损失的机械能为27ngh-嘤

［例题3］如图为位于新疆哈密的熔盐塔式光热发电站，电站中有约14000块五边形定日镜随太阳转

动，每块约50平方米，定日镜将吸收的阳光反射到中心位置的吸热塔上。太阳落山后，熔盐

继续放热保证24小时不间断发电。已知地球的半径火=6400km,地球到太阳的距离r

=1.5xl0,,m,太阳能照射到地球上时，有约30%在穿过大气层的过程中被云层或较大的粒子等

反射，有约20%被大气层吸收，现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太

阳能的平均功率为P=6.8x|()2w。哈密全年日照时数约3400小时，该电站已实现年供电

2.0x108kW-h,可供24万人一整年的生活用电。已知我国燃煤电厂平均每发一度电，消耗的煤

炭约为300克。则()

A.该电站每年可节约煤炭约6000万吨

B.该电站光能转化为电能的效率约为12%

C.太阳辐射能量的总功率约为7.0x|0i?W

D.太阳辐射能量中只有二十二亿分之一到达地球大气层上表面

［例题4］嘉兴海盐大风车地区有•风力发电机，它的叶片转动可形成500nf的圆面，某段时间内风

速为12m/s,风向恰好跟圆面垂直，已知空气的密度为L3kg/m3,假使这个风力发电机能将

30%的风能转化为电能，则风力发电机的发电功率约为()

A.1.4X105WB.1.7XI05WC.3.4x1QSWD.5.6X105W

［例题5］(24・25高三上•浙江金华金丽衢十二校•)某地区常年有风，风速基本保持在5m/s,该地区有

一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空软密度为

1.3kg/m3,风的动能转化为电能的效率为2()%。现用这台风力发电机给一小区供电，则下列

说法正确的是()

A.该风力发电机的发甩功率约为25.5kw

B.风力发电机一天的发电量2.2x10，

C.假设一户家庭在晚上同时开着两盏40W的灯，为保证供电正常，则该风力发电机同时能给

约64户家庭供电

D.若风速变为2.5m/s,则该风力发电机的发电功率变为原来的一半

a=:m病=该风力发电机的发电功率

71=3=袈*64则该风力发电机同时能给约64户家庭供电，故C正确：

［例题6J如图是由某种高硬度的金属丝制作的解压玩具的主要组成部分，其中48是半径为0.2m的

光滑半圆，8C是与水平面成37°角的粗糙斜线，718与8c平滑相接，且C点刚好与圆心0等高。

。点固定着弹簧的一端（不计弹簧长度），弹簧被压缩并处于锁定状态，锁定装置受到轻微碰

撞后会解除锁定.游戏时，把一个质量为0.2kg的小圆环轻放在4端，圆环受到轻微扰动开始沿

4EB滑下，并滑上BC撞击弹簧，再被弹簧弹回。重力加速度g取lOm/s?,sin37°=0.6。

（1）若小圆环刚好能解除弹簧的锁定，斜线BC与圆环间的动摩擦因数是多少；

（2）若在（1）的条件下，圆环被弹簧弹回后，刚好能回到力点，弹簧被锁定时的弹性势能是多少；

（3）若在（2）的条件下，圆环运动到E点时对半圆48恰好无压力，且E。与竖直方向48的夹角是。，

求a的余弦值。

［例题7］为了进一步解决水资源短缺和人工成本增加等问题，越来越多的绿化工程采用自动灌溉系

统。如图所示，地下的水泵将水从水管（管壁厚度不计）底部。点推向上方，水沿着水管上升

H=1.25m后从水平水管喷出，已知水管横截面积S0=4cm2,水的密度p=lx103kg/m3,

水管上端水平部分长L=0.3m,通过拍摄照片发现水落地时的速度方向与水平地面的夹角8=

45。，忽略摩擦和空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2。

L=0.3m

H=1.25m

O地面

(1)求水管中水流的速度大小；

(2)求水泵对水做功的功率；

(3)为了能向各个方向喷水，现在让竖直水管沿竖直轴线匀速旋转，角速度3=14rad/s,求水落地

点围成的区域的面枳。(结果保留两位有效数字)

［例题引图甲是风力发电机的发电原理简化图，水平风力推动叶片转轴。低速旋转，通过齿纶升速

箱使转轴高速旋转，驱动发电机的线圈同步转动，实现将机械能转化为电能的过程。某型号

的风力发电机叶片旋转半径为40m,调整其叶尖速比(叶片尖端线速度与自然风速的比值)，

(1)已知自然风速为20m/s,叶尖速比为4时，转轴力的转速为3r/s,求齿轮升速箱使转轴6的转速

提高到。的多少倍；

(2)线圈发电功率与自然风速的关系如图乙，自然风可认为垂直叶片组所在平面吹入，叶片旋转一圈

所扫过的面积为风吹入的有效面积，已知空气密度为1.3kg/m3,取1.3五=4。当风速为lOWs时，

求：

①Imin内通过有效面积的风的总动能;

②该风力发电机的发电效率。

题型专炼

题型1功能关系及能量守恒定律的应用

1.-一辆小车以一定的初速度冲上高度为/?、长度为L的斜坡，已知小车的质量为〃?，小车受到沿

斜面向下的阻力为了，则对小车由坡底冲到坡顶的运动过程分析正确的是（）

A.此过程中小车的动能减少了（〃?如?也）

B.此过程中小车的势能增加了（〃?"一/1）

C.此过程中自然界中的能量减少了儿了

D.此过程中小车的机械能减少几

2.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能。取两物体相距无穷远时的引力势能为零，一个

质量为〃跖的质点距离质量为的引力源中心为3时，其引力势能与）=-6"山（式中G为

1ro

引力常数）。现有一颗质量为机的人造地球卫星以圆形轨道环绕地球飞行，由于受高空稀薄空

气的阻力作用，卫星的圆轨道半径从力缓慢减小到厂2,已知地球的质量为M，引力常数为

G,则此过程中（）

A.卫星的引力势能减小GMm-B.卫星克服阻力做的功为

C.外力对卫星做的总功为GM7n（F-3）D.卫星的势能减少量小于动能增加量

3.如图所示，固定斜面倾角为30°,质量为2kg的小物块自斜面底端以一定初速度沿斜面向上运

动，加速度大小为10m/s2,物块沿斜面向上运动的最大距离为0.8m。斜面足够长，g取

lOm/s2,物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。关于小物块在斜面上的运动，下列说法

中正确的是（）

30°

A.物块最终会回到斜面底端

B.物块克服重力做功的立均功率为20W

C.合力对物块做功-I6J

D.物块机械能损失了16J

题型2摩擦力做功与能量转化

4.如图甲所示，倾角为。的斜面足够长，质量为，”的物块受沿斜面向上的拉力尸作用，静止在

斜面中点。处，现改变拉力"的大小（方向始终沿斜面向上），物块由静止开始沿斜面向下运

动，运动过程中物块的机械能七随离开。点的位移x变化关系如图乙所示，其中。〜力过程的

图线为曲线内〜通过程的图线为直线，物块与斜面间动摩擦因数为"。物块从开始运动到位移

A.O〜内过程物块的加速度在不断变大

B.物块减少的机械能等T物块克服合力做的功

C.物块减少的机械能等于物块克服摩擦力做的功

D.物块减少的机械能小于减少的重力势能

5.如图甲，有一固定在水平地面上倾角为37。、足够长的斜面，质量〃尸1kg的物块，受到一个沿

斜面方向的外力尸作用，从斜面底端以初速度沿斜面向上运动，已知物块与斜面间的

动摩擦因数〃=0.4。利用DIS实验系统进行测量，得到物块向上运动过程中，一段时间内的回

2

图像（如图乙所示）IOm/s,sin370=0.6»cos37°=0.8）o

(1)求物块向上运动过程中加速度的大小;

(2)求物块所受的外力色

(3)对于物块由斜面底端运动到最高点的过程，通过计算说明物块损失的机械能/及物块克服外力

产做的功WF和物块克服摩擦力做的功W/三者之间的关系。

6.如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角为a=37。的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高

度为3.0m。选择地面为参考平面，上升过程中物体的机械能E然随高度〃的变化如图乙所示。

g取10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80o则()

A.物体的质晨“7=1.0kg

B.物体与斜面之间的动摩擦因数"=0.80

C.物体上升过程中的加速度大小a=10m/s?

D.物体回到斜面底端时的动能反=10J

题型3传送带类的功能转化

7.如图甲所示，一木板静置于足够大的水平地面上，木板右端放置一质量为0.5kg的物块(可视

为质点)，亡=0时对木板施加一水平向右的恒定拉力F,£=2s时撤去F,物块在木板上先做

匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且恰好不能从木板左端掉落，整个过程中木板运动的

图像如图乙所示。已知各接触面间的最大静摩擦尢等于滑动摩擦力，取重力加速度大小

g=10m/s2,下列说法正确的是()

甲乙

A.木板的长度为3m

B.木板的质量为0.2kg

C.物块与木板间因摩擦产生的热量为0.75J

D.木板与地面间因摩擦产生的热量为2.55J

8.如图，一质量为?n=1kg的长木板放置在光滑水平面上，木板的正中间放置一质量为M=3kg

的滑块，滑块与木板间的动摩擦因数为〃=0.5。一条弹性绳一端系于天花板上的。点，另一

端系于滑块中心，弹性绳的弹力与其伸长量满足胡克定律尸=忆，劲度系数为k=100N/m,

弹性绳所具有的弹性势能昂=3依之。在。点正下方A点固定一光滑的圆环，弹性绳从环中穿

过，已知0、4之间距离与弹性绳原长相等，当滑块在0、A的正下方的B点时•，弹性绳的伸

长量为h=0.1m。某时刻突然在B处给予两者一共同向右的速度i，，在此后的运动过程中，滑

块都不会从木板上滑下。

(1方为何值时，滑块到达某处时将与木板出现相对滑动，并求此位置与3的距离。

(2)若u=2Km/s,在刚好出现相对滑动时，使木板的速度瞬间变为0且固定不动，求此后滑块向

右运动距B点的最大距离。

(3)(2)问条件下滑块在木板上滑动因摩擦而产生的热量。

9.如图所示，固定在水平面上的光滑斜面，倾角。=30。，底端固定弹性挡板，长木板B放在斜

面上，小物块A放在B的上端沿斜面向上敲击B,使B立即获得初速度%=3.0m/s,此后B

和挡板发生碰撞，碰撞前后速度大小不变，方向相反，A始终不脱离B且与挡板不发生碰

撞。已知A、B的质量均为血=1.0kg,A、B间的动摩擦因数〃=?,最大静摩擦力等于滑动

摩擦力，取重力加速度g=10m/s2。求：

(1)敲击B后的瞬间，A、B的加速度大小以、即；

(2)B上升的最大距离s；

(3)B的最小长度L。

题型4板块类的功能转化

10.如图甲所示，一木板静置于足够大的水平地面上，木板右端放置一质量为0.5kg的物块(可视

为质点)，t=0时对木板施加一水平向右的恒定拉力F，t=2s时撤去凡物块在木板上先做

匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，且恰好不能从木板左端掉落，整个过程中木板运动的

图像如图乙所示。已知各接触面间的最大静摩擦尢等于滑动摩擦力，取重力加速度大小

A.木板的长度为3m

B.木板的质量为0.2kg

C.物块与木板间因摩擦产生的热量为0.75J

D.木板与地面间因摩擦产生的热量为2.55J

11.如图，一质量为m=1kg的长木板放置在光滑水平面上，木板的正中间放置一质量为M=3kg

的滑块，滑块与木板间的动摩擦因数为〃=0.5。一条弹性绳一端系于天花板上的。点,，另一

端系于滑块中心，弹性绳的弹力与其伸长量满足胡克定律F=kx,劲度系数为Z=100N/m,

弹性绳所具有的弹性势能昂=：依2。在。点正下方A点固定一光滑的圆环，弹性绳从环中穿

过，已知。、A之间距离与弹性绳原长相等，当滑块在。、4的正下方的8点时，弹性绳的伸

长量为/i=0.1m。某时刻突然在8处给予两者一共同向右的速度u,在此后的运动过程中，滑

块都不会从木板上滑下。

(1»为何值时，滑块到达某处时将与木板出现相对滑动，并求此位置与3的距离。

(2)若“=2bm/s,在刚好出现相对滑动时，使木板的速度瞬间变为0且固定不动，求此后滑块向

右运动距B点的最大距离。

(3)(2)问条件下滑块在木板上滑动因摩擦而产生的热量。

12.如图所示，固定在水平面上的光滑斜面，倾角6=30。，底端固定弹性挡板，长木板B放在斜

面上，小物块A放在B的上端沿斜面向上敲击B,使B立即获得初速度为=3.0m/s,此后B

和挡板发生碰撞，碰撞前后速度大小不变，方向相反，A始终不脱离B且与挡板不发生碰

撞。已知A、B的质量均为血=LOkg,A、B间的动摩擦因数〃二驾，最人静摩擦力等于滑动

摩擦力,取重力加速度g=lOm/s?。求：

(1)敲击B后的瞬间，A、B的加速度大小曲、QB；

(2)B上升的最大距离s；

(3)B的最小长度L.

题型5常见功能关系图像分析

13.竖直平面内固定一光滑的半圆形轨道A8C（图甲），5点为AC轨道的中点，小球以一定的初

速度从最低点A冲上轨道，小球在半圆形轨道上从A运动到。的过程中，其速度的平方与对

应高度的关系图象如图乙。已知小球在最高点。受到轨道的弹力为11N,不计空气阻力，g=

10m/s2,则（）

A.图乙中x=16B.小球质鼠为0.5kg

C.小球在B点所受合力等于26ND.小球在B点所受合力大于26N

14.如图所示，A为一足够长的固定斜面，物块B由静止释放后能沿斜面匀加速下滑，现使物块B

在片0时由静止释放，并同时受到一随时间变化规律为片外的垂直于斜面的作用力，X、V、/

和E分别表示物块位移、速度、所受的摩擦力和机械能，下列图像中可能正确的是（）

15.如图甲所示，传送带与水平方向的夹角0=37。，以某一速度逆时针匀速运行，将一质量为

1kg的物块无初速度地放在传送带上端A处，物块在从A到3运动过程中，其机械能E随下降

的高度人变化的关系图像如图乙所示（取地面为重力势能的零势能面），物块与传送带之间的最

大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取lOm/s?,sin37°=0.6,下列说法正确的是

()

甲乙

A.物块受到的传送带的摩擦力一直做正功

B.物块与传送带间的动摩擦因数为0.5

C.物块从上端A处开始运动1.5s时的速度大小为15m/s

D.物块从A端运动到B端需要的时间是2s

第14讲功能关系能量守恒定律

学习目标

1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.

2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题.

-------------------/CK

夯实基础

考点一功能关系的应用力学中几种常见的功能关系

M~功是能量转化的员度能量变化

重力做功WG-AEp重力势能

G

W=变化AEp

=一g弹性势能

弹力做功

变化AEp'

除重力和弹簧弹力之

1匕巴=、匕》|机械能变化'E

外其他力做功W箕他

滑动摩擦力与介质相对△£；内系统内能变化

阻力做功3.小出△£内

考点二摩擦力做功的特点及应用

1.静摩擦力做功的特点

(1)静摩擦力可以做正功，也可以做贪功，还可以不做功.

(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于重一

(3)静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能.

2.滑动摩擦力做功的特点

(1)滑动摩擦力可以做正功，也可以做鱼功，还可以不做功.

(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：

①机械能全部转化为内能；

②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能.

(3)摩擦生热的计算：Q=Fg^.其中4网为相互摩擦的两个物体间的相对位移.

深化拓展从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看,

其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量.

考点三能量守恒定律及应用

I.内容

能量既不会凭空产生,也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转

移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变.

2.表达式

3.基本思路

(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；

(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.

考点四传送带模型中的动力学和能量转化问题

I.传送带模型是高中物理中匕较成熟的模型，典型的有水平和倾斜两种情况.一般设问的角度有两

个：

(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第

二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系.

(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而

使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解.

2.传送带模型问题中的功能关系分析

(1)功能关系分析：W=AEk+AEp+Q.

(2)对W和。的理解:

①传送带做的功：传；

②产生的内能Q=Rx相对.

传送带模型问题的分析流程

-水平传动带模型上物体的常见运动

项目情景1:轻放情景2：同向情景3：反向

图示o__25

滑块可(1)可能滑块一直加速；(l)Vo<V时，可能一直加(1)传送带较短时,滑块一直减速达

能⑵可能滑块先加速后速，也可能先加速再到左端.

的匀匀速；(2)传送带较长时，滑块还要被传送

运速；(2)v0>v时，可能一直减带传回右端.其中v()>V和Vo<V

动速，也可能先减速再两种情况下滑块回到右端时有

情匀速.何不同？

况

二倾斜传送带模型上物体的常见运动

项目情景1:上传情景2：下我情景2：反向

“'%

图示彭p

滑块(1)可能一直加速；(1)可能一直加速：(1)可能一直加速；

可能(2)可能先加速后匀速；(2)可能先加速后匀速；(2)可能一直匀速；

的运(3)还有其他结论吗？(3)可能先以如加速后以az加(3)可能先减速后反向加速

动情速.

况

三倾斜传送带——上传模型

受力分析运动分析(先加后共)难点问题

|.i>tanOf=mgsin0①滑动摩擦力f=nmgcos0

修，陈。统于变为静了共速

子痕%-物为②加速度a=g(ncosO-sinO)

③.上传条件：卜AlanO

t\f2t④共速摩擦力突变为静

J摩擦力f=mgsin6

受力分析运动分析(一直加速)难点问题

H<tan0@p<tanO,物体向下加速

谓

1序1;关郭'U

A>•—⑥加速度a=g(|.icos9-sin0)

⑦物体向下位移为L

⑧物体运动时间、末速度

物体与传送带快慢无关

四倾斜传送带——下载模型

受力分析运动分析难点问题

①滑动摩擦力f=pmgcos9

p>tan6CVS1=5。共速②加速度a=g(gcosO+sin0)

变为静产传造i

痕）③共速后，若卜GtanO

•物体

一起匀速，摩擦力突变为静

JFI匕摩擦力f=mgsinO

④共速后,若M<tanO

p<tanOr^mgcosO丁共.学继续加速，滑动摩擦力方向

向突变•传送带

突变、大小不变，加速度

・物体

2a-g(sinO-pcosO)

1E⑤痕迹问题：共速前，Xft>x

J物，痕迹Axi=x传-x物，共速

后，X粉〉X传，痕迹AX2=X物-

X传，总痕迹取二者中大的那

一段

例题精析

［例题9］如图所示，在水平如镜的湖面上方，一颗钢珠从离水面不高处由静止落入水中，会溅起几

滴小水珠。下列说法正确的是（）

A.部分小水珠溅起的高度可以超过钢珠下落时的高度

B.小水珠在空中上升过程处于超重状态

C.所有溅起的小水珠运动到各自最高点时速度一定为零

D.所有溅起的小水珠机械能总和等于钢珠静止下落时的机械能

【答案】A

【来源】2025届浙江省温州市高三下学期5月三模物理试题

【详解】A.钢珠落入水中时，部分能量会转化为小水珠的动能，使得小水珠能够溅起。由于能量

守恒，部分小水珠可能会获得足够的动能，使其溅起的高度超过钢珠下落时的高度，A正确；

B.小水珠在空中上升时，加速度方向向下，处于失重状态，而不是超重状态，B错误；

C.被溅起来的小水珠有的可能是竖直上抛，有的可能是斜抛，所以小水珠运动到最高点时竖直方

向上的速度一定为零，水平方向上不一定为零，c错误；

D.钢珠下落时，部分能量会转化为水的内能、声能等其他形式的能量，因此小水珠的机械能总和

会小于钢珠静止下落时的机械能，D错误。

故选A。

［例题10］轻弹簧上端连接在箱子顶部中点，下端固定一小球，整个装置静止在水平地面上方。现将

箱子和小球由静止释放，箱子竖直下落力后落地，箱子落地后瞬间速度减为零且不会反弹。此

后小球运动过程中，箱子对地面的压力最小值恰好为零。整个过程小球未碰到箱底，弹簧劲度

系数为k，箱子和小球的质量均为m,重力加速度为g。忽略空气阻力，弹簧的形变始终在弹性

限度内，下列说法正确的是（）

K

u

m

E

)

//Z//Z//ZZZZZ////7zz/

A.箱子下落过程中，箱子机械能守恒

B.箱子落地后，弹簧弹力的最大值为3〃名

C.箱子落地后，小球运动的最大速度为3g器

D.箱子与地面碰撞损失的机械能为2zng/i-富

【答案】BD

【来源】2025届江西省高三下学期高考模拟物理试卷（三）

【详解】A.箱子静止时，对小球分析有狼=/弹

对箱子分析行mg+尸弹=7

当箱子由静止移放瞬间，弹簧弹力不发生突变，小球在这瞬间仍然平衡，加速度为0,而箱子释放

瞬间固定箱子的力丁消失，箱「所受合力为尸=mg+尸弹=2mg=ma

可得该瞬间箱子的加速度a=2g

此后弹簧会恢复原长，在弹簧恢复原长的过程中，弹簧弹力对箱子做正功，若此过程中箱子落地，

则此过程中箱子的机械能增加；若在弹簧恢复原长时箱子还未落地，由于箱子的速度大于小球的速

度，弹簧将被压缩，弹簧弹力将对箱子做负功，箱子的机械能又会减小，但无论何种情况，箱子在

运动过程中除了重力做功外，弹簧弹力也在做功，因此箱子下落过程中，箱子机械能不守恒，故A

错误；

B.根据题意，此后小球运动过程中，箱子对地面的压力最小值恰好为零，则对箱子有F弹=m.g

弹簧处于压缩状态，且为压缩最短位置处，可知小球做简谐振动，此时弹簧的压缩量与小球合力为

零时弹簧的伸长量之和即为小球做简谐振动的振幅，根据简谐振动的对称性可知，在最低点FA=

Q

"'弹-mg

在最高点产合=尸弹+mg=2mg

联立解得F'弹=3mg

而当小球运动至最低点时弹簧弹力有最大值，即为3mg,故B正确;

C.小球做简谐振动，在平衡位置时有尸弹=k%=mg

解得％=子

即弹簧被拉伸为时小球受力平衡，处于简谐振动的平衡位置，此处小球的速度有最大值，而根据以

上分析可知，小球在最高点时弹簧的弹力和在平衡位置时弹簧的弹力大小相同，只不过在最高•位置

时弹簧处于被压缩状态，在平衡位置时弹簧处于被拉伸状态，显然压缩量和伸长量相同，则小球从

最高点到达平衡位置下落的高度h=2%=等

k

而弹簧压缩量和伸长量相同时所具有的弹性势能相同，即小球在最富点和在平衡位置时弹簧的弹性

势能相同，则对小球由最高点到平衡位置根据动能定理可得mg-2%=如若》ax

解得lax=2g器

故C错误；

D.箱子损失的机械能即为箱子、弹簧、小球所构成的系统损失的机械能，小球在平衡位置时弹簧

所具有的弹性势能和在箱子未落卜时弹簧所具有的弹性势能相同，由能量守恒可得2mgh二

如端ax+AE

解得箱子损失的机械能AE=2mg九-2mg

K

故D正确。

故选BDo

［例题11］如图为位于新疆哈密的熔盐塔式光热发电站，电站中有约14000块五边形定口镜随太阳转

动，每块约50平方米，定日镜将吸收的阳光反射到中心位置的吸热塔上。太阳落山后，熔盐

继续放热保证24小时不间断发电。J知地球的半径/?=6400km,地球到太阳的距离r

=1.5xl0,lm,太阳能照射到地球上时，有约30%在穿过大气层的过程中被云层或较大的粒子等

反射，有约20%被大气层吸收，现测得在地球表面垂直太阳光方向每平方米面积上接收到太

阳能的平均功率为P=6.8xl()2w。哈密全年Fl照时数约3400小时，该电站已实现年供电

2.0x108kWh,可供24万人一整年的生活用电。已知我国燃煤电厂平均每发一度电，消耗的煤

炭约为300克。则()

A.该电站每年可节约煤炭约6000万吨

B.该电站光能转化为电能的效率约为12%

C.太阳辐射能量的总功率约为70X1OI7W

D.太阳辐射能量中只有二十二亿分之一到达地球大气层上表面

【答案】BD

【来源】2025届浙江省台州市高三下学期第二次教学质量评估物理试题

【详解】A.年供电2.0x1("kWh每度电耗煤300克，节约煤炭的质量为?n=2.0x108*03kg=

6x107kg

所以可节约煤炭约6万吨，故A错误；

B.定日镜总面积14000x50=7xl()5m2

地球表面单位面积接收到太阳能的平均功率为P=6.8x102W/m2

定日镜接收的光能为E光=7x105x6.8x102x3400X3600］

提供的电能为E电=2x108x103x3600J

光能转化为电能的效率?7=100%a12%,故B正确；

£光

C.地球大气层上表面每'上方米接收功率为P太=暇竺W/n?=1.36x103W/m2

人'50%

太阳辐射的总功率为Pg=x471r2=3.84x1026W.故C错误；

D.地球大气层上表面接收到的功率尸接=1.36x103xnR2

所以到达大气层的能量占总的太阳能的比例为白«—

即二十二亿分之一，故D正确。

故选BDo

［例题12］嘉兴海盐大风车地区有一风力发电机，它的叶片转动可形成500m2的圆面，某段时间内风

速为12m/s,风向恰好跟圆面垂直，已知空气的密度为ISkg/n?,假使这个风力发电机能将

30%的风能转化为电能，则风力发电机的发电功率约为()

A.l.4x!0sWB.1.7X!05WC.3.4X1OSWD.5.6xlOsW

【答案】B

【来源】2025届浙江省县域教研联盟高三上学期12月高考模拟考试物理试题

【详解】1s中通过的空气体积为

V=Svt=500x12xlm3=6000m3

空气质量

m=pV=1.3X6000kg=7800kg

这些空气的动能为

11

22

Ek=-mv=-x7800x12|=561600J

30%的动能转化为电能

F1；I=30%x&=0.3x561600J=168480]

所以Is的能品，也就是发电功率

P=168480W«1.7X105W

故选B。

[例题13]（24-25高三上•浙江金华金丽衢十二校•）某地区常年有风，风速基本保持在5m/s,该地区有

一风力发电机，其叶片转动可形成半径为10m的圆面，若保持风垂直吹向叶片，空气密度为

1.3kg/m3,风的动能转化为电能的效率为20%。现用这台风力发电机给•小区供电，则下列

说法正确的是（）

A.该风力发电机的发电功率约为25.5kw

B.风力发电机一天的发电量2.2x109J

C.假设一户家庭在晚上同时开着两盏40W的灯，为保证供电正常，则该风力发电机同时能给

约64户家庭供电

D.若风速变为2.5m/s,则该风力发电机的发电功率变为原来的一半

【答案】C

【来源】浙江省金华市金丽衢十二校2024-2025学年高三上学期第一次联考物理试卷

【详解】AD.单位时间(1s)内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积为

VSI

Vo=—=—=nR7u

°AtAt

单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为

Ek==*小2该风力发电机的发电功率

PAt=20%Fk

解得

Px5.1kW若风速变为2.5m/s,则该风力发电机的发电功率变为原来的｝故AD