第6章 5.第4 节 功能关系 能量守恒（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考物理大一轮复习学案

该高中物理高考复习课件聚焦“功能关系与能量守恒”核心专题，依据高考评价体系明确功能关系理解、能量守恒定律应用两大考查方向，通过分析近三年高考真题归纳出功能关系应用占比约45%、能量守恒综合题占比38%的高频考点分布，构建“概念辨析-规律应用-题型突破”的复习体系。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计，如以山东潍坊三模杆连接小球模型为载体，通过系统机械能守恒方程推导和牛顿第二定律应用，培养学生的能量观念和科学推理素养。针对软绳重力势能变化等易错点提炼“重心位置分析法”，结合安徽一模关联速度问题帮助学生掌握功能关系应用技巧，教师可依托课件实施分层教学，提升学生应试能力，助力高考冲刺。

第4节 功能关系　能量守恒 返回目录 考点1　常见的功能关系的理解和应用 1.对功能关系的理解 功是能量转化的量度,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。做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。 2.力学中常见的功能关系 返回目录 典例1    (2025届山东潍坊三模)如图所示,一轻质刚性杆可在竖直平面内绕固定转轴O 自由转动,杆长为2L。杆的中点M处固定一质量为2m的小球a,另一端N处固定一质量为 m的小球b。现将杆从水平位置由静止释放,忽略空气阻力,重力加速度为g。下列说法 正确的是(         ) A.杆转动至竖直位置时,OM段杆对小球a的作用力大小为 mg B.杆转动至竖直位置时,OM段杆对小球a的作用力大小为 mg C.从释放到转动至竖直位置过程中,杆对小球a做的功为 mgL A D.从释放到转动至竖直位置过程中,杆对小球a做的功为- mgL 返回目录 解析　　杆由水平位置转动至竖直位置,根据a、b系统机械能守恒可得2mgL+mg·2L=  ×2m(ωL)2+ m(ω·2L)2,解得ω= ;对b球,根据牛顿第二定律可得F2-mg=mω2·2L,解得F2=  mg;对a球,根据牛顿第二定律可得F1-2mg-F2'=2mω2L,F2=F2',解得F1= mg,A正确,B错 误。杆由水平位置转动至竖直位置的过程,对a球根据功能关系得W= ×2m(ωL)2-2mgL, 解得杆对小球a做的功W=- mgL,C、D错误。 返回目录 典例2    (2025届安徽一模)如图所示,细绳一端固定在天花板上,另一端跨过一个光滑动 滑轮和两个固定在天花板上的光滑定滑轮,动滑轮下端挂有一重物。某人抓住细绳的 一端,从右侧定滑轮正下方A点以v=5 m/s的速度匀速移动到B点,此时细绳与水平方向 的夹角θ=37°。已知重物质量为m=10 kg,右侧定滑轮距A点的高度h=3 m,重力加速度g= 10 m/s2,sin 37°=0.6,不考虑滑轮的大小和质量,下列说法正确的是 (         )   A.重物匀速上升 B.人到达B点时,重物重力的功率大小为200 W C.整个过程人对重物做功为100 J D.人行走时,对地面的摩擦力方向水平向右 B 返回目录 解析　    由关联速度可得,重物上升的速度v物= v cos θ,细绳末端由A点运动到B点过程 中,细绳与水平方向夹角θ减小、v不变,可得v物增大,即重物加速上升,A错误。人到达B 点时,重物上升的速度v'物= v cos 37°,可得重物重力的功率大小P=mgv'物=200 W,B正 确。根据功能关系可得,人对重物做的功等于重物机械能的增加量;右侧绳长增长ΔL=  -h=2 m,重物上升的高度H= ΔL=1 m,故人对重物做的功W=mgH+ mv' =120 J, C错误。人行走时,人对地面的摩擦力水平向左,D错误。 返回目录 考点2　能量守恒定律的理解和应用 1.定义: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其他形式,或者 从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。 2.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。 返回目录 典例3    (2025届浙江Z20名校联盟联考二)如图所示是潮汐发电示意图,其利用潮水涨 落产生的水位差所具有的势能发电,一昼夜中两次涨、落潮。涨潮时堵住通道,涨至最 高水位时打开通道,进水发电。水库水位涨至最高时,堵住通道,落潮至最低水位时,打 开通道放水发电。已知水坝的高为H=15 m,涨潮时水库最高水位h1=10 m,退潮时水库 最低水位h2=6 m,发电机日平均发电量为4.8×104 kW·h,水轮发电机总效率为10%,海水 的密度为1.0×103 kg/m3,g取10 m/s2,则下列说法正确的是 (       ) A.涨潮时水库水的重心上升4 m B.发电机的功率为4×103 kW C.该发电站所圈占的海湾面积约为2.7×10 m2 D.若采用U=200 kV的直流电向某地区输电,输电线路电阻为1 000 Ω,则线路上损耗功 率为输电总功率的5% D 返回目录 解析　　涨潮时水库水的重心上升h= =2 m,A错误。发电机的功率P= =  kW=2×103 kW,B错误。一次涨潮,发电机发电量E0=ηmgh,水的质量m=(h1-h2)Sρ,发电机 日平均发电量E=4E0=W,解得小型发电站所圈占的海湾面积S=5.4×106 m2,C错误。采用 U=200 kV直流电向某地区输电时,通过输电线的电流I= =10 A,输电线上损耗的功率 ΔP=I2r=102 kW;可得η'= ×100%=5%,D正确。 返回目录 典例4　如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、 质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端平齐,重力加速度为g。用细线将 物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块 未到达地面),在此过程中 (        ) A.物块的机械能逐渐增加 B.软绳的重力势能共减少了 mgl C.物块与软绳减少的重力势能之和等于软绳克服摩擦力所做的功 D.软绳减少的重力势能大于其增加的动能与克服摩擦力所做的功之和 B 返回目录 解析　　物块克服细线的拉力做功,其机械能逐渐减少,A错误;软绳重力势能减少量Δ Ep减=mg· -mg·  sin θ= mgl【点拨:分析有质量的软绳重力势能的变化时要关注其重心 位置的变化】,B正确;整个运动过程中,由功能关系结合能量守恒对系统有WG物+WG绳= Ek物+Ek绳+W克服摩擦,对软绳有WT+WG绳=Ek绳+W克服摩擦,物块与软绳减少的重力势能之和,等于物 块和软绳动能增加量与软绳克服摩擦力做功之和,软绳重力势能的减少量小于其动能 的增加量与克服摩擦力所做功之和,C、D错误。 返回目录 $