重難點06功能關(guān)系能量守恒1.命題情境源自生產(chǎn)生活中的與功能變化的相關(guān)的情境或科學(xué)探究情境，解題時能從具體情境中抽象出物理模型，正確各力做功情況和能量的轉(zhuǎn)化。2.命題既有重力場中的直線運動，也有電場或磁場中的直線運動、曲線運動，或更加復(fù)雜的復(fù)合場中的曲線運動的能量轉(zhuǎn)化。3.命題中經(jīng)常注重物理建模思想的應(yīng)用，具體問題情境中，抽象出物體模型，利用功能轉(zhuǎn)化的思想知識分析問題和解決問題。（建議用時：30分鐘）一、單選題1．（2023·貴州貴陽·統(tǒng)考模擬預(yù)測）如圖1所示，一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長度為L，當(dāng)風(fēng)吹過葉片時，由于空氣動力的效應(yīng)帶動葉輪轉(zhuǎn)動，葉輪通過主軸連結(jié)齒輪箱帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖2是該風(fēng)力機(jī)的掃掠面積示意圖（風(fēng)葉旋轉(zhuǎn)掃過的面積在垂直于風(fēng)向的投影面積，是風(fēng)力發(fā)電機(jī)截留風(fēng)能的面積）。已知空氣的密度為ρ，當(dāng)?shù)仫L(fēng)速為v，風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η，則該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的功率為（）A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<02．（2024上·河南·高三校聯(lián)考階段練習(xí)）一塊質(zhì)量為M、長為l的長木板A靜止放在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的物體B（視為質(zhì)點）以初速度v0從左端滑上長木板A的上表面并從右端滑下，該過程中，物體B的動能減少量為SKIPIF1<0，長木板A的動能增加量為SKIPIF1<0，A、B間摩擦產(chǎn)生的熱量為Q，關(guān)于SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0的值，下列可能的是（）A．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0B．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0D．SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<03．（2024·遼寧鞍山·統(tǒng)考二模）如圖所示，上表面粗糙的長木板B靜止在光滑的水平面上，物塊A疊放在長木板右端，輕彈簧一端連接在物塊A上，另一端連接在豎直墻面上，開始時彈簧處于原長，現(xiàn)對B施加一水平向右恒定的拉力F，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)且只分析A未離開B的過程，則正確的說法是（）

A．施加拉力后最初的一段時間內(nèi)，物塊A和木板B一定無相對滑動B．施加拉力的瞬間，物塊A所受的摩擦力為零C．施加拉力后的某一過程中，拉力做的功一定不小于A、B和彈簧整體機(jī)械能的增量D．施加拉力后，在A與B相對滑動過程中，A對B的摩擦力做功的絕對值等于A、B間產(chǎn)生的熱量4．（2023·浙江寧波·?？寄M預(yù)測）長潭水電廠位于浙江省臺州市黃巖區(qū)境內(nèi)永寧江上游，是發(fā)電運行近40年的老廠。平均水位落差約為100m，水的流量約為1.35×104m3/s。保持船只通航需要約3500m3/s的流量，其余流量可全部用來發(fā)電。水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時，水流的動能有20%轉(zhuǎn)化為電能。假設(shè)每天從早到晚均有船只需要通過，則下列說法正確的是（）A．最大功率約為2.0×109WB．年發(fā)電量約為1.8×1010kWhC．通過技術(shù)改進(jìn)，能夠使所有的水的動能都轉(zhuǎn)化為電能D．通航一天流失的能量7.0×105J5．（2023上·廣東深圳·高三深圳外國語學(xué)校校考階段練習(xí)）如圖所示，用與水平面成SKIPIF1<0角的傳送帶輸送貨物，傳送帶以v=2m/s的速度順時針運行，地勤人員將一質(zhì)量m=5kg的貨物輕輕放在傳送帶底部，經(jīng)過4s的時間到達(dá)傳送帶的頂端。已知貨物與傳動帶之間的動摩擦因數(shù)為SKIPIF1<0，重力加速度g=10m/s2，下列正確的是（）A．貨物在傳送帶上向上運動過程中所受的摩擦力不變B．傳送帶從底端到頂端的長度是20mC．貨物在傳送帶上向上運動的過程中，由于摩擦產(chǎn)生的熱量為30JD．貨物在傳送帶上向上運動的過程中，增加的機(jī)械能為190J6．（2023·廣東湛江·統(tǒng)考模擬預(yù)測）據(jù)報道ACF極限緩震材料，是一種集緩沖、減震、吸能于一身的高分子高性能材料，能吸收90%以上的機(jī)械能并瞬間把它轉(zhuǎn)化為不明顯的熱能。為了驗證該報道，某同學(xué)找來一個ACF緩震材料置于水平地面，將質(zhì)量為m的鋼球置于緩震材料上方H1處靜止釋放，通過相機(jī)測出鋼球與緩震材料的接觸時間為t及鋼球反彈的最大高度H2，假設(shè)鋼球始終在豎直方向上運動，則下列說法正確的是（）A．沖擊時機(jī)械能轉(zhuǎn)為熱能百分比為SKIPIF1<0B．沖擊時機(jī)械能轉(zhuǎn)為熱能百分比為SKIPIF1<0C．鋼球與緩震材料接觸過程中，始終處于超重狀態(tài)D．緩震材料受到鋼球的平均沖力為SKIPIF1<0三、解答題7．（2023·河北石家莊·校聯(lián)考模擬預(yù)測）如圖所示，傾角為SKIPIF1<0的斜面與圓心為O、半徑SKIPIF1<0的光滑圓弧軌道在B點平滑連接，且固定于豎直平面內(nèi)。斜面上固定一平行于斜面的輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)沿斜面緩慢推動質(zhì)量為SKIPIF1<0的滑塊a使其壓縮彈簧至A處，將滑塊a由靜止釋放，通過D點時軌道對滑塊a的彈力為零。已知A、B之間的距離為SKIPIF1<0，滑塊a與斜面間動摩擦因數(shù)SKIPIF1<0，C為圓弧軌道的最低點，CE為圓弧軌道的直徑，OD水平，滑塊a可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力，取SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0。（1）求滑塊a在C點對軌道壓力的大小。（2）求滑塊a整個運動過程中系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量。（3）若僅將滑塊a換為質(zhì)量為SKIPIF1<0的滑塊b，滑塊b由A點彈出后立即撤去彈簧，求滑塊b第一次落在斜面上的位置至B點的距離（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。8．（2023·廣東廣州·華南師大附中校考三模）某戶外大型闖關(guān)游戲“渡河”環(huán)節(jié)中，小丁從高為SKIPIF1<0的固定光滑水上滑梯滑下，小歐坐在氣墊船一側(cè)固定位置上操控氣墊船，在滑梯底部等候小丁。氣墊船與滑梯底部相切靠在一起，如圖所示。小丁滑上氣墊船的同時，小歐立即啟動引擎，在恒定的牽引力F作用下駕駛氣墊船沿著直線運動。假設(shè)船不會側(cè)翻，小丁和小歐不會相撞，小丁與氣墊船之間的動摩擦因數(shù)SKIPIF1<0，水對氣墊船的阻力f恒為484N，小丁的質(zhì)量SKIPIF1<0，氣墊船與小歐的總質(zhì)量SKIPIF1<0，汽墊船長度SKIPIF1<0，忽略其他阻力以及小丁滑到滑梯底端的能量損失，同時將小丁視為質(zhì)點，重力加速度取SKIPIF1<0，求：（1）小丁剛滑上氣墊船時的速度；（2）為保證小丁不會滑離氣墊船，牽引力F應(yīng)滿足的條件？

1．力做功及功能關(guān)系比較力做功特點功能關(guān)系重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差有關(guān)WG＝－ΔEp＝mgh1－mgh2彈力(彈簧)做功只與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān)W彈＝－ΔEp＝eq\f(1,2)k(Δx1)2－eq\f(1,2)k(Δx2)2(不要求計算)摩擦力滑動摩擦力做功與路徑有關(guān)，可以做正功、負(fù)功，也可以不做功|Wf滑|＝Ff滑·s(s為路程)一對滑動摩擦力做功代數(shù)和小于零|Wf滑|＝Q＝|ΔE機(jī)械能|＝Ff滑·x相對一對靜摩擦力做功代數(shù)和為零一對相互作用力作用力和反作用力可以做功，也可以不做功，做功代數(shù)和可以大于零、小于零，也可以等于零合力合力如果是恒力，可以根據(jù)功的定義式求解F合·x＝ΔEk(動能定理)重力及彈簧彈力以外的其他力重力及彈簧彈力以外的其他力所做的功將改變系統(tǒng)的機(jī)械能W其他力＝ΔE機(jī)械能電場力與路徑無關(guān)，由初、末位置的電勢差決定W電場力＝－ΔEp＝qU洛倫茲力不做功，只改變速度的方向安培力可以做功，也可以不做功感應(yīng)電流在磁場中受到的安培力做負(fù)功，阻礙導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的相對運動|W安|＝|ΔE機(jī)械能|＝Q分子力可以做正功，也可以做負(fù)功W分子力＝－ΔEp核力核力破壞時將釋放巨大的能量ΔE＝Δmc2其中c為光速2．