第5章 第4讲 第1课时 综合深化学习——功能关系、能量守恒定律（Word教参）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第四讲　功能关系、能量守恒定律及其应用 第1课时　综合深化学习—功能关系、能量守恒定律 　 [微点判断] (1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能。(×) (2)力对物体做正功，物体的机械能一定增加。(×) (3)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少。(×) (4)物体的机械能减少，动能有可能是增加的。(√) (5)既然能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。(×) (6)节约可利用能源的目的是为了减少污染排放。(×) (7)静摩擦力做功时，一定会引起能量的转化。(×) (8)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。(√) (9)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。(√) 关键知能·逐点清障　 提能点(一)　功能关系的理解和应用 [题点自主盘查] 外力做功与机械能变化的关系 1．(多选)静止在斜面底端的物块，在外力的作用下沿光滑斜面向上做匀加速运动，在某位置撤去外力，经过一段时间物块返回斜面底端。下列说法正确的是(　 ) A．物块沿斜面上滑的过程中，机械能一直增加 B．物块下滑过程机械能一定守恒 C．外力所做的功等于物块回到底端时的动能 D．外力所做的功小于物块到达最高处的重力势能 解析：选BC　撤去外力后物块依然有向上的速度，所以还可以上滑一段时间，这段时间里机械能不变，A错误；下滑时只有重力做功，机械能守恒，B正确；外力做功等于动能的变化量，C正确；物块到最高点，速度为0，初速度为0，末速度为0，动能无变化，所以外力做的功等于最高点的重力势能，D错误。 重力、摩擦力做功时的功能关系 2．(2022·广东高考)(多选)如图所示，载有防疫物资的无人驾驶小车，在水平MN段以恒定功率200 W、速度 5 m/s 匀速行驶，在斜坡PQ段以恒定功率570 W、速度2 m/s匀速行驶。已知小车总质量为50 kg，MN＝PQ＝20 m，PQ段的倾角为30°，重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的有(　 ) A．从M到N，小车牵引力大小为40 N B．从M到N，小车克服摩擦力做功800 J C．从P到Q，小车重力势能增加1×104 J D．从P到Q，小车克服摩擦力做功700 J 解析：选ABD　从M到N，由P＝Fv，知其水平牵引力大小为F1＝＝ N＝40 N，故A正确；小车在MN段匀速，则Ff1＝F1＝40 N，故小车克服摩擦力做功WFf1＝Ff1·MN＝800 J，B正确；从P到Q，小车重力势能增加ΔEp＝mgPQ sin 30°＝5×103 J，故C错误；从P到Q，其牵引力为F2＝＝285 N，由于小车匀速向上运动，则F2＝mgsin 30°＋Ff2，得Ff2＝35 N，故小车克服摩擦力做功WFf2＝Ff2·PQ＝700 J，D正确。 弹簧弹力做功时的功能关系 3.如图所示，重力均为G的两小球用等长的细绳a、b悬挂在O点，两小球之间用一根轻弹簧连接，两小球均处于静止状态，两细绳a、b与轻弹簧c恰好构成正三角形。现用水平力F缓慢拉动右侧小球，使细绳a最终竖直，并保持两小球处于静止状态。下列说法正确的是(　 ) A．最终状态时，水平拉力F等于G B．最终状态与初态相比，轻弹簧c的弹性势能保持不变 C．最终状态与初态相比，右侧小球机械能的增加量等于弹簧弹性势能的减少量加上力F做的功 D．最终状态与初态相比，弹簧与两球组成的系统机械能增加 解析：选D　最终状态时，左边小球在最低点，细绳处于竖直方向，受到重力和绳子拉力而平衡，此时弹簧的弹力为零，对右侧小球进行受力分析，如图所示，根据平衡条件可得F＝Gtan α，由于弹簧的长度发生变化，最终状态时三边构成的三角形不是等边三角形，故α≠60°，则F≠G，故A错误；开始时弹簧处于压缩状态，细绳a最终竖直，弹簧处于原长，轻弹簧的弹性势能减小，故B错误；在整个过程中，根据能量守恒可知，右侧小球机械能的增加量等于拉力做的功加上弹簧弹性势能的减少量和左侧小球机械能的减少量，故C错误；对弹簧与两小球组成的系统，外力F做正功，系统的机械能增加，故D正确。 [知能自主落实] 1．对功能关系的理解 (1)做功的过程就是能量转化的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。 (2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。 2．几种常见的功能关系及其表达式 何种力做功 对应能的变化 定量的关系 合力做功 动能变化 合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝Ek2－Ek1 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，且WG＝－ΔEp＝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，