第22讲 功能关系 能量守恒定律（课件）--2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）

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1. 掌握几种常见的动能关系，知道能量守恒定律。2. 理解摩擦力做功与能量转化的关系。3. 会应用能量的观点解决综合问题。
功能关系与能量守恒定律
合力做功的能变化和定量关系
重力、弹力做功的能的变化和定量关系
安培力做功的能的变化和定量关系
相互作用力做功的能的变化和定量关系
能量守恒定律的理解与应用
滑动摩擦力做功的能量变化问题
知识点1.几种常见的功能关系及其表达式
考点一　功能关系的理解与应用
知识点2.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。
1. 静摩擦力做功（1）能量的转化：（2）一对静摩擦力的总功：2. 滑动摩擦力（1）能量转化（2）（3）两种摩擦力对物体可以做正功，也可以做负功，还可以不做功
知识点3.两种摩擦力做功特点的比较
只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能
一对静摩擦力所做功的代数和总等于零
(1)部分机械能从一个物体转移到另一个物体；(2)部分机械能转化为内能，即为系统机械能的损失量
1.如图所示，在电梯中的斜面上放置了一滑块，在电梯加速上升的过程中，滑块相对斜面静止，则在该过程中( )A.斜面对滑块的摩擦力对滑块做负功B.斜面对滑块的弹力对滑块所做的功小于滑块增加的机械能C.斜面对滑块的弹力对滑块所做的功等于滑块增加的重力势能D.滑块所受合力对滑块所做的功等于滑块增加的机械能
考向1：功能关系的理解
提示：斜面的作用力对滑块做正功，其作用力包括支持力和静摩擦力，通过受力分析不难得出。设力与速度间的夹角为θ：（1）当θ∈[0，90°)，做正功；（2）当θ=90°，不做公功；（3）当θ∈（90°，180°]，做负功。
考向2：功能关系与图像的结合
3. (多选)一长木板静止于光滑水平面上，一小物块(可视为质点)从左侧以某一速度滑上木板，最终和木板相对静止一起向右做匀速直线运动。在物块从滑上木板到和木板相对静止的过程中，物块的位移是木板位移的4倍，设板块间滑动摩擦力大小不变，则( )A.物块动能的减少量等于木板动能的增加量B.摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量C.因摩擦而产生的内能等于物块克服摩擦力所做的功D.因摩擦而产生的内能是木板动能增加量的3倍
考向3：摩擦力做功与能量转化
知识点1：能量守恒定律的内容及表达式
考点二　能量守恒定律的理解和应用
知识点2.应用能量守恒定律解题的步骤
知识点3.对能量守恒定律的两点理解
(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等。(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。
知识点4.能量转化问题的解题思路
知识点4.涉及弹簧的能量问题
两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，具有以下特点：(1)能量转化方面，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。(2)如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同。
1. 如图所示，某同学将带弹簧的圆珠笔倒置，在桌面上竖直向下压紧弹簧，突然松手，圆珠笔竖直向上弹起。对于圆珠笔(含弹簧)，下列说法正确的是( )A.向下压缩弹簧的过程中，笔的机械能守恒B.笔竖直向上运动的过程中机械能守恒C.圆珠笔刚离开桌面时动能最大D.换用不同的弹簧，只要压缩量相同，笔上升的最大高度相同
考向1：应用能量守恒定律定性分析
2. 网上热卖的一款“钢球永动机”如图所示。小球从平台中心小孔P由静止下落，经小孔下方快速旋转的传动轮加速后，由Q点抛出并落回平台，每次轨迹如图中虚线所示。则( )A.该“钢球永动机”不违背能量守恒定律B.小球在空中上升过程中，处于超重状态C.小球在空中上升过程中，速度变化的方向竖直向上D.小球在空中上升过程中，克服重力做功的功率恒定
提示：当加速度a向下，物体处于失重状态；当加速度向上，物体处于超重状态。记忆口诀：超上失下。
考向2：应用能量守恒定律定量计算
(2)物块从B到C克服阻力做的功；
(3)物块离开C点后落回水平面时的水平距离及动能的大小。
提示：熟记机械能守恒的条件：（1）只有重力或弹力作用下做功，机械能守恒；（2）除重力和弹力外，其他外力不做功。
知识点1. 两种摩擦力做功的比较1. 静摩擦力做功 互为作用力和反作用力的一对静摩擦力所做功的代数和为零，即要么一正一负，要么都不做功2.滑动摩擦力做功 互为作用力和反作用力的一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，即至少有一个力做负功 3. 两种摩擦力做功相同点：都可以对物体做正功或者负功，还可以不做功
考点三　摩擦力做功与能量转化
考向1：摩擦力做功与摩擦生热的计算
考向2：往返运动中摩擦力做功的计算
特别提示：（1）当物体受平衡力时，物体有最大速度；（2）理清整个过程中能量的转化，建立正确的方程。（3）对于往返运动问题，一般需对全过程建立方程。
甲刚要运动时：kx0=μmg
特别提示：（1）对物体受力分析，利用牛顿第二定律，建立方程，可求出上升和下降摩擦力的大小关系；（2）注意在同一位置上升阶段的速度大于下落阶段速度的大小。
特别提示：若研究人和绷绳，则系统机械能守恒，若只研究人，则人机械能不守恒
A.进入过程，木料对木栓的合力的冲量为-I
（1）A在传送带上由静止加速到与传送带共速所用的时间t；
（2）B从M点滑至N点的过程中克服阻力做的功W；
（3）圆盘的圆心到平台右端N点的水平距离