第五章 小专题(六) 功能关系 能量守恒定律-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（新教材，人教版）

小专题(六)　功能关系　能量守恒定律

考点一　对功能关系的理解与应用

1.功能关系

(1)功是能量转化的量度,即做了多少功就有多少能量发生了转化。

(2)做功的过程一定伴随着能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现。

2.几种常见的功能关系

[例1] [对功能关系的理解与应用](2022·山东烟台测试)(多选)如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其减速运动的加速度大小为g。此物体在斜面上能够上升的最大高度为h,则在这个过程中物体(　AB　)

A.重力势能增加了mgh

B.机械能损失了mgh

C.动能损失了mgh

D.克服摩擦力做功mgh

解析:加速度大小a=g=,解得摩擦力Ff=mg,物体在斜面上能够上升的最大高度为h,所以重力势能增加了mgh,故A正确;机械能损失ΔE=Ffx=mg×2h=mgh,故B正确;动能损失等于克服合力做功的大小ΔEk=F合x=mg×2h=mgh,故C错误;克服摩擦力做功Wf=Ffx=mgh,故D错误。

[例2] [功能关系的综合问题](2022·山西吕梁二模)极限跳伞是一种空中极限运动,伞打开前可看作是自由落体运动,打开伞后减速下降,最后匀速下落。如果用h表示人下落的高度,t表示下落的时间,Ep表示人的重力势能,Ek表示人的动能,E表示人的机械能,v表示人下落的

速度。在整个过程中,忽略伞打开前所受的空气阻力,如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比,以地面为零势能面,则下列图像可能符合事实的是(　B　)

解析:假设人开始时距地面高度为H,则其重力势能Ep=mg(H-h),是线性变化的,A错误;打开伞前人先做自由落体运动,Ek=mgh,即Ek与h成正比,打开降落伞后,由动能定理有 |ΔEk|=(f-mg)Δh,随速度的减小,阻力减小,由牛顿第二定律可知,人做加速度减小的减速运动,最后当阻力等于重力时,人做匀速直线运动,所以动能的变化减慢,最后当阻力等于重力时,动能不再发生变化,B正确,D错误;根据功能关系可知ΔE=-fΔh,则人的机械能在自由下落过程保持不变,打开伞后机械能逐渐减小,最后均匀减小,C错误。

考点二　摩擦力做功与能量关系

1.两种摩擦力的做功情况比较