《新高考物理二轮复习讲义06讲 功与能量守恒定律（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理二轮复习讲义06讲 功与能量守恒定律（含解析）（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2022-2023高考物理二轮复习（新高考）l 06讲 功与能量守恒定律思维导图l 重难点突破1.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由一种能量转化成另一种能量。2.能量守恒表达式：（1）守恒观点：Ek1+Ep1=Ek2+Ep2+Wf（2）转化观点：EA=EB（3）转移观点：EA增=EB减3.探索能量守恒的足迹4.涉及做功与能量转化问题的解题方法(1)分清是什么力做功，并且分析该力做正功还是做负功；根据功能之间的对应关系，确定能量之间的转化情况。(2)当涉及滑动摩擦力做功时，机械能不守恒，一般应用能量守恒定律，特别注意摩擦产生的内能QFfL相对，L为相对滑动的两物体间相对滑动
2、路径的总长度。(3)解题时，首先确定初、末状态，然后分清有多少种形式的能在转化，再分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和E减和增加的能量总和E增，最后由E减E增列式求解。l 考点应用1. 曲线运动中的能量守恒解题思路：（1）确定物体的整体运动过程，划清直线运动与曲线运动的分界点。（2）根据题干和划分的阶段，分别列出各阶段的能量守恒公式。（3）结合曲线运动的运动规律和能量关系，列出等式并计算物理量。例1：（2022辽宁大连市一零三中学高一期中）如图，运动员将质量为m的篮球从h高处投出，篮球进入离地面H高处的篮筐时速度为v，若以篮球投出时位置所在水平面为零势能
3、面，将篮球看成质点，忽略空气阻力，对于篮球，下列说法正确的是（）A进入篮筐时势能为mghB在刚被投出时动能为C进入篮筐时机械能为D经过途中P点时的机械能为【答案】B【详解】A由题意可知篮球进入篮筐时，离零势能面的高度为，则此时的重力势能为故A错误；B设篮球刚被投出时的动能为Ek0，由于不计空气阻力，所以篮球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，所增加的重力势能等于减小的动能，则有解得刚被投出时篮球的动能故B正确；CD由于篮球被投出后只受重力，篮球的机械能守恒，又因为以篮球投出时位置所在水平面为零势能面，则篮球的机械能等于刚被投出时的动能，故篮球进入篮筐时的机械能与在P点时的机械能均为，故C、D错
4、误。故选B。跟踪训练1如图所示，某人把质量为m的石块从h高处以初速度v0斜向上抛出（空气阻力忽略不计）若以抛出点为零势能面，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）A石块离开手的时刻机械能为B石块刚落地的时刻动能为C人对石块做的功为D人对石块做的功为【答案】D【详解】A石块离开手的时刻机械能，重力势能为零，则A错误；B由能量守恒可知，石块刚落地的时刻动能为解得B错误；CD人对石块做的功等于石块得到的动能，即C错误D正确。故选D。2. 天体运动过程中的能量问题在天体变轨的过程中从低轨道到高轨道需要补充能量例2（2022山西高三阶段练习）飞天揽月，奔月取壤，嫦娥五号完成了中国航天史上又一次壮举。如
5、图所示为嫦娥五号着陆月球前部分轨道的简化示意图，是地月转移轨道，、是绕月球运行的椭圆轨道，是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道的远月点和近月点。其中、为嫦娥五号分别在、轨道上的运行周期，、为嫦娥五号分别在、轨道上运行时的机械能，、为嫦娥五号分别在、轨道上经过Q点时的加速度，、为嫦娥五号在轨道上经过P、Q点时的速度。在变换轨道过程中，嫦娥五号的质量不变，仅考虑月球对嫦娥五号的万有引力作用。则（）ABCD【答案】B【详解】A嫦娥五号绕月球运动，根据，而，故故A错误；B在Q点时，根据牛顿第二定律，由可知故B正确；C由轨道进入轨道，需在Q点减速，反冲力对嫦娥五号做负功，由轨道上进入轨道，需在Q
6、点减速，反冲力对嫦娥五号做负功，故有故C错误；D嫦娥五号在轨道上运行时机械能守恒，由远月点P到达近月点Q的过程中，动能逐渐增大，势能逐渐减小，故故D错误。故选B。跟踪训练2.如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。已知轨道I到月球表面的高度为。月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是（）A嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过点时的速率相等B嫦娥五号在轨道I上绕月运行的速度大小为C嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要小于D嫦娥五号由轨道III变轨进入轨道II时，应在Q处点火向后喷气加速【
7、答案】B【详解】A嫦娥五号在轨道III上的点减速才能进入低轨道，所以嫦娥五号在轨道III上点的速率大于轨道I上经过点时的速率，A错误；B万有引力提供向心力忽略月球自转及地球引力影响解得B正确；C月球的第一宇宙速度满足解得嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要大于，C错误；D嫦娥五号由高轨道III变轨进入低轨道II时，需要减速，D错误。故选B。3. 电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式的能.电能机械能， 如电动机.电能内能， 如电热器.电能化学能， 如电解槽.例3：（2022江苏南京航空航天大学苏州附属中学高三阶段练习）如图所示，质量分别为和的两个小球A、B，带有等量异种电荷（A球带负
8、电），通过绝缘轻弹簧相连接，置于光滑绝缘的水平面上。突然加一水平向右的匀强电场，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法中正确的是（设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度）（）A由于两个小球所受电场力等大反向，故系统机械能守恒B当弹簧长度达到最大值时，系统电势能最大C由于电场力对A、B两球做功为零，故两小球电势能总和始终不变D当小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，两小球电势能总和一定比初始时小【答案】D【详解】A在运动过程中，因为有电场力对系统做功，故系统机械能不守恒，故A错误；B当弹簧长度达到最大值时，电场力对系统做功最多，电势
9、能减小最大，系统机械能增加最大；即系统电势能最小，机械能最大；故B错误；C由于电场力对A、B两球做功不为零，初始一段时间，对两球均做正功，电势能减小，故C错误；D从初态到小球所受电场力与弹簧的弹力大小相等时，电场力对两小球均做正功，电势能减小，此时电势能肯定比初始时小，故D正确。故选D。跟踪训练3：（2022福建省漳州市第八中学高二期中）一带负电的粒子从电场中的点运动到点，该过程中，粒子受到的电场力做的功为，粒子受到的重力做的功为，除重力和电场力外的其他力做的功为，关于该过程中功与能量变化的关系，下列说法正确的是（）A电势能减少了B重力势能增加了C机械能减少了D动能的变化量是【答案】AD【详解
10、】A功是能量变化的量度，根据可知，带电粒子从A点运动到B点的过程中，电场力做正功为，则电势能减少了，故A正确；B重力做正功为，则重力势能减少了，故B错误；C根据机械能等于除重力外，其它外力所做的功，有可知，带电粒子的机械能变化了，故C错误；D根据动能定理可得可知该过程中带电粒子动能的变化量为，故D正确。故选AD。4. 电磁感应中的能量守恒问题的分析方法 等效电路的分析：将产生感应电动势的那部分电路等效为电源，画出等效电路图，分析内外电路结构，应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的性质等知识进行分析 电磁感应现象中涉及收尾速度问题时的动态分析：周而复始地循环，达到最终状态时，加速度等于零，导体达到稳
11、定运动状态 能量转化与守恒的分析：电磁感应过程往往涉及多种能量形式的转化例4：（2022江苏南京外国语学校高二期末）如图所示，有一边长为L的正方形导线框abcd，质量为m，距一有界匀强磁场上边界h处自由下落，如图所示，其下边ab进入匀强磁场区域后，线圈开始做匀速运动，直到其上边cd刚刚开始传出匀强磁场为止，此匀强磁场区域宽度也是L，已知重力加速度为g，则能用物理量m，g，h，L求得（）A线框在穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热B线框在穿越匀强磁场过程中通过导线横截面的电量C线框的电阻D匀强磁场的磁感应强度【答案】A【详解】A线框在穿越匀强磁场过程中做匀速运动，根据功能关系可知，线框穿过匀强磁场过程
12、中产生的焦耳热故A正确；BCD线框做匀速运动时，根据平衡条件有根据闭合电路欧姆定律有根据电流定义式可得因线框电阻R未知，无法得出线框在穿越匀强磁场过程的速度和时间，更无法得出磁感应强度B和通过导线横截面的电量q。故BCD错误。故选A。跟踪训练4：如图所示,边长为L的正方形导线框质量为m,由距磁场H=L自由下落,其下边ab进入匀强磁场后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd刚刚穿出磁场时,速度减为ab边进入磁场时的一半,磁场的宽度也为L,则线框穿越匀强磁场过程中产生的焦耳热为()A2mgL BmgL C3mgL DmgL【答案】C【详解】设线框刚进入磁场时的速度为，刚穿出磁场时的速度，线框自开始进
13、入磁场到完全穿出磁场共下落高度为2L，由题意得：从静止释放到刚进入磁场，由机械能守恒得：，从ab边进入到cd力完全穿出，根据能量守恒得：，解得：故C正确，故选C.基础训练1.（2022天津市宝坻区大口屯高级中学高三阶段练习）如图所示，平行金属板A，B水平正对放置，分别带等量异种电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力的作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么（）A若微粒带正电，则A板一定带负电荷B若微粒带负电，从M点运动到N点，电势能一定增加C从M点运动到N点，动能一定增加D从M点运动到N点，机械能一定降低【答案】AC【详解】A带电微粒受到的重力竖直向下，微粒向上偏转，可知微粒受到的电场力竖直
14、向上，故若微粒带正电，则A板一定带负电，A正确；B若微粒带负电，从M点运动到N点，电场力做正功，电势能一定减少，B错误；C微粒向上偏转，可知合力做正功，所以从M点运动到N点，微粒动能一定增加，C正确；D微粒受到的电场力竖直向上，且大于重力，所以在向上偏转的过程中，电场力做正功，机械能增加，D错误。故选AC。2.已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为，“嫦娥三号”飞船沿距月球高度为3R的圆形轨道运动，如图所示，到达轨道的A点变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B再次变轨进入近月轨道距月表高度忽略不计绕月球做圆周运动下列说法正确的是A飞船在轨道和轨道的线速度大小之比为1：2B飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间为C飞船在A点刚变轨后和变轨前相比动能增大D飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中动能增大【答案】D【详解】A飞船在轨道和轨道上做匀速圆周运动，均由万有引力提供向心力，设月球的质量为M，飞船的质量为m，则由牛顿第二定律和万有引力定律得解得故所以A错误；B飞船在轨道绕月球运动，万有引力充当向心力，则又解得故B错误；C由图可知点火后由原来的高轨道进入低轨道，可知卫星要减速，动能减小，故C错误；D飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中，万有引力做正功，由动能定理知，动能增加，故D正确。所以选D。3.（2022山东省临沂第一
