高三物理功能关系 能量守恒定律教材分析

高三物理《功能关系能量守恒定律》教材分析

高三物理《功能关系能量守恒定律》教材分析

考点20 功能关系能量守恒定律考点名片考点细研究：本考点命题要点：(1)功能关系；(2)能量转化和守恒定律；(3)结合牛顿运动定律、电磁学等相关内容处理综合问题。其中考查到的如：2016

年全国卷第19题、21题、25题、2015年江苏高考第9题、2015年福建高考第21题、2014年广东高考第16题、2014年上海高考第11题、2014年海南高考第10题、2014年山东高考第20题、2013年全国卷第20题、2013年山东高考第16题、2013年江苏高考第9题、2013年安徽高考第17题等。备考正能量：本考点在高考中年年必考，题型全、分值多、难度大。在今后的高考中，考查思路应是功能关系、能的转化和守恒、牛顿定律、平抛运动和圆周运动、电磁学知识和规律密切联系的综合应用，难度和能力要求不会降低。

一、基础与经典 1．滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10 J的功。在上述过程中( ) A．弹簧的弹性势能增加了10 J B．滑块的动能增加了10 J C．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒答案 C 解析拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹性势能增大，滑块向右加速，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C正确，A、B、D均错误。 2. (多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )

A．两滑块组成系统的机械能守恒 B．重力对M做的功等于M动能的增加 C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功答案CD 解析以M和m两滑块整体为研究对象，除重力外，M受到的摩擦力做负功，所以两滑块组成系统的机械能不守恒，且系统机械能的损失等于M克服摩擦力做

的功，A错误，D正确。由动能定理可知，M动能的增加应等于重力、摩擦力、轻绳的拉力对M做功之和，B错误。以m为研究对象，除重力外，只有轻绳对其做功，所以其机械能的增加等于轻绳对其做的功，C正确。 3．一个物体的机械能增大，究其原因( ) A．重力对物体做了功 B．一定是合外力对物体做了功 C．一定是拉力对物体做了功 D．可能是摩擦力对物体做了功答案 D 解析除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能才会变化，一个系统的机械能增大，一定是除重力、弹力以外的力对系统做正功。重力做功时物体的动能和重力势能之间相互转化，不影响物体的机械能的总和。故A错误；除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能才会变化。故B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，系统的机械能可以增大。故D正确。4．“神舟八号”飞船返回时高速进入大气层后，受到空气阻力的作用，接近地面时，减速伞打开，在距地面几米处，制动发动机点火制动，飞船迅速减速，安全着陆。下列说法正确的是( ) A．制动发动机点火制动后，飞船的重力势能减少，动能减少 B．制动发动机工作时，由于化学能转化为机械能，飞船的机械能增加 C．重力始终对飞船做正功，使飞船的机械能增加 D．重力对飞船做正功，阻力对飞船做负功，飞船的机械能不变答案 A 解析制动发动机点火制动后，飞船迅速减速下落，动能、重力势能均变小，机械能减少，A正确，B错误；飞船进入大气层后，空气阻力做负功，机械能一定减少，故C、D均错误。 5．起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动。一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳，从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中，他的重心上升了h，离地时他的速度大小为v。下列说法正确的是( ) A．该同学机械能增加了mgh B．起跳过程中该同学机械能增量为mgh＋mv2 C．地面的支持力对该同学做功为mgh＋mv2 D．该同学所受的合外力对其做功为mv2＋mgh 答案 B 解析考查的是力做功和能的转化问题，学生重心升高h，重力势能增大了mgh，又知离地时获得动能为mv2，则机械能增加了mgh＋mv2，A错，B对；人与地面作用过程中，支持力对人做功为零，C错；学生受合外力做功等于动能增量，则W合＝mv2，D错。 6. 把小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A位置，如图甲所示。迅速

松手后，球升高至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正处于原长(图乙)。忽略弹簧的质量和空气阻力。则小球从A运动到C的过程中，下列说法正确的是( )

A．经过位置B时小球的加速度为0 B．经过位置B时小球的速度最

大 C．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能守恒 D．小球、地球、弹簧所组成系统的机械能先增大后减小答案 C 解析分析小球从

A到B的过程中受力情况，开始时弹力大于重力，中间某一位置弹力和重力相等，接着弹力小于重力，在B点时，弹力为零，小球从B到C的过程中，只受重力。根据牛顿第二定律可以知道小球从A到B过程中，先向上加速再向上减速，所以速度最大位置应该是加速度为零的位置，在AB之间某一位置，A、B错误；从A到C过程中对于小球、地球、弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒，C正确，D错误。 7．(多选)18世纪，数学家莫佩尔蒂和哲学家伏尔泰，曾设想“穿透”地球：假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球，一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中，忽略一切阻力，此人可以从南极出口飞出，则以下说法正确的是(已

知此人的质量m＝50 kg；地球表面处重力加速度g取10 m/s2；地球半径R＝6.4×106 m；假设地球可视为质量分布均匀的球体，均匀球壳对壳内任一点处的质点合引力为零)( ) A．人与地球构成的系统，由于重力发生变化，故机械能不守恒 B．人在下落过程中，受到的万有引力与到地心的距离成正比 C．人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W＝1.6×109 J D．当人下落经过距地心R/2瞬间，人的瞬时速度大小为4×103 m/s 答案BC 解析

人与地球构成的系统，重力虽然发生变化，但只有重力做功，故机械能守恒，A错误；人在下落过程中，受到的万有引力F＝G＝G＝r，与到地心的距离成正比，B正确；人从北极开始下落，直到经过地心的过程中，万有引力对人做功W＝R＝R＝1.6×109 J，C正确；当人下

落经过距地心R/2瞬间，人的瞬时速度大小为v，由动能定理得：×＝mv2，解得：v＝＝6928 m/s，D错误。 8．(多选)如图甲所示，物体以一定的初速度从倾角α＝37°的斜面底端沿斜面向上运动，上

升的最大高度为3.0 m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的