《2022届高三物理二轮重难点突破（北京专用）》专题04 功能关系和能量守恒（原卷版）

3.0 envi 2025-03-24 17 4 1.62MB 9 页 3知币
侵权投诉
高三专题复习 04：功能关系和能量守恒
1. 功能关系及能量守恒
功是能量转化的量度，下表总结了常见的各种力做功与对应能量转化关系：
保守力
重力做功对应重力势能变化
WG=− ∆ EpG
弹簧弹力做功对应弹性势能变化
WF=−∆ E pk
静电力做功对应电势能的变化
W电=− ∆ Ep电
分子力做功对应分子势能的变化
W分子=− ∆ E p分子
非保守力
合外力做功对应动能的变化
W合=∆ Ek
其它力做功对应机械能变化
W其它=∆ E机
滑动摩擦力做功对应热能的变化
Q=f ∆ x
克服安培力做功对应电路中焦耳热（电磁感应部分感应电流）
非静电力做功对应电源总能量
W非=E总=EIt
【例1】 从地面竖直上抛一个质量为 m的小球，小球上升的最大高度为 H，设上升过程中空气阻力 f恒定，
则对于小球的整个上升过程，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球动能减少了
fH
B. 小球重力势能增加了
mgH
C. 小球机械能减少了
fH
D. 小球机械能减少了
(mg+f)H
【例2】 质量为 m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为
1
4g
，方
向竖直向下，不计空气阻力，小球在下落 h的过程中，下列计算结果正确的是（）
A. 动能增加
1
4mgℎ
B. 重力势能减少
1
4mgℎ
C. 机械能增加
3
4mgℎ
D. 电势能增加
1
4mgℎ
.
【例3】 如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为 m，从 A点向左沿水平地面
运动，压缩弹簧后被弹回，运动到 A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为 s，与地面间的动摩擦因数
为μ，重力加速度为 g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（）
A. 弹簧的最大弹力为
μ mg
B. 物块克服摩擦力做的功为
μ mgs
C. 弹簧的最大弹性势能为
μ mgs
D. 物块在 A点的初速度为
√
2μ gs
【例4】 质量为 m的子弹以初速度 v水平射入一静止在光滑水平面上、质量为 M的木块中，但并未穿透，
则下述说法正确的是（）
A. 木块对子弹做功等于子弹动能的增量
B. 子弹克服阻力 f做的功等于系统增加的内能
C. 子弹克服阻力 f做的功等于 f的反作用力对木块做的功
D. 子弹损失的机械能等于木块获得的动能和系统损失的机械能之和
【例5】 如图所示，一条足够长的浅色水平传送带由电动机带动，始终保持以速度 v匀速运动。一个质量
为m的木炭包在传送带上山静止释放，经过时间 t后与传送带相对静止，木炭包在传送带上将会留下一段
黑色的径迹。则此过程中（）
A. 黑色的径迹将出现在木炭包的左侧
B. 摩擦力对物体做的功为
−1
2m v❑
2
C. 物块与皮带间由于摩擦而产生的热量为
m v❑
2
D. 物块在传送带上加速时，电动机需要额外增加的功率为
m v❑
2
t
2. 不同场景下的能量转化
2.1. 电路中的能量转化
电路中的能量问题可根据以下方程求解：①电功
W=UIt
；电功率
P=UI
；②热功
Q=I2Rt
；热功率
P=I2R
，常见应用场景如下表：
电源
外电路（电源输出部分）
电动机 纯电阻电路
总功率
P总=EI
P总=UI
P=UI =I2R=U2
R
热功率
P损=I2r
P损=I2r
输出功率
P出=UI
P出=P总− P损=EI − I 2r
纯电阻电路
P=I2R=U2
R
P出=P总− P损=UI − I2r
P出=P机
效率
η=P出
P总
=U
E
--
易错点：非纯电阻电路（如电动机）由于工作过程中有反电动势，故
U＞IR
，输出功率不能用
I2R或U2
R
求解
对于电源，经常讨论输出功率的最大值，其分析需变化基本方程，再利用函数特点分析，具体如下：
1) 讨论纯电阻电路输出功率与外电路电阻的关系
根 据 方 程
P出=I2R
及 闭 合 回 路 欧 姆 定律
I=E
R+r
可知：
P出=
(
E
R+r
)
2
R=E2R
(
R − r
)
2+4Rr =E2
(
R −r
)
2
R+4r
，故当
R=r
时，输出功率最大，为
Pmax=E2
4r
。（具体分
析中需讨论外电路总电阻是否能等于 r）
《2022届高三物理二轮重难点突破（北京专用）》专题04 功能关系和能量守恒（原卷版）.docx

共9页,预览3页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：envi 分类：高中 价格：3知币 属性：9 页 大小：1.62MB 格式：DOCX 时间：2025-03-24

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

大联考 高考地理 英语真题 听力 语法填空 石家庄 数学竞赛 读后续写 英语阅读 深圳中学
/ 9
评分 收藏
分享
立即下载
客服
关注