易错点14 功能关系和能量守恒（原卷版） -备战2023年高考物理易错题

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易错点 14 功能关系和能量守恒

例题 1. （2022·浙江·高考真题）某节水喷灌系统如图所示，水以的速度水平喷出，

每秒喷出水的质量为 2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持 H=3.75m

不变。水泵由电动机带动，电动机正常工作时，输入电压为 220V，输入电流为 2.0A。不计

电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率

（水泵的输出功率与输入功率之比）为 75%，忽略水在管道中运动的机械能损失，则（　

）

A．每秒水泵对水做功为 75J

B．每秒水泵对水做功为 225J

C．水泵输入功率为 440W

D．电动机线圈的电阻为 10

例题 2. （多选）（2022·福建·模拟预测）如图所示，一倾角为的足够长斜面体固定

在水平地面上，质量为 M=2kg 的长木板 B沿着斜面以速度 v0=9m/s 匀速下滑，现把质量为

m=1kg 的铁块 A轻轻放在长木板 B的左端，铁块最终恰好没有从长木板上滑下。已知 A与B

之间、B与斜面之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度

g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列判断正确的是（　　）

A．动摩擦因数

B．铁块 A和长木板 B共速后的速度大小为 6m/s

C．长木板的长度为 2.25m

D．从铁块放上到铁块和长木板共速的过程中，铁块 A和长木板 B减少的机械能等于 A、B

之间摩擦产生的热量

1.功能关系的理解与应用

功与能的关系：功是能量转化的量度，某种力做功往往与某一种具体形式的能量转化相联

系，做了多少功，就有多少能量发生转化.具体功能关系如下表：

功能量转化关系式

重力做功重力势能的改变 WG＝－ΔEp

弹力做功弹性势能的改变 WF＝－ΔEp

合外力做功动能的改变 W合＝ΔEk

除重力、系统内弹力以外的其他力做功机械能的改变 W＝ΔE机

两物体间滑动摩擦力对物体系统做功机械能转化为内能 Ff·x相对＝Q

2.应用能量守恒定律解题的基本思路

(1)分清有多少种形式的能量[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]在

变化．

(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减小，并且列出减少的能量 ΔE 减和增加的

能量 ΔE 增的表达式．

(3)列出能量守恒关系：ΔE 减＝ΔE 增

易混点：

1．功的正负与能量增减的对应关系

(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功．

(2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功．

(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功．

2．摩擦力做功的特点

(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零；

(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统

机械能的损失量；

(3)说明：无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以对物体做正功，也可以做负功，还可以

不做功．

1. （2021·浙江·高考真题）一辆汽车在水平高速公路上以 80km/h 的速度匀速行驶，其 1s 内

能量分配情况如图所示则汽车（　　）

A．发动机的输出功率为 70kW

B．每 1s 消耗的燃料最终转化成的内能是 5.7×104J

C．每 1s 消耗的燃料最终转化成的内能是 6.9×104J

D．每 1s 消耗的燃料最终转化成的内能是 7.0×104J

2. （2020·山东·模拟预测）如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度 v向右匀速

运动，现将质量为 m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体 m和木板之间

的动摩擦因数为 μ，为保持木板的速度不变，从物体 m放到木板上到它相对木板静止的过

程中，须对木板施一水平向右的作用力 F，那么力F对木板做功的数值为（　　）

A．mv2B．mv2C．mv2D．2mv2

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