2025版高考物理专题38功能关系能量守恒定律练习含解析.docx
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专题38功能关系能量守恒定律
1．做功的过程就是能量转化的过程．功是能量转化的量度.2.功与能量的改变是“一一对应”的，如重力做功对应重力势能的改变，合外力做功对应动能的改变等.3.分析机械能的改变，既可以用定义法也可以依据除重力(弹簧弹力)以外的其他力做功来分析．
1.(2024·山西吕梁市一模)如图1所示，弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行．在通过弹簧中心的直线上，小球P从直线上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是()
图1
A．小球P动能肯定在减小
B．小球P的机械能肯定在削减
C．小球P与弹簧系统的机械能肯定在增加
D．小球P重力势能的减小量大于弹簧弹性势能的增加量
答案B
解析小球P与弹簧接触前，小球P沿斜面对下做初速度为零的匀加速直线运动，速度方向沿斜面对下；小球P与弹簧接触后，刚起先弹力小于小球重力沿斜面对下的分力，合外力沿斜面对下，加速度的方向沿斜面对下，随着弹簧形变量的不断增大，加速度不断减小，此时小球P做加速度不断减小的加速运动；当弹力等于重力沿斜面对下的分力时，加速度为零，速度最大，小球P的动能最大，之后弹力大于重力沿斜面对下的分力，合外力方向沿斜面对上，加速度沿斜面对上，随着弹簧形变量的增大，加速度不断增大，速度不断减小，小球P的动能不断减小，弹簧的弹性势能不断增大，当弹簧压缩到最短时，小球P的速度为零，弹簧形变量最大，弹性势能达到最大，由分析可知，小球P的动能先增大后减小，机械能始终削减，故B正确，A错误；小球与弹簧组成的系统机械能守恒，故小球的动能与重力势能的总削减量等于弹簧弹性势能的增加量，C、D错误．
2.(多选)如图2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处安装肯定滑轮．质量分别为M、m(Mm)的滑块，通过不行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()
图2
A．两滑块组成的系统机械能守恒
B．轻绳对m做的功等于m机械能的增加量
C．重力对M做的功等于M动能的增加量
D．两滑块组成的系统机械能的损失等于M克服摩擦力做的功
答案BD
解析ab斜面粗糙，故系统机械能不守恒，由功能关系，轻绳对m做的功等于m机械能的增加量；由动能定理，重力、拉力、摩擦力对M做的功等于M动能的增加量，除重力以外，M克服摩擦力做的功造成系统机械能的损失，B、D正确．
3.(多选)(2024·安徽安庆市三模)一物体由静止起先沿竖直方向运动，运动过程中物体的机械能与物体位移关系的图象如图3所示，其中0～s1过程的图线为曲线，s1～s2过程的图线为直线．依据该图象，下列推断正确的是()
图3
A．0～s1过程中物体所受合力肯定是变力，且不断减小
B．0～s1过程中物体的动能可能在不断增大
C．s1～s2过程中物体可能在做匀加速直线运动
D．s1～s2过程中物体可能在做匀速直线运动
答案BCD
解析依据功能关系可知除物体的重力以外的其他力做了多少功，则物体的机械能就改变多少，所以E－s图象的斜率的肯定值表示除重力以外的其他力的合力大小，0～s1过程中图象的斜率的肯定值渐渐增大，物体所受的除重力以外的力的合力渐渐增大，如该合力和重力同向，则物体受到的合外力渐渐增大，故A错误；0～s1过程中，机械能渐渐减小，也可能是物体在加速下降，减小的重力势能大于增加的动能，所以物块的动能可能增加，故B正确；依据图象可知，s1～s2过程物体受到的除重力以外的其他力的合力不变，如该合力和重力形成的合力不为零，则物体做匀加速直线运动，如该合力和重力大小相等，方向相反，则物体做匀速直线运动，故C、D正确．
4．(多选)(2024·东北师大等联盟学校检测)如图4甲所示，一木块沿固定斜面由静止起先下滑，下滑过程中木块的机械能和动能随位移改变的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是()
图4
A．在位移从0增大到x0的过程中，木块的重力势能削减了E0
B．在位移从0增大到x0的过程中，木块的重力势能削减了2E0
C．图线a斜率的肯定值表示木块所受的合力大小
D．图线b斜率的肯定值表示木块所受的合力大小
答案BD
解析木块沿斜面下滑过程中，动能增大，则图线b为木块的动能随位移改变的关系图线．由机械能的改变量等于动能的改变量与重力势能改变量之和，有E0－2E0＝E0－0＋ΔEp，得ΔEp＝－2E0，即木块的重力势能削减了2E0，故A错误，B正确；由功能关系可知图线a斜率的肯定值表示木块所受的除重力之外的合力大小，故C错误；由功能关系可知图线b斜率的肯定值表示木块所受的合力大小，故D正确．
5．(多选)如图5