(配套教参)第五章 专题突破五 功能关系能量守恒定律-【高考领航】2024高考物理大一轮复习教师用书word+课件PPT（新教材，人教版）

专题突破五　功能关系　能量守恒定律 考点一　功能关系的理解及应用(能力考点) 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 几种常见力做功 对应的能量变化 数量关系式 重力 正功 重力势能减少 WG＝－ΔEp 负功 重力势能增加 弹簧等的弹力 正功 弹性势能减少 W弹＝－ΔEp 负功 弹性势能增加 电场力 正功 电势能减少 W电＝－ΔEp 负功 电势能增加 合力 正功 动能增加 W合＝ΔEk 负功 动能减少 重力以外 的其他力 正功 机械能增加 W其＝ΔE 负功 机械能减少 　(2022·广东卷)(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：ABD　从M到N，由P1＝F1v1可得小车牵引力F1＝＝ N＝40 N，A正确；从M到N，小车匀速行驶，牵引力等于摩擦力，可得摩擦力Ff1＝F1＝40 N，小车克服摩擦力做的功Wf1＝Ff1·MN＝40×20 J ＝800 J，B正确；从P到Q，由P2＝F2v2可得小车牵引力F2＝＝ N＝285 N，从P到Q，小车匀速行驶，小车牵引力F2＝Ff2＋mgsin 30°，解得Ff2＝F2－mgsin 30°＝285 N－50×10× N＝35 N；从P到Q，小车克服摩擦力做的功Wf2＝Ff2·PQ＝35×20 J＝700 J，D正确；从P到Q，小车上升的高度h＝PQsin 30°＝20×0.5 m＝10 m，小车重力势能的增加量ΔEp＝mgh＝50×10×10 J＝5000 J，C错误。 1．(功能关系的定性理解) (2023·广东省选择考模拟)(多选) 蹦床是少年儿童喜欢的一种体育运动，如图所示，蹦床的中心由弹性网组成，若少年儿童从最高点落下至最低点的过程中，空气阻力大小恒定，则少年儿童(　　) A.机械能一直减小 B.刚接触网面时，动能最大 C.重力势能的减少量大于克服空气阻力做的功 D.重力势能的减少量等于弹性势能的增加量 解析：AC　儿童从最高点落下直至最低点的过程中，弹簧弹力以及空气阻力一直做负功，因此其机械能一直减小，故A正确；儿童和弹性网接触的过程中先加速然后减速，故刚接触网面时，动能并非最大，故B错误；根据功能关系可知，重力做功等于克服空气阻力和克服弹簧弹力做功的和，则重力势能的减少量大于弹性势能的增加量，重力势能的减少量大于克服空气阻力做功，故C正确，故D错误。 2．(功能关系的定量理解)(2023·东北三省四市教研联合体模拟)(多选)第22届哈尔滨冰雪大世界开门迎客了，近400 m长的极速大滑梯是大人、孩子最喜欢的王牌娱乐项目。一名游客坐在雪橇上下滑了一段路程，重力对他做功3000 J，他克服阻力做功500 J，则在此过程中这名游客(　　) A.重力势能增加了3000 J B.动能增加了3000 J C.动能增加了2500 J D.机械能减少了500 J 解析：CD　重力做正功，所以游客的重力势能减少了3000 J，A错误；合力做的功等于动能的增加量，所以动能增加了3000 J－500 J＝2500 J，B错误，C正确；重力外的其他力做的功等于机械能的变化，阻力做负功500 J，所以机械能减少了500 J，D正确。 3．(和图像结合的功能关系)(2020·全国卷Ⅰ)(多选)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。则(　　) A.物块下滑过程中机械能不守恒 B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2 D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J 解析：AB　由E-s图像知，物块动能与重力势能的和减小，则物块下滑过程中机械能不守恒，A正确；由E-s图像知，整个下滑过程中，物块机械能的减少量为ΔE＝30 J－10 J＝20 J，而ΔE＝μmgcos α·s，mgh