高考物理一轮复习练习：第5章第4课时功能关系能量守恒定律

时间：2026-01-20

一、功能关系

功能量的变化

重力做正功重力势能减少

弹簧弹力做正功弹性势能减少

合外力做负功动能减小

电场力做正功电势能减少

其他力(除重力、弹力外)做正功机械能增加

二、能量守恒定律

1．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：ΔE减＝ΔE增．

1．力对物体做了多少功，物体就有多少能量．(×)

2．功就是能，能就是功．(×)

3．滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化．(√)

4．能量在转化或转移的过程中，其总量有可能增加，也可能减小．(×)

5．能量在转化或转移的过程中总量保持不变，故没有必要节约能源．(×)

1．(2015·鞍山模拟)如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦．在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()

A．缓冲器的机械能守恒

B．摩擦力做功消耗机械能

C．垫板的动能全部转化为内能

D．弹簧的弹性势能全部转化为动能

解析：在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中，有摩擦力做功，消耗机械能，缓冲器的机械能不守恒，A项错误、B项正确；在弹簧压缩的过程中，有部分动能转化成了弹簧的弹性势能，并没有全部转化为内能，C项错误；在弹簧压缩的过程中，是部分动能转化成了弹簧的弹性势能，而不是弹簧的弹性势能全部转化为动能，D项错误．答案：B

2．(2016·长治模拟)如图所示，三个固定的斜面，底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部的过程中()

A．物体A克服摩擦力做的功最多

B．物体B克服摩擦力做的功最多

C．物体C克服摩擦力做的功最多

D．三个物体克服摩擦力做的功一样多

解析：因为三个固定斜面的表面情况一样，A、B、C又是完全相同的三个物体，因此A、B、C与斜面之间的动摩擦因数相同，可设为μ，由功的定义知W f＝－F f s＝－μmgs cosθ＝－μmgd，三个固

定斜面底边长度d都相等，所以摩擦力对三个物体做的功相等，都为－μmgd.

答案：D

3．(2016·长沙模拟)如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是()

A．电动机做的功为1

2mv

B．摩擦力对物体做的功为mv2

C．传送带克服摩擦力做的功为1

2mv

D．电动机增加的功率为μmgv

解析：由能量守恒，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的内能，选项A错误；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，选项B错误；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积，可知这个位移是物体对地位移的两倍，即W＝mv2，选项C错误；由功率公式知传送带增加的功率为μmgv，选项D正确．

答案：D

4．(2016·唐山模拟)如图所示，一工件置于水平地面上，其AB 段为一半径R＝1.0 m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L＝0.5 m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P 点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m＝0.2 kg，与BC间的动摩擦因数μ1＝0.4.工件质量M＝0.8 kg，与地面间的动摩擦因数μ2＝0.1(取g＝10 m/s2)．

(1)若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h；

(2)若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．

①求F的大小；

②当速度v＝5 m/s时，使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移)，物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．

解析：(1)物块从P点下滑经B点到C点的整个过程，由动能定理有mgh－μ1mgL＝0，

代入数据解得h＝0.2 m.

(2)①设物块的加速度大小为a，P点与圆心连线与竖直方向夹角

为θ，由几何知识得cosθ＝R－h R.

对m由牛顿第二定律有mg tanθ＝ma，

对工件和物块整体F－μ2(M＋m)g＝(M＋m)a.

代入数据解联立方程得F＝8.5 N.

②物块飞离弧面做平抛运动，设水平射程为x，有x＝vt，