2025版高考物理全程一轮复习第六章机械能守恒定律第四讲功能关系能量守恒定律学案

这是一份2025版高考物理全程一轮复习第六章机械能守恒定律第四讲功能关系能量守恒定律学案，共7页。学案主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·思维进阶等内容，欢迎下载使用。
考点一 功能关系的理解和应用
【必备知识·自主落实】
1．对功能关系的理解
(1)做功的过程就是________的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的．
(2)功是能量转化的________．功和能的关系，体现在：①不同的力做功，对应不同形式的能转化；具有一一对应关系
②做功的多少与能量转化的多少在数值上相等．
2．常见的功能关系
【关键能力·思维进阶】
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．
考向1 功能关系的理解
例 1 如图所示，用轻绳拴一物体，使物体以恒定加速度向下做减速运动，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．物体所受合力对其做正功
B．物体的机械能增加
C．重力对物体做的功小于物体克服拉力做的功
D．物体减少的重力势能一定等于其减少的动能
[教你解决问题]
例 2 (多选)跳台滑雪是以滑雪板为工具，在专设的跳台上通过助滑坡获得速度，比跳跃距离和动作姿势的一种雪上竞技项目．在滑雪比赛中，一质量为60 kg的滑雪运动员从半径为18 m的四分之一圆弧轨道AB的顶端A由静止滑下，进入与圆弧轨道相切的水平轨道BC，切点为B.运动员经过B点时对轨道的压力为其所受重力的2.8倍，取重力加速度大小g＝10 m/s2，则运动员在圆弧轨道下滑的过程中( )
A．机械能增加了1 080 J
B．动能增加了1.08×104 J
C．重力势能减小了1.08×104 J
D．由于摩擦损失的机械能为1 080 J
考向2 功能关系与图像的结合
例 3[2024·江西南昌模拟]如图甲所示，将物块从倾角为θ＝30°的斜面顶端由静止释放，取地面为零势能面，物块在下滑过程中的动能Ek、重力势能Ep与下滑位移x间的关系如图乙所示，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )
A．物块的质量是0.1 kg
B．物块与斜面间的动摩擦因数为
C．当下滑的距离为4.8 m时，物块动能与势能相等
D．当物体的势能为8 J时，动能为 J
思维提升
求解功能关系与图像的综合问题的关键
求解功能关系与图像的综合问题时，不但要熟记常用的功能关系，而且要在“数形结合”思想的引导下，抓住图像“轴、线、斜率、截距、面积、点”六个要素的物理意义．
考向3 摩擦力做功与能量转化
例 4 (多选)如图所示，质量为M＝2 kg、长为L＝2 m的木板静止放置在光滑水平面上，在其左端放置一质量为m＝1 kg的小木块(可视为质点)，小木块与长木板之间的动摩擦因数μ＝0.2，先相对静止，后用一水平向右的力F＝4 N作用在小木块上，经过一段时间小木块从木板另一端滑下，g取10 m/s2，则( )
A．小木块在长木板上滑行的时间t＝2 s
B．在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为8 J
C．小木块脱离长木板的瞬间，拉力F的瞬时功率为16 W
D．小木块在运动过程中获得的动能为12 J
例 5 如图所示，质量m＝1 kg的物体从高h＝0.2 m的光滑轨道上P点由静止开始下滑，滑到水平传送带上的A点，物体和传送带之间的动摩擦因数μ＝0.2，传送带上A、B之间的距离L＝5 m，传送带一直以v＝4 m/s的速度顺时针转动，取g＝10 m/s2，下列说法正确的是( )
A．物体从A运动到B的时间是1 s
B．物体从A运动到B的过程中，摩擦力对物体做的功为－6 J
C．物体从A运动到B的过程中，产生的热量为2 J
D．物体从A运动到B的过程中，带动传送带转动的电动机多做的功为10 J
考点二 能量守恒定律的理解和应用
【必备知识·自主落实】
1．内容：能量既不会凭空________，也不会凭空消失，它只能从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量________．
2．表达式：ΔE减＝ΔE增．
【关键能力·思维进阶】
1．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．
2．应用能量守恒定律解题的基本步骤
例 6 (多选)如图所示，一轻弹簧下端固定在倾角为θ＝37°的固定斜面底端，弹簧处于原长时上端位于斜面上的B点，可视为质点的物体质量为m.物体从A点由静止释放，将弹簧压缩到最短后恰好能被弹回到B点．已知A、B间的距离为L，物体与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，重力加速度为g，sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8，不计空气阻力，此过程中，下列说法正确的是( )
A．物体克服摩擦力做的功为mgL
B．轻弹簧的最大压缩量为L
C．物体的最大速度等于2
D．轻弹簧弹性势能的最大值为mgL
例 7 如图所示，在光滑水平地面上放置质量M＝2 kg的长木板，木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切．一质量m＝1 kg的小滑块自A点沿弧面由静止滑下，A点距离长木板上表面高度h＝0.6 m.滑块在木板上滑行t＝1 s后，和木板一起以速度v＝1 m/s做匀速运动，g取10 m/s2.求：
(1)滑块与木板间的摩擦力；
(2)滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功；
(3)滑块相对木板滑行的距离．
第4讲 功能关系 能量守恒定律
考点一
必备知识·自主落实
1．(1)能量转化 (2)量度
关键能力·思维进阶
例1 解析：物体在拉力作用下，竖直向下做匀减速直线运动．受力分析可知物体受两个力，重力G及拉力FT，且拉力FT大于重力G，合力F合 ＝FT－G，方向竖直向上．由功的定义式W＝ Fl cs α可知，合力对其做负功，W合