2027届新高考物理热点精准复习　功能关系　能量守恒定律

考点一功能关系的理解和应用考点二能量守恒与功能关系STSE问题内容索引课时作业2027届新高考物理热点精准复习功能关系能量守恒定律1.对功能关系的理解(1)做功的过程就是______________的过程，不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。

(2)功是能量转化的____________。功和能的关系，一是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；二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等。

考点一功能关系的理解和应用能量转化量度2.常见的功能关系做功能量的变化定量关系合力做功动能变化W=ΔEk=Ek2－Ek1重力做功重力势能变化W=－ΔEp=Ep1－Ep2弹簧弹力做功弹性势能变化分子力做功分子势能变化静电力做功电势能变化安培力做功电能变化只有重力、弹力做功不引起机械能变化机械能守恒，ΔE机=0除重力和弹力之外的其他力做功机械能变化(1)其他力做多少功，物体的机械能就变化多少(2)W=ΔE机一对相互作用的滑动摩擦力做功内能变化(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)Q=Ff·s相对1.一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。

(

)2.合力做的功等于物体机械能的改变量。(

)3.克服与势能有关的力(重力、弹簧弹力、静电力等)做的功等于对应势能的增加量。(

)4.滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化。(

)√✕√√(2024·浙江1月选考)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mghB.从1到2重力势能增加mghC.从2到3动能增加mghD.从2到3机械能不变例1【解析】假设不受空气阻力，斜抛运动在最高点2位置左边斜抛上升阶段和其右侧平抛运动的轨迹具有对称性，题图显然不符合斜抛运动的规律，因此空气阻力不可忽略，所以从2到3阶段，机械能不守恒，D错误；从2到3阶段，假设仅有重力做功，根据动能定理，动能增加量等于重力所做的功，即增加mgh，但由于有空气阻力做功，所以动能变化量小于mgh，C错误；同理从1到2阶段，由于有空气阻力做功，动能变化量大于mgh，A错误；从1到2阶段，重力做负功WG=－mgh，所以重力势能增加了mgh，B正确。B考向一功能关系的理解

例2C

在应用功能关系解决具体问题的过程中：(1)若只涉及动能的变化，用动能定理分析。(2)若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)若只涉及机械能变化，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)若只涉及电势能的变化，用静电力做功与电势能变化的关系分析。技能点拨

考向二弹簧类问题(多选)(2026·浙南名校联盟联考)如图所示，竖直轻弹簧固定在水平地面上，原长l=15cm，质量m=0.1kg的铁球由弹簧的正上方h=20cm高处自由下落，与弹簧接触后压缩弹簧，当铁球下落到最低点时弹簧的压缩量Δx=5cm。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法中，正确的有(

)A.在整个下落过程中铁球最大速度为2m/sB.在整个下落过程中铁球和弹簧组成的系统机械能不变C.弹簧的劲度系数为200N/mD.铁球下落到最低点时弹簧的弹性势能为0.2J例3

BC

例4A

(1)两种摩擦力做功的不同点考向三摩擦力做功与摩擦生热的计算类别静摩擦力滑动摩擦力不同点只有能量的转移，没有能量的转化既有能量的转移，又有能量的转化一对静摩擦力所做功的代数和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，总功W=－Ff·s相对，即摩擦时产生的热量(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·x相对中x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时，则x相对为总的相对路程。(多选)如图所示，质量为M、长为L=4m的木板Q放在光滑的水平面上，可视为质点的质量为m的物块P放在木板的最左端。t=0时刻给物块水平向右的初速度，当物块P滑到木板Q的最右端时，木板Q的位移为x=7m。下列说法中，正确的有(

)A.P、Q所受的摩擦力之比为m∶MB.摩擦力对P、Q所做的功的绝对值之比为11∶7C.P减小的动能与P、Q间因摩擦而产生的热量之比为11∶4D.Q增加的动能与系统损失的机械能之比为11∶4例5

BC

例6D

新高考的命题导向要求考生在学习高中物理时要注重理论联系实际，注意物理与生产、生活及科技发展的联系，关注物理学的技术在社会中的应用，培养社会参与意识和社会责任感，完成从“解题”向“解决问题”思路的转变。考点二能量守恒与功能关系STSE问题(2025·浙江6月选考)如图所示，风光互补环保路灯的主要构件有：风力发电机，单晶硅太阳能板，额定电压为48V、容量为200A·h的储能电池，功率为60W的LED灯。已知该路灯平均每天照明10h；1kg标准煤完全燃烧可发电2.8度，并排放二氧化碳2.6kg。下列说法中，正确的是(

)A.风力发电机的输出功率与风速的平方成正比B.太阳能板上接收到的太阳辐射能全部转换成电能C.该路灯正常运行6年，可减少二氧化碳排放量约1.2×106kgD.储能电池充满电后，即使连续一周无风且阴雨，路灯也能正

常工作例7D

例8

A(2021·浙江1月选考)一辆汽车在水平高速公路上以80km/h的速度匀速行驶，其1s内能量分配情况如图所示，则汽车(

)例9A.发动机的输出功率为70kWB.每1s消耗的燃料最终转化成的

内能是5.7×104JC.每1s消耗的燃料最终转化成的内

能是6.9×104JD.每1s消耗的燃料最终转化成的内

能是7.0×104J【解析】每秒钟来自燃料的能量为7.0×104

J，说明输入总功率为7.0×104

J，其中发动机输入总功率为6.9×104

J，发动机的输出功率为1.7×104

J，根据示意图，除了燃料蒸发带走1

000

J之外，根据能量守恒定律，剩余能量均转化为内能，因此每1

s消耗的燃料最终转化成的内能是6.9×104

J，A、B、D错误，C正确。C课时作业答案速对第六单元第17讲功能关系能量守恒定律题号12345答案CCCABDD题号6789答案ABCB见答案1.从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，设上升和下降过程中空气阻力大小恒为Ff。重力加速度为g，下列说法中，正确的是(

)A.小球上升的过程中动能减少了mghB.小球上升和下降的整个过程中机械能减少了FfhC.小球上升的过程中重力势能增加了mghD.小球上升和下降的整个过程中动能减少了Ffh【解析】小球上升的过程中，重力和阻力都做负功，其中克服重力做功等于mgh，故重力势能增加了mgh，总功大于mgh，根据动能定理可知，总功等于动能的变化量，故动能的减少量大于mgh，A错误，C正确。小球上升和下降的整个过程中，重力做功等于零，阻力做功等于－2Ffh，根据动能定理可知，动能减小2Ffh，除重力外其余力做的功等于机械能的变化量，克服阻力做功为2Ffh，故机械能减少了2Ffh，B、D错误。C2.小明操作一无人机从某一高度处由静止开始竖直向下飞行，图乙为它运动的v－t图像，下列说法中，正确的是(

)A.在t3~t4过程中无人机处于失重状态B.在t1~t2过程中无人机的机械能一定增加C.在t3~t4过程中无人机的机械能一定减少D.空气对无人机的作用力和无人机对空气

的作用力是一对平衡力【解析】由图乙可知，在t3~t4过程中无人机减速下降，其加速度方向竖直向上，处于超重状态，A错误；由图乙可知，在t1~t2过程中无人机加速下降，加速度方向向下，如果加速度小于重力加速度，则除了重力，还有竖直向上的其他力，且其他力做负功，则无人机的机械能减少，B错误；由图乙可知，在t3~t4过程中无人机减速下降，其加速度方向竖直向上，则除了重力，还有竖直向上的其他力，且其他力对无人机做负功，则无人机的机械能减少，C正确；空气对无人机的作用力和无人机对空气的作用力是一对相互作用力，D错误。

甲

乙C3.(2021·浙江6月选考)中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土的密度为2.4×103kg/m3，假设泵车的泵送系统以150m3/h的输送量给30m高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为(

)

A.1.08×107

J B.5.04×107JC.1.08×108J D.2.72×108J【解析】每小时输送的混凝土的体积为150

m3，则增加的重力势能约为mgh=2.4×103×150×10×30

J=1.08×108

J，C正确。发动机最大输出功率(kW)332最大输送高度(m)63整车满载质量(kg)5.4×104最大输送量(m3/h)180C

ABD5.如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨道不是抛物线，而是图中的“弹道曲线”，图中a、c高度相同，b为弹道曲线最高点，则炮弹(

)A.到达b点时加速度竖直向下B.在下落过程中机械能增加C.在ab段运动的时间等于在bc段运动的时间D.经过c点时的机械能小于经过b点时的机械能

D6.把一个小球放在竖立的弹簧上，并把小球向下按至A位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高点C，如图乙所示，经过图中B位置时弹簧正好处于原长状态。弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，重力加速度为g。下列关于小球从A至C的运动过程中加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t的变化关系图像，正确的是(

)AA.

B.C.D.

BC

B

9.如图所示，在水平直轨道上竖直放置一半径R=1m的圆形光滑轨道和细管弯成的两个半圆组成的反S形光滑轨道，其半径r=0.05m。两轨道最低点B、D相距L1=4m，B、D间铺设特殊材料，其动摩擦因数μ1=0.2＋0.2x(x表示DB上一点到B