第22讲 功能关系 能量守恒定律（练习）（解析版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第22讲功能关系能量守恒定律

目录

01模拟基础练

【题型一】常见的功能关系

【题型二】能量守恒定律的应用

【题型三】功能关系的综合应用

02重难创新练

【题型一】常见的功能关系

1．翼装飞行是一项极具刺激的娱乐项目，亚洲翼装飞行第一人张树鹏的飞行梦始于张家界天门山。如图所示为张树鹏完成比赛时的情景，张树鹏由高空静止跳下，在空中滑行一段距离后安全地着陆在山脚下。则张树鹏在空中下落的过程中（）。

A．机械能守恒 B．重力势能的减少大于动能的增加

C．合力做的功等于重力势能的减少量 D．重力做的功等于机械能的减少量

【答案】B

【详解】A．张树鹏在下落的过程中，重力做正功，空气的阻力做负功，所以机械能不守恒，故A错误；

B．由动能定理可知

所以重力做的功大于动能的增加，即重力势能的减少大于动能的增加，故B正确；

C．由动能定理可知合力的功等于动能的增加量，故C错误；

D．阻力的功等于机械能的减少量，故D错误。

故选B。

2．如图所示，水平粗糙杆和光滑竖直杆均固定。质量均为的带孔小球和穿在两杆上，两小球和用轻质细线相连，与横杆间的动摩擦因数为。在水平拉力作用下向右运动，上升的速度恒为，在向右运动位移为的过程中，的重力势能增加，与横杆间由于摩擦而产生的热量为，拉力做功为，不计空气阻力，重力加速度为，下列判断正确的是（）

A． B．

C． D．小球做加速运动

【答案】A

【详解】A．因Q沿竖直光滑杆匀速直线运动，所以绳子对Q竖直向上的拉力等于Q的重力。由相互作用力可知，绳子对P竖直向下的拉力大小等于Q的重力，由滑动摩擦力公式

所以

故A正确；

BCD．由运动学分析可知，两小球运动过程中沿绳子方向的分速度相同，设绳子与竖直方向夹角为

因小球Q做匀速直线运动，所以小球P做减速运动，动能减小。

故BCD错误，

故选A。

3.一倾斜传送带顺时针匀速转动，一物块从底端冲上传送带，如图甲所示。物块在传送带上运动时，物体的速度与时间的关系如图乙。设沿斜面向上为正方向，传送带底端为零势能面，则物体的机械能与物块沿传送带运动位移的图象最有可能的是（）

A． B．

C． D．

【答案】B

【详解】由图可知0~时间内，图像斜率较大，则加速度较大，此时物块速度较大，摩擦力沿斜面向下，大小为

~2时间内，加速度变小，则此时摩擦力沿斜面向上，大小为

根据功能关系可知，摩擦力做功代表机械能的变化，则图像的斜率代表摩擦力，则斜率的绝对值应相等；

图像与坐标轴围成的面积代表位移，可知。

故选B。

4.工人为了提升货物搬运效率，在工厂楼层窗台和卡车之间紧绑一布匹，将货箱从布匹顶端由静止滑至底端，该过程中说法正确的是（）

A．货箱的重力势能全部转化为动能

B．货箱重力做的功等于货箱动能的增加量

C．货箱重力做的功等于货箱重力势能的减少量

D．货箱所受合力做的功等于货箱机械能的减少量

【答案】C

【详解】AB．根据动能定理可知，重力与摩擦力做功等于动能的改变，货箱的重力势能转化为动能和摩擦生热，故AB错误；

C．根据重力做功与重力势能的变化的关系可知，重力做功等于货箱重力势能的减小量，故C正确；

D．根据动能定理可知，货箱所受合力做的功等于货箱动能的减少量，故D错误。

故选C。

【题型二】能量守恒定律的应用

1.电梯的钢索发生断裂后向下坠落，为了尽量保证内部人员安全，会启动电梯安全钳加大阻力，同时在井底安装有缓冲弹簧，如图所示.已知电梯总质量为2400kg，下落过程安全钳提供给电梯的滑动摩擦力大小为，弹簧的劲度系数.整个过程的摩擦力仅考虑安全钳提供的，安全钳提供的滑动摩擦力等于最大静摩擦力，不考虑弹簧自重及其他阻力，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度。则下列说法正确的是（????）

A．电梯从开始坠落至压缩弹簧到最低点的过程，重力势能与动能的减少量之和与弹簧的弹性势能增加量大小相等

B．电梯从开始坠落至压缩弹簧到最低点的过程，重力势能与动能减少量之和的大小大于弹簧的弹性势能增加量

C．电梯与弹簧刚接触时的动能最大

D．电梯下落过程速度最大时，弹簧的压缩量为40cm

【答案】BD

【详解】AB．根据能量守恒，重力势能与动能减少量应等于弹性势能与内能的增加量，A错误，B正确；

CD．动能最大时，速度最大，即加速度为零，由平衡条件有

解得

C错误，D正确。

故选BD。

2．如图所示，一半径为，粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定旋转，直径水平.轨道上的点离的距离为，一质量为的质点自点上方某处由静止开始下落，从点进入轨道后刚好能到达点并能再次返回经过点。已知质点第一次滑到轨道最低点时速率为，第一次到达点时速率为，选定点所在的水平面为重力势能的零势能面，则（）

??

A．

B．

C．从到的过程中，动能与势能相等的点在点上方，从到的过程中，动能与势能相等的