重难点07 功、动能定理、机械能守恒-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（江苏专用） （解析版）2025.docx

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重难点7功、动能定理、机械能守恒

考点

三年考情分析

2025考向预测

考点1功

考点2功率

考点3动能定理

考点4机械能守恒

2020年江苏题

2021年江苏题（3题）

2022年江苏题

2023年江苏题

2024年江苏题

历年的高考热点、高频点，出现在不同题型、不同难度的试题中，出题形式主要以选择题和计算题为主。动能定理应用广泛，无论物体做直线运动还是曲线运动，无论是恒力做功还是变力做功，均可考虑动能定理，特别在处理不含时间的动力学问题时，以及求变力做功时，应优先考虑动能定理。利用功能关系和能量守恒定律解决力学问题是历年的高考热点、高频点。题目往往结合抛体运动、圆周运动、多个物体间的相对运动综合考查，甚至涉及重力场、电场、磁场等。常考的几对功能关系有滑动摩擦力做功引起内能变化、合力做功引起动能变化、重力做功引起重力势能变化、电场力做功引起电势能变化、安培力做功引起机械能或电能变化等

【情境解读】

【高分技巧】

一、功能关系

1．几种功能关系

（1）合外力做功与动能的关系：W合＝ΔEk。

（2）重力做功与重力势能的关系：WG＝－ΔEp。

（3）弹力做功与弹性势能的关系：W弹＝－ΔEp。

（4）除重力及系统内弹力以外其他力做功与机械能的关系：W其他＝ΔE机。

（5）滑动摩擦力做功与内能的关系：Ffl相对＝ΔE内。

（6）电场力做功与电势能的关系：WE＝－ΔEp。

2．涉及做功与能量转化问题的解题方法

（1）分清是什么力做功，并且分析该力做正功还是做负功；根据功能之间的对应关系，确定能量之间的转化情况。

（2）当涉及滑动摩擦力做功时，机械能不守恒，一般应用能量守恒定律，特别注意摩擦产生的内能Q＝Ffl相对，l相对为相对滑动的两物体间相对滑动路径的总长度。

（3）解题时，首先确定初、末状态，然后分清有多少种形式的能在转化，再分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。

3．功能关系的应用

（1）在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析。

（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力之外的力做功与机械能变化的关系分析。

（4）只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析。

4．功能关系问题的解答技巧

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。

二、摩擦力做功摩擦力做功的特点及传送带中的能量问题

1．静摩擦力做功的特点

（1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

（2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。

（3）静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能。

2．滑动摩擦力做功的特点

（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

（2）相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果：

①机械能全部转化为内能；

②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能。

（3）摩擦生热的计算：Q＝Ffs相对．其中s相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程。

深化拓展从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量；从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量。

3．传送带模型的能量问题

（1）模型条件

①传送带匀速或加速运动。

②物体以初速度v0滑上传送带或轻轻放于传送带上，物体与传送带间有摩擦力。

③物体与传送带之间有相对滑动。

（2）模型特点

①若物体轻轻放在匀速运动的传送带上，物体一定要和传送带之间产生相对滑动，物体一定受到沿传送带前进方向的摩擦力。

②若物体静止在传送带上，与传送带一起由静止开始加速，如果动摩擦因数较大，则物体随传送带一起加速；如果动摩擦因数较小，则物体将跟不上传送带的运动，相对传送带向后滑动。

③若物体与水平传送带一起匀速运动，则物体与传送带之间没有摩擦力；若传送带是倾斜的，则物体受到沿传送带向上的静摩擦力作用。

（3）功能关系

①功能关系分析：WF＝ΔEk＋ΔEp＋Q

②对传送带的功WF和产生的内能Q的理解：传送带的功：WF＝Fx传，产生的内能Q＝Ffx相对。

三、机械能守恒定律

1．机械能守恒的判断

（1）利用机械能的定义判断：若系统的动能、重力势能和弹性势能的总和不变，则机械能守恒。

（2）利用做功判断：若系统只有