《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题34 功能关系、能量守恒定律（解析版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

专题 34 功能关系、能量守恒定律

导练目标导练内容

目标 1重力场中的功能关系及应用

目标 2摩擦力做功与能量转化

目标 3功能关系中的图像问题

【知识导学与典例导练】

一、重力场中的功能关系及应用

功是能量转化的量度,力学中几种常见的功能关系如下

2．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。

3．能量转化问题的解题思路

(1)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律。

(2)解题时，首先确定初、末状态，然后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减与增加的能量总和 ΔE增，最后由 ΔE减＝ΔE增列式求解。

【例 1】如图所示，质量为 m的物体（可视为质点）以某一速度从 A点冲上倾角为 30°的固定斜面，其运动

的加速度大小为 g，g为重力加速度，此物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这个过程中物体（　

　）

A．重力势能增加了 mgh

B．克服摩擦力做功 mgh

C．动能损失了 mgh

D．机械能损失了 mgh

【答案】CD

【详解】A．这个过程中物体上升的高度为 h，则重力势能增加了 mgh，故 A错误；

B．加速度则摩擦力 Ff=mg 物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，发生的位移

为2h，则克服摩擦力做功故 B错误；

C．由动能定理可知，动能损失量为故 C正确；

D．机械能的损失量为故 D正确。故选 CD。

二、摩擦力做功与能量转化

1．两种摩擦力做功的比较

静摩擦力做功滑动摩擦力做功

互为作用力和反作用力的一对静摩擦力所做

功的代数和为零，即要么一正一负，要么都

不做功

互为作用力和反作用力的一对滑动摩擦力所做功的

代数和为负值，即至少有一个力做负功

两种摩擦力都可以对物体做正功或者负功，还可以不做功

2.求解相对滑动物体的能量问题的方法

(1)正确分析物体的运动过程,做好受力情况分析。

(2)利用运动学公式,结合牛顿第二定律分析物体的速度关系及位移关系。

(3)公式 Q=Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移,若物体在传送带上做往复运动,则l相对为总的相对路程。

考法一：传送带类

1．两个设问角度

(1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律

求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。

(2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动

机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。

2．两个功能关系

(1)传送带电动机做的功 W电＝ΔEk＋ΔEp＋Q＝Fx 传。

(2)传送带摩擦力产生的热量 Q＝Ff·x相对。　

【例 2】如图所示，传送带与水平面间的夹角为，其中 A、B两点间的距离为，传送带在电动机的

带动下以的速度顺时针匀速转动。现将一质量的小物块（可视为质点）轻放在传送带的 B点，

已知小物块与传送带间的动摩擦因数，g为取，则在传送带将小物块从 B点传送到 A点的过

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