《【临门一脚】高考物理三轮冲刺过关》预测08 机械能守恒定律与功能原理综合应用 （原卷版）

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2021 年高考物理【临门一脚】（全国通用）
预测 08 机械能守恒定律与功能原理综合应用
概率预测 ☆ ☆ ☆ ☆ ☆
题型预测 选择题☆ ☆ ☆ ☆ 计算题☆ ☆ ☆ ☆ ☆
考向预测
机械能守恒多与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、动量等结合命
题，题目的综合性较强，常与生产、生活科技实际相联系，题型呈现多
样性、多过程出现在压轴题中。
1．机械能守恒的三种判断方法
（1）用做功判断：若物体或系统只有重力（或弹簧的弹力）做功，虽受其他力，但其他
力不做功，则其机械能守恒。
（2）用能量转化判断：若物体或系统中只有动能和势能的相互转化，而无机械能与其他
形式的能的相互转化，则其机械能守恒。
（3）对多个物体组成的系统，除考虑是否只有重力做功外，还要考虑系统内力是否做功 ，
如有滑动摩擦力做功时，因摩擦生热，系统机械能将有损失。
2．机械能守恒定律的三种表达形式
3、系统应用机械能守恒定律列方程的角度：
(1)系统初态的机械能等于末态的机械能。
(2)系统中某些物体减少的机械能等于其他物体增加的机械能。
（3）多个物体的机械能守恒问题，往往涉及“轻绳模型”“轻杆模型”以及“轻弹簧模
型”。
① 分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。
② 用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。
③ 对于单个物体，一般绳上的力要做功，机械能不守恒；但对于绳连接的系统，机械能则
可能守恒。
1
4、常见的功能关系
1、应用机械能守恒定律解题的基本思路
2、应用能量守恒定律的两条基本思路
（1）某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等，即
ΔE减＝ΔE增。
（2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等 ，
即ΔEA减＝ΔEB增。
3、用动力学和能量观点分析“板—块”模型的“三点技巧”
(1)过程分析：将复杂的物理过程分解为几个简单的物理过程，挖掘出题中的隐含条件，找
出联系不同阶段的“桥梁”。
(2)受力及功能分析：分析物体所经历的各个运动过程的受力情况以及做功情况的变化，选
择适合的规律求解。
(3)规律应用：对滑块和滑板分别运用动能定理，或者对系统运用能量守恒定律。如图所示 ，
要注意区分三个位移。
1．（2020·山东高考真题）(多选)如图所示，质量为 M的物块 A放置在光滑水平桌面上，右侧连接
2
一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连。现将质量为
m的钩码 B挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将 B由静止释放，当B下降到最低点时（未着地），
A对水平桌面的压力刚好为零。轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，物块 A始终处于静止状态。
以下判断正确的是（　　）
A．M<2m
B．2m <M<3m
C．在 B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对 B先做正功后做负功
D．在 B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于 B机械能的减少量
2．（2021·浙江高考真题）如图所示，竖直平面内由倾角 α=60°的斜面轨道 AB、半径均为R的半圆
形细圆管轨道 BCDE 和圆周细圆管轨道 EFG 构成一游戏装置固定于地面，B、E两处轨道平滑连接，
轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处 G和圆心O2的连线，以及 O2、E、O1和B等四点连成
的直线与水平线间的夹角均为θ=30°，G点与竖直墙面的距离 。现将质量为 m的小球从斜
面的某高度 h处静止释放。小球只有与竖直墙面间的碰撞可视为弹性碰撞，不计小球大小和所受阻
力。
(1)若释放处高度 h=h0，当小球第一次运动到圆管最低点C时，求速度大小 vc及在此过程中所受合
力的冲量的大小和方向；
(2)求小球在圆管内与圆心O1点等高的 D点所受弹力 FN与h的关系式；
(3)若小球释放后能从原路返回到出发点，高度 h应该满足什么条件？
3
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