考点24 功能关系 能量守恒定律（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点24 功能关系 能量守恒定律 1. 3年真题考点分布 题型 选择题 高考考点 功能关系的应用；摩擦力做功与能量的转化；能量守恒定律及应用 新高考 2023 辽宁卷13题、乙卷14题、甲卷21题、 2022 福建卷11题、浙江卷12题、广东卷9题 2021 海南卷17题、重庆卷5题、浙江春招11题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计9次，主要考查： 1. 功能关系的应用； 2. 摩擦力做功与能量的转化； 3. 能量守恒定律的应用； 【备考策略】能灵活判断物体是否做机械运动和参考系的选择；能正确区分时间与时刻的不同点；能正确区分矢量和标量的区别；熟练掌握位移和路程的区别并掌握其计算方法；能正确区分速度和速率、平均速度和瞬时速率的概念并掌握其计算方法；理解并掌握加速度的概念和计算的方法并能根据图像判断物体的运动情况。 【命题预测】本节常与传送带模型、板块模型、轻绳模型和轻杆模型等结合在一起，命题角度新颖，常以综合压轴题的形式出现在新高考中，2024年考生需要引起重视，掌握好此节内容，高考时能轻松获得高分。 考法一 功能关系的理解 1. 功能关系 （1） 内容：做功的过程就是能量转化的过程，做多少功就有多少某种形式的能转化为其他形式的能，功是能量转化的亮度； （2） 几种常见力的功能关系 不同的力做功 对应不同形式能的变化 定量关系 合外力做功 动能变化 W合=Ek2-Ek1=△Ek 重力做功 重力势能变化 重力做正功，重力势能减少；重力做负 功，重力势能增加WG=- △EP=Ep1—Ep2 弹簧弹力做功 弹性势能变化 弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负 功，弹性势能增加.WF=- △EP=Ep1—Ep2 只有重力、弹力做功 不引起机械能变化 机械能守恒，△E=0 除重力和弹力之外的力做功 机械能变化 除重力和弹力之外的力做多少正功，物 体的机械能就增加多少；除重力和弹力 之外的力做多少负功，物体的机械能就减少多少.W=△E 一对相互作用的滑动摩擦力做的总功 内能变化 作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负 功，系统内能增加Q=fx相 2. 能量守恒定律 （1）内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变. （2）适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律. （3）表达式 ①E初=E未，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和. ②△E增=△E减,增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量。 3. 能源和能量耗散 （1）能源是指能够提供可利用的能量的物质，它是人类社会活动的物质基础。 （2）能量的耗散：在能量的转化过程中，一部分能量转化为内能流散到周围环境中，我们无法把这些内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散. （3）能源危机的含义：在能源的利用过程中，即使在能量的转化过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了. 【典例1】（2023·全国·统考高考真题）一同学将排球自O点垫起，排球竖直向上运动，随后下落回到O点。设排球在运动过程中所受空气阻力大小和速度大小成正比。则该排球（   ） A．上升时间等于下落时间 B．被垫起后瞬间的速度最大 C．达到最高点时加速度为零 D．下落过程中做匀加速运动 1．（2023·湖北·模拟预测）如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定，小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落．不计空气阻力，则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中（　 　）    A．小球的动能一直减小 B．小球的机械能守恒 C．小球的重力势能先减小后增加 D．弹簧的弹性势能一直增加 2．（2023·广东汕头·统考三模）如图是某跳水女运动员在三米板的训练中，最后踏板的过程：她从高处落到处于自然状态的跳板上（A位置），随跳板一同向下运动到最低点（B位置），对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的这个过程中，不计空气阻力，下列说法中正确的是（　　）    A．跳板对运动员支持力先增大后减小 B．运动员先是处于超重后处于失重状态 C．跳板对运动员支持力做的功等于运动员机械能的变化量 D．运动员的重力势能与跳板的弹性势能之和先增大后减小 考法二 摩擦力做功与能量转化 1.比较静摩擦力和滑动摩擦力做功 静摩擦力做功 滑动摩擦力做功 不同点 能量的转化方面 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 (1)将部分机械能从一个物体转移到另一个物体 (2)一部分机械能转化为