2020年高考物理一轮复习热点题型专题12功能关系 能量守恒.doc免费

PAGE 1 2020年高考物理一轮复习热点题型专题12—功能关系能量守恒 题型一　功能关系的理解 题型二　功能关系的综合应用 题型三　摩擦力做功与能量转化 题型四　能量守恒定律的理解和应用 题型一　功能关系的理解 1．只涉及动能的变化用动能定理分析． 2．只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析． 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关系分析． 【例题1】(2018·广东省惠州市第三次调研)质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度，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50 J，机械能损失了10 J，设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定，则该物体再落回到A点时的动能为(g＝10 m/s2)(　　) A．40 J B．60 J C．80 J D．100 J 【答案】　B 【解析】　物体抛出时的总动能为100 J，物体的动能损失了50 J时，机械能损失了10 J，则动能损失100 J时，机械能损失了20 J，此时到达最高点，返回时，机械能还会损失20 J，故从A点抛出到落回到A点，共损失机械能40 J，所以该物体再落回到A点时的动能为60 J，A、C、D错误，B正确． 【例题2】　(多选)(2018·四川省攀枝花市第二次统考) 物体由地面以120 J的初动能竖直向上抛出，当它从抛出至上升到某一点A的过程中，动能减少40 J，机械能减少10 J．设空气阻力大小不变，以地面为零势能面，则物体(　　) A．落回到地面时机械能为70 J B．到达最高点时机械能为90 J C．从最高点落回地面的过程中重力做功为60 J D．从抛出到落回地面的过程中克服阻力做功为60 J 【答案】　BD 【解析】　物体以120 J的初动能竖直向上抛出，向上运动的过程中重力和空气阻力都做负功，当上升到某一高度时，动能减少了40 J，而机械能损失了10 J．根据功能关系可知：合力做功为－40 J，空气阻力做功为－10 J，对从抛出点到A点的过程，根据功能关系：mgh＋Ffh＝40 J，Ffh＝10 J，得Ff＝eq \f(1,3)mg；当上升到最高点时，动能为零，动能减小120 J，设最大高度为H，则有：mgH＋FfH＝120 J，解得mgH＝90 J，FfH＝30 J，即机械能减小30 J，在最高点时机械能为120 J－30 J＝90 J，即上升过程机械能共减少了30 J；当下落过程中，由于阻力做功不变，所以机械能又损失了30 J，故整个过程克服阻力做功为60 J，则该物体落回到地面时的机械能为60 J，从最高点落回地面的过程中重力做功为mgH＝90 J，故A、C错误，B、D正确. 题型二　功能关系的综合应用 【例题1】（2019·浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是 A．加速助跑过程中，运动员的动能增加 B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加 C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加 【答案】B 【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D正确。 【例题2】（2019·湖南省长沙市第一中学高三下学期高考模拟）如图所示，A物体质量为m， B质量为2m，用一轻绳相连，将A用一轻弹簧悬挂于天花板上，系统处于静止状态，此时 弹簧的伸长量为x，弹性势能为Ep，已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，且弹簧始 终在弹性限度内．现将悬线剪断，则在以后的运动过程中，A物体的 A．最大动能为 B．最大动能为 C．速度达到最大时，弹簧弹力做功为 D．速度达到最大时，弹簧弹力做功为 【答案】AD 【解析】设弹簧的劲度系数为k，初始状态，动能最大时，弹簧伸长量，知A物体向上移动的距离△x＝x，已知弹簧的弹性势能与形变量的平方成正比，则A物体动能最大时，弹性势能为EP，则弹性势能减小EP。因为弹力做功等于弹性势能的减小量，所以A物体速度达到最大时，弹簧弹力做功为Ep。在此过程中，弹性势能减小EP，重力势能增加mgx 则动能增加Ep–mgx，即最大动能为Ep–mgx。故AD正确，BC错误。 【例题3】(多选)(2018·福建省龙岩市上学期期末)如图所示，轻质弹簧一端固定在水平面上的光滑转轴O上，另一端与套在粗糙固定直杆A处质量为m的小球(可视为质点)相连．A点距水平面的高度为h，