第22讲 功能关系 能量守恒定律（复习课件）（全国通用）2026年高考物理一轮复习讲练

这是一份第22讲 功能关系 能量守恒定律（复习课件）（全国通用）2026年高考物理一轮复习讲练，共39页。PPT课件主要包含了考点一，功能关系，考点二，能量及能量守恒定律等内容，欢迎下载使用。
考点一 功能关系知识点1 功能关系的理解知识点2 常见力做功与能量变化的关系考向1 功能关系的理解与应用考点二 能量及能量守恒定律知识点1 能量守恒定律知识点2 涉及弹簧的能量问题
知识点3 涉及摩擦力做功的能量问题考向1 能量守恒定律的理解与应用【思维建模】 运用能量守恒定律解题的基本思路考向2 涉及弹簧的能量问题考向3 涉及摩擦力做功的能量转化问题【思维建模】 两种摩擦力做功的比较考向4 能量的转化与守恒、效率及能源
01 考情解码·命题预警
02 体系构建·思维可视
03 核心突破·靶向攻坚
知识点1 功能关系的理解
1. ____________________________，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的．2. ____________________，功和能的关系，一方面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，另一方面做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。
做功的过程就是能量转化的过程
知识点2 常见力做功与能量变化的关系
考向1 功能关系的理解与应用
【变式训练2·变情境】（2025·四川乐山·二模）如图所示，光滑“ ”形金属导轨固定在水平面上，一导体棒静置于导轨上，并与导轨垂直，构成回路。回路上方一条形磁铁在外力F作用下，竖直向上做匀速运动。运动中外力F对磁铁做功WF，磁铁克服重力做功WG，磁铁克服磁场力做功W1，磁场力对导体棒做功W2，导体棒获得的动能为Ek，回路中产生的焦耳热为Q。则（    ）A．W1 = WF B． W2 =Q+E C． W1 = W2 +Q+Ek D． WF =Ek+Q+WG
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______为其他形式，或者从一个物体_________到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的______________．2.表达式：①E初=E末，初状态各种能量的_____等于末状态各种能量的_______。②ΔE增=ΔE减，______的能量总和______减少的能量总和。3．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．
知识点2涉及弹簧的能量问题
弹簧是储能元件，处理两个或两个以上的物体与弹簧组成的系统相互作用的过程，要特别注意:1. 能量转化方面，如果只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒。2. 当涉及弹簧的弹力做功时,由于弹簧的弹力是变力,故一般不直接采用功的定义式求解.中学阶段通常根据________________________________________来间接求解弹簧弹力做的功或弹簧储存的弹性势能.3. 弹簧的弹性势能与弹簧的规格和形变程度有关,对同一根弹簧而言,无论是处于伸长状态还是压缩状态,只要形变量相同,其储存的_______________.4. 如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当______________________时两物体速度相同。
动能定理、机械能守恒定律或能量守恒定律
弹簧伸长或压缩到最大程度
知识点3涉及摩擦力做功的能量问题
1.无论是静摩擦力还是滑动摩擦力都可以对物体_____________________________________________。2.静摩擦力做功的能量问题①静摩擦做功只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能。②___________________________________，而总的机械能保持不变。3. 滑动摩擦力做功的能量问题①滑动摩擦力做功时，一部分机械能从一个物体转移到另一个物体，另一部分机械能转化为内容，因此滑动摩擦力做功机械能___________。②___________________________________，总功 ，即发生相对滑动时产生的______。
可以做正功，也可以做负功，
一对静摩擦力所做功的代数和总等于零
一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值
考向1 能量守恒定律的理解与应用
【例2】（2025·广东茂名·模拟预测）当前无人机产业发展迅速，无人机配送成为新趋势，如图所示为某款无人机配送货物的示意图，该款无人机主要工作参数如下表所示：某次测试中，无人机与货物之间用l=5m长的轻绳连接，无人机以最大载重量从地面由静止开始以加速度a=5m/s2沿竖直方向起飞，假设整个过程无人机始终在同一竖直线上运动，轻绳伸直时瞬间绷紧，不计空气阻力的影响，重力加速度g=10m/s2。求：(1)绳子伸直前瞬间，无人机的速度大小v0；(2)绳子绷紧过程中，系统损失的机械能ΔE；(3)无人机由静止开始上升20m的过程中（无人机已达到最大速度），升力做的功 W。
【答案】(1)5m/s(2)300J(3)19100J
(1)绳子伸直前瞬间，无人机的速度大小v0；(2)绳子绷紧过程中，系统损失的机械能ΔE；(3)无人机由静止开始上升20m的过程中（无人机已达到最大速度），升力做的功 W。
【变式训练3·变考法】（2025·江苏泰州·模拟预测）如图所示，将原长为L的轻弹簧置于长为2L的光滑水平面AB上，F为AB的中点，弹簧一端固定在 A点，另一端与可视为质点且质量为m的滑块P接触。AB左侧为半径为L的光滑半圆轨道BCD，C点与圆心 O等高。现将滑块P压缩弹簧0.5L至E点（图中未标出）后由静止释放，滑块恰好能到达轨道的最高点D，重力加速度为g。(1)求弹簧被压缩至E点时的弹性势能EP；(2)在BF段铺一表面粗糙的薄膜，改用质量为2m的滑块Q仍将弹簧压缩到E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道的C点，求滑块Q与薄膜间的动摩擦因数μ；(3)接第（2）问，求滑块Q在薄膜上运动的总路程s。
【答案】(1)EP=2.5mgL(2)μ=0.25(3)5L
(1)求弹簧被压缩至E点时的弹性势能EP；(2)在BF段铺一表面粗糙的薄膜，改用质量为2m的滑块Q仍将弹簧压缩到E点由静止释放，恰能运动到半圆轨道的C点，求滑块Q与薄膜间的动摩擦因数μ；(3)接第（2）问，求滑块Q在薄膜上运动的总路程s。
【思维建模】 运用能量守恒定律解题的基本思路1.首先确定初、末状态，分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等。2.其次，分析变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，3.最后列出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，由ΔE减=ΔE增列式求解。
考向2 涉及弹簧的能量问题
考向3 涉及摩擦力做功的能量转化问题
【例4】 （2025·河北·模拟预测）（多选）如图甲所示，一倾角θ=37°、足够长的斜面固定在水平地面上，以顶点为原点O，以沿斜面向下为x轴正方向，质量m=1.0kg的滑块与斜面间的动摩擦因数μ随x变化的规律如图乙所示，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8。现将滑块由O点静止释放，则下列说法正确的是（　　）A．滑块向下运动的最大距离为2mB．滑块加速阶段和减速阶段摩擦力做的功之比为1∶3C．滑块与斜面间因摩擦产生的热量为48JD．滑块加速和减速的时间相同
A．滑块向下运动的最大距离为2mB．滑块加速阶段和减速阶段摩擦力做的功之比为1∶3C．滑块与斜面间因摩擦产生的热量为48JD．滑块加速和减速的时间相同
【思维建模】 两种摩擦力做功的比较
考向4 能量的转化与守恒、效率及能源
【例5】（2025·青海海南·一模）被称为“空中电站”的S1000型涵道式浮空风力发电系统（如图），于2025年1月首次稳定悬停于高空，并顺利发电。该系统叶片转动时可形成与风向垂直的圆面，并将此圆面内10%的空气动能转化为电能。已知悬停位置的风速为v时，该系统的发电功率为P，则悬停位置的风速为2v时，该系统的发电功率为（　　）A．2P B．4PC．6PD．8P
【变式训练4·变情境】 （2025·浙江台州·二模）（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14000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=6400km，地球到太阳的距离r =1.5×1011m，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=6.8×102W。哈密全年日照时数约3400小时，该电站已实现年供电2.0×108kW·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6000万吨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7.0×1017WD．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
A．该电站每年可节约煤炭约6000万吨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7.0×1017WD．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
04 真题溯源·考向感知
1．（2024·浙江·高考真题）如图所示，质量为m的足球从水平地面上位置1被踢出后落在位置3，在空中达到最高点2的高度为h，则足球（　　）A．从1到2动能减少 B．从1到2重力势能增加 C．从2到3动能增加 D．从2到3机械能不变
与平抛运动轨迹对比，足球受空气阻力