第四章 专题4　功能关系　能量守恒定律 课件 -2027届高考物理一轮专题复习

该高中物理高考复习课件聚焦“功能关系 能量守恒定律”核心考点，依据高考评价体系梳理了功能关系理解、能量守恒应用、摩擦力做功与能量转化等关键考查维度，通过考点权重分析明确合力做功与动能变化、重力做功与势能变化等高频考点，归纳选择、计算等常考题型，结合2023年浙江选考真题实例，构建系统备考框架。 课件亮点在于“基础梳理+真题精析+素养提升”的复习策略，如以蹦极运动、板块模型为典型案例，深入剖析功能关系判断、相对位移计算等解题方法，培养学生科学思维中的模型建构与科学推理能力，强化能量观念。特设易错点警示（如机械能守恒条件辨析），助力学生掌握得分技巧，教师可据此精准规划复习，提升备考效率。

课时4 功能关系　能量守恒定律 考点一 对功能关系的理解与应用 基础梳理 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及其表达式 力做功 能的变化 定量关系 合力做功 动能变化 W=Ek2-Ek1=ΔEk 重力做功 重力势能 变化 (1)重力做正功,重力势能 (2)重力做负功,重力势能 (3)WG=-ΔEp= 弹簧弹 力做功 弹性势能 变化 (1)弹力做正功,弹性势能 (2)弹力做负功,弹性势能 (3)W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2 减少 增加 Ep1-Ep2 减少 增加 只有重力、 弹簧弹力 做功 机械能 机械能守恒,ΔE= 除重力和弹簧弹力之外的其他力做功 机械能 (1)其他力做多少正功,物体的机械能就 多少 (2)其他力做多少负功,物体的机械能就 多少 (3)W其他= 不变化 0 变化 增加 减少 ΔE 一对相互作用的滑动摩擦力做功 机械能 , 内能 (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功,系统内能 (2)摩擦生热Q= 安培力做功 电能变化 (1)克服安培力做的功等于电能增加量 (2)W克安=E电 电场力做功 电势能变化 (1)电场力做正功,电势能减小 (2)电场力做负功,电势能增加 (3)W电=-ΔEp 减少 增加 增加 Ffx相对 典例精析 命题视角1　对功能关系的理解,能量转化规律与力学模型分析的综合应用 【典例1】 (容易)(2023·浙江1月选考)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中(　　) A.弹性势能减小 B.重力势能减小 C.机械能保持不变 D.绳一绷紧动能就开始减小 B 解析:B　假设不考虑空气阻力,橡皮绳绷紧后继续下降,故橡皮绳的弹性势能不断增加,人的机械能不断减少,选项A、C错误;游客从跳台下落直到最低点过程,高度一直下降,重力势能不断减小,选项B正确;当弹力与重力相等时,游客速度最大,因此游客动能先增大后减小,选项D错误。 命题视角2　功能关系与图像的结合,结合图像分析功能关系,考查对知识理解与应用能力 【典例2】 (中等)在大力士比赛中,选手竖直向上抛出一重物。取抛出点为重力势能零点,上升阶段重物的机械能E总和重力势能Ep随它离开抛出点的高度h的变化如图所示。重力加速度g取10 m/s2,由图中数据可得(　　) A.重物的质量为2.5 kg B.h=8 m时,重物的动能为200 J C.重物上升过程中,阻力大小恒为100 N D.重物上升过程中,合力做功为-1 000 J D 解析:D　由题图可知,h=8 m时E总=Ep=mgh=800 J,则此时的动能为零,解得重物的质量为m=10 kg,A、B错误;根据功能关系,ΔE总=-F阻h=800 J-1 000 J,解得重物上升过程中,阻力大小F阻=25 N,C错误;根据题意可知,重物从抛出到最高点,重力做功-800 J,阻力做功-200 J,可知合力做功为-1 000 J,D正确。 命题视角3　摩擦力做功与能量转化,综合考查摩擦力做功特性、能量转化形式计算及多过程模型分析问题能力 1.两种摩擦力的做功情况比较 项目 静摩擦力 滑动摩擦力 不 同 点 能量的 转化方面 不会引起系统机械能的变化。只使系统中物体间机械能发生转移 引起系统机械能的变化。一方面使系统中物体间机械能转移,另一方面使系统总机械能减少,减少的机械能转化为内能 一对摩 擦力的 总功方面 一对静摩擦力所做功的代数和等于零 一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零,总功 W=-Ffx相对,即相对滑动时产生的热量 相同点 做功的 性质方面 两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还可以不做功 2.求解相对滑动物体的能量问题的解题思维链 【典例3】 (中等)(多选)一长木板静止于光滑水平面上,一小物块(可视为质点)从左侧以某一速度滑上木板,最终和木板相对静止一起向右做匀速直线运动。在物块从滑上木板到和木板相对静止的过程中,物块的位移是木板位移的4倍,设板块间滑动摩擦力大小不变,则(　 　) A.物块动能的减少量等于木板动能的增加量 B.摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量 C.因摩擦而产生的内能等于物块克服摩擦力所做的功 D.因摩擦而产生的内能是木板动能增加量的3倍 BD 解析:BD　根据能量守恒定律可知,物块动能减少量等于木板动能增加量与因摩擦产生的内能之和,A错误;根据动能定理可知,摩擦力对木板做的功等于木板动能的增加量,B正确;设物块与木板之间的摩擦力为Ff,木板的位移为x,则物块的位移为4x,物块克服摩擦力所做的功为Wf=Ff·4x,对木板根据动能定理可得木板动能的增加量为ΔEk=Ffx,因摩擦产生的内能为Q=Ffs相=Ff·3x,可知因摩擦而产生的内能小于物块克服摩擦力所做的功,因摩擦而产生的内能是木板动能增加量的3倍,C错误,D正确。 考点二 对能量守恒定律的理解与应用 基础梳理 对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。 典例精析 命题视角　对能量守恒定律的理解与应用,考查模型构建、数学运算及能量转化逻辑推理能力 【典例4】 (中等)(人教版必修第二册P100复习与提高B组T3变式)(多选)如图为位于新疆哈密的熔盐塔式光热发电站,电站中有约14 000块五边形定日镜随太阳转动,每块约 50平方米,定日镜将吸收的阳光反射到中心位置的吸热塔上。太阳落山后,熔盐继续放热保证24小时不间断发电。已知地球的半径R=6 400 km,地球到太阳的距离r=1.5× 1011 m,太阳能照射到地球上时,有约30%在穿过大气层的过程中被云层或较大的粒子等反射,有约20%被大气层吸收,现测得在地球表面垂直于太阳光方向每平方米面积上,接收到太阳能的平均功率为P=6.8×102 W。 哈密全年日照时数约3 400小时,该电站已实现年供电2.0×108 kW·h,可供 24万人一整年的生活用电。已知我国燃煤电厂平均每发一度电,消耗的煤炭约为300克。则(　 　) A.该电站每年可节约煤炭约6 000万吨 B.该电站光能转化为电能的效率约为12% C.太阳辐射能量的总功率约为7.0×1017W D.太阳辐射能量中只有二十二亿分之一到达地球大气层上表面 BD 感谢观看 解析:BD　年供电2.0×108 kW·h,每度电耗煤300克,节约煤炭的质量为m= 2.0×108×0.3 kg=6×107 kg,可节约煤炭约6万吨,A错误;定日镜总面积14 000× 50 m2=7×105 m2,地球表面单位面积接收到太阳能的平均功率为P=6.8×102W,定日镜接收的光能为E光=7×105×6.8×102×3 400×3 600 J,提供的电能为E电=2×108×103×3 600 J,光能转化为电能的效率约为η=×100%=12%,B正确; 地球大气层上表面每平方米接收功率为P太=W=1.36×103W,太阳辐射的总功率为P总=P太×4πr2=3.8×1026 W,C错误;地球大气层上表面接收到的功率 P接=1.36×103×πR2,所以到达大气层的能量占总的太阳能的比例为=,即二十二亿分之一,D正确。 $