2025高考物理总复习功能关系和能量守恒定律.pptVIP

第33课时功能关系和能量守恒定律

CONTENTS02着眼“四翼”·探考点题型规律方法聚焦“素养”·提能力巧学妙解应用01

01着眼“四翼”·探考点题型规律方法

题型一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，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。

2.力学中几种常见的功能关系

【典例1】（多选）如图所示，固定斜面倾角为30°，质量为2kg

的小物块自斜面底端以一定初速度沿斜面向上运动，加速度大小为

10m/s2，物块沿斜面向上运动的最大距离为0.8m。斜面足够长，g

取10m/s2，物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。关于小物块

在斜面上的运动，下列说法中正确的是（）A.物块最终会回到斜面底端B.物块克服重力做功的平均功率为20WC.合力对物块做功－16JD.物块机械能损失了16J

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1.【功能关系的理解】北京时间2023年6月4日6时33分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。如图所示是神舟十五号载人飞船返回舱返回地面时的情境，打开降落伞后的一段时间内，整个装置先减速后匀速下降，在这段时间内关于返回舱的说法正确的是（）A.打开降落伞之后，返回舱仍处于失重状态B.匀速下降阶段，返回舱的机械能守恒C.匀速下降阶段，返回舱机械能的减少量等于重力对飞船做的功D.减速下降阶段，返回舱动能的减少量等于阻力对飞船做的功

解析：打开降落伞后，返回舱减速下降时，加速度方向向上，

处于超重状态，故A错误；匀速下降阶段，返回舱的动能不变，重

力势能减小，因此机械能减小，故B错误；匀速下降阶段，返回舱

机械能的减少量等于飞船克服阻力做的功，而重力与阻力的大小相

同，所以返回舱机械能的减少量等于返回舱重力所做的功，故C正

确；减速下降阶段，由动能定理可知，返回舱动能的减少量等于返

回舱所受合力做的功，故D错误。

2.【功能关系与图像的结合】（多选）一物块在高3.0m、长5.0m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10m/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0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2D.当物块下滑2.0m时机械能损失了12J

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题型二能量守恒定律的理解和应用1.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。

2.运用能量守恒定律解题的基本思路

【典例2】如图，在倾角为θ的光滑斜坡上有20个均匀分布的减速

带，减速带之间的距离均为d，每个减速带的宽度远小于d。质量为

m的无动力小车（可视为质点）从距第一个减速带L处由静止下滑。

小车通过减速带所损失的机械能与到达减速带时的速度有关。某同

学观察发现，小车通过第17个减速带后，在相邻减速带间的平均速

度不再增加。小车通过最后一个减速带后立刻进入与斜面平滑连接

的水平地面继续滑行距离s后停下，小车与地面间的动摩擦因数为

μ，重力加速度为g。

（1）小车进入水平地面时速度v的大小；??

（2）小车通过20个减速带共损失的机械能ΔE总；答案：mg（L＋19d）sinθ－μmgs?

（3）小车通过第17个减速带后，每经过一个减速带损失的机械能

ΔE。答案：mgdsinθ

（3）通过相邻减速带间的平均速度不再增加的大致v-t图像

（图像不做要求）或通过第17个及之后的

减速带时小车的平均速度相同，即达到减速带时小车的瞬时

速度相同。小车通过第17个减速带后，根据功能关系，每经

过一个减速带损失的机械能ΔE＝ΔEp＝mgdsinθ。解析：通过相邻减速带间的平均速度不再增加的大致v-t图像

（图像不做要求）或通过第17个及之后的

减速带时小车的平均速度相同，即达到减速带时小车的瞬时

速度相同。小车通过第17个减速带后，根据功能关系，每经

过一个减速带损失的机械能ΔE＝ΔEp＝mgdsinθ。

潮汐电站是利用潮汐，将海洋潮汐能转换成电能的装置。浙江省温岭县的江厦潮汐电站，是世界上已建成的较大的双向（涨潮、落潮时都能发电）潮汐电站之一，如图所示，该电站拦潮坝全长670m，水库有效库容270万立方米，