专题6.4　功能关系　能量守恒定律【讲】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题6.4　功能关系　能量守恒定律【讲】
【讲核心素养】
1.物理观念：功能关系。
熟练掌握几种常见的功能关系，并会用于解决实际问题.。
2.科学思维：与摩擦生热相关的物理模型、能量守恒定律。
（1）.掌握一对摩擦力做功与能量转化的关系.．
（2）会应用能量守恒观点解决综合问题
3.科学态度与责任：
（1）理解功能关系，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。
（2）.能用能量守恒定律分析生产生活中的有关问题。
【讲考点题型】
【知识点一】功能关系的理解与应用
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
合力的功
动能变化
W＝Ek2－Ek1＝ΔEk
重力的功
重力势
能变化
（1）重力做正功，重力势能减少
（2）重力做负功，重力势能增加
（3）WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
弹簧弹
力的功
弹性势
能变化
（1）弹力做正功，弹性势能减少
（2）弹力做负功，弹性势能增加
（3）W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
只有重
力、弹簧
弹力做功
机械能
不变化
机械能守恒ΔE＝0
除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功
机械能变化
（1）其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少
（2）其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少
（3）W其他＝ΔE
一对相互作用的滑动摩擦力的总功
机械能减少，内能增加
（1）作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加
（2）摩擦生热Q＝Ff·x相对
【例1】（2022·广东·模拟预测）某同学将一个质量为的小球竖直向上抛出，小球上升的最大高度为。设上升过程中空气阻力大小恒定．则在上升过程中（　　）
A．小球的动能减小了 B．小球机械能减小了
C．小球重力势能减小了 D．小球克服空气阻力做功
【答案】 B
【解析】
A．根据动能定理可得
可知小球的动能减小了，A错误；
BD．除重力外，其他力做功衡量小球机械能的变化量，则有
可知小球克服空气阻力做功，小球机械能减小了，B正确，D错误；
C．小球重力做功为
可知上升过程中，小球克服重力做功，小球重力势能增加了，C错误。
故选B。
【素养升华】本题考察的学科素养主要是物理观念及科学思维。要求考生掌握受力分析及常见的功能关系。
【变式训练1】（2022·上海奉贤·二模）在沿斜面向上的恒力F作用下，一物体从足够长的光滑斜面的底端由静止开始向上运动，在某一高度撤去恒力F。以地面为零势能面，设重力势能为、机械能为，则整个向上运动过程中，它们随时间t变化的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】 A
【解析】
根据题意可知，撤去恒力前，物体做匀加速运动，设加速度为，撤去恒力后，物体做匀减速运动，设加速度为，匀加速后物体的速度为，由运动学公式可得，匀加速时的位移为
匀减速时的位移为
AB．以地面为零势能面，根据题意，由重力做功与重力势能的关系可知，撤去恒力前
可知，重力势能与时间为二次函数，且开口向上，撤去恒力后
可知，重力势能与时间仍为二次函数，但开口向下，故B错误A正确；
CD．根据题意，由功能关系可知，撤去恒力前，物体的机械能为
可知，机械能与时间为二次函数，且开口向上，撤去恒力后，只有重力做功，机械能保持不变，故CD错误。
故选A。
【方法总结】功能关系的选取方法
（1）若只涉及动能的变化用动能定理。
（2）只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析。
（3）只涉及机械能变化，用除重力和弹簧的弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。
求解功能关系题的解答技巧
对各种功能关系熟记于心，力学范围内，应牢固掌握以下三条功能关系：
1．重力的功等于重力势能的变化，弹力的功等于弹性势能的变化。
2．合外力的功等于动能的变化。
3．除重力、弹力外，其他力的功等于机械能的变化。
运用功能关系解题时，应弄清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力、弹力外的力做什么功，从而判断重力势能或弹性势能、动能、机械能的变化。
【知识点二】能量守恒定律的应用
1．内容
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．表达式
ΔE减＝ΔE增．
3．对能量守恒定律的理解
（1）转化：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）转移：某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量相等．
4．基本思路
（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