高考物理总复习功能关系 能量守恒定律
2020版高考物理一轮复习专题18功能关系能量守恒定律限时训练(含解析)
专题18 功能关系 能量守恒定律
(限时：45min)
一、选择题（共15小题）
1．物体在竖直方向上分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动。在这三种情况下物体机械能的变化情况是( )
A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小
C．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能可能增加，可能减少，也可能不变
D．三种情况中，物体的机械能均增加
【答案】C
【解析】无论物体向上加速运动还是向上匀速运动，除重力外，其他外力一定对物体做正功，物体机械能都增加；物体向上减速运动时，除重力外，物体受到的其他外力不确定，故无法确定其机械能的变化，C正确。
2．如图所示，水平平台上放置一长为L、质量为m的均匀木板。木板右端距离平台边缘为s，木板与台面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。现对木板施加水平推力，要使木板脱离平台，推力做功的最小值为(
)
A．μmg(L＋s) B．μmgL2＋s C．μmg(L－s) D．μmg3L4＋s
【答案】B
【解析】要使木板脱离平台，即让木板的重心脱离平台，则木板运动的距离为L2＋s，需要克服摩擦力做功为Wf＝μmgL2＋s，即推力做功的最小值为μmgL2＋s，故B正确，A、C、D错误。
3．滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态。现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10 J的功。在上述过程中(
)
A．弹簧的弹性势能增加了10 J B．滑块的动能增加了10 J
C．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10 J D．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒
【答案】C
【解析】拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹簧的弹性势能增大，滑块向右加速运动，滑块动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C正确，A、B、D均错误。
高中物理专题课时作业功能关系能量守恒定律
第3课时 功能关系 能量守恒定律
一、单项选择题
1. 如图1所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度方向沿斜面向下，大小为v0，C的初速度方向沿斜面水平向左，大小也为v0.下列说法中正确的是( )
图1
A．A和C将同时滑到斜面底端
B．滑到斜面底端时，B的机械能减少最多
C．滑到斜面底端时，B的动能最大
D．C的重力势能减少最多
答案 C
解析 滑块A和C通过的路程不同，在沿斜面方向的加速度大小也不相同，故A错；滑块A和B滑到底端时经过的位移相等，克服摩擦力做功相等，而滑块C的路程较大，机械能减少得较多，故B错，C对；三个滑块滑到底端时重力势能减少量相同，故D错．
2. 如图2所示，竖立在水平面上的轻弹簧，下端固定，将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接)，用力向下压球，使弹簧被压缩，并用细线把小球和地面拴牢(图甲)．烧断细线后，发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动(图乙)．那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，下列说法正确的是( )
图2
A．弹簧的弹性势能先减小后增大
B．球刚脱离弹簧时动能最大
C．球在最低点所受的弹力等于重力 D．在某一阶段内，小球的动能减小而小球的机械能增加
答案 D
解析 从细线被烧断到球刚脱离弹簧的运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的机械能，弹性势能逐渐减小，选项A错误；当弹簧弹力与小球重力相等时，小球的动能最大，此后弹簧继续对球做正功，但球的动能减小，而球的机械能却增大，所以选项B错误，D正确；小球能继续上升，说明在细线烧断瞬间小球在最低点时受到的弹力大于球的重力，选项C错误．
3. 游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋，若将人和座椅看成质点，简化为如图3所示的模型，其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，已知绳长为l，质点的质量为m，转盘静止时悬绳与转轴间的距离为d.让转盘由静止逐渐加速转动，经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力及绳重，绳子不可伸长，则质点从静止到做匀速圆周运动的过程中，绳子对质点做的功为( )
2021高考物理专题17《 功能关系 能量守恒定律》(含答案)
专练17 功能关系 能量守恒定律
1．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，
楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
A．缓冲器的机械能守恒
B．摩擦力做功消耗机械能
C．垫板的动能全部转化为内能
D．弹簧的弹性势能全部转化为动能
2.
(多选)如图所示，足够长的传送带以恒定速率逆时针运行，将一物体轻轻放在传送带顶端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段物体与传送带相对静止，匀速运动到达传送带底端，下列说法正确的是( )
A．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体做负功
B．第一阶段摩擦力对物体做的功大于第一阶段物体动能的增加量
C．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量
D．全过程物体与传送带间的摩擦生热等于从顶端到底端机械能的增加量
3．(多选)
如图，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动，物块和小车之间的摩擦力为Ff.物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s.在这个过程中，以下结论正确的是( ) A．物块到达小车最右端时具有的动能为F(L＋s)
B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffs
C．物块克服摩擦力所做的功为Ff(L＋s)
D．物块和小车增加的机械能为Ffs
4.
(多选)某电视台冲关栏目，选手需要抓住固定在支架上的绳子向上攀登，才可冲上领奖台，如图所示．如果某选手刚刚匀速攀爬到接近绳子顶端时，突然因抓不住绳子而加速滑下，对该过程进行分析(不考虑脚蹬墙壁的作用)，下述说法正确的是( )
A．上行时，人受到绳子的拉力与重力和摩擦力平衡
B．上行时，绳子拉力对人做的功等于人重力势能的增加
C．下滑时，人所受的重力大于摩擦力，加速度小于g
高三物理第一轮复习功能关系 能量守恒定律
第 7 课时 功能关系 能量守恒定律
基础知识归纳
1.能量的概念
如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量.因此能量是物体所具有的 做功
本领.能量具有不同的
形式
，不同形式的能量之间可以相互
转化
，但在转化的过程中，能量的总量保持
不变
.
2.功和能的区别和联系
(1)相同点：功和能都是 标量 ，单位均为 焦耳 .
(2)不同点：功是 过程 量，能是 状态 量.
(3)关系：①能的 形式 多种多样，如机械能、分子势能、电能、光能、内能、风能、原子能.
②各种形式的能可以相互 转化 .
③做功的过程就是能量由一种形式 转化 为另一种形式的过程.
④在量值关系上，做了 多少功 ，就有多少能量发生了转化.
综上所述，功是能量 转化 的量度.做功的过程就是 能量转化 的过程，能量的转化是通过做功来实现的，力做功与能量的转化有对应关系，因此我们利用功和能的关系分析问题时，一定要搞清楚有哪些力做功，分别伴随着哪几种形式的能之间的转化，什么形式的能增加了，什么形式的能减少了.
3.能量守恒定律
(1)内容：能量既不会 消灭 ，也不会 创生 ，它只会从一种 形式 转化为其他 形式 ，或者从一个 物体 转移到另一个 物体 ，而在 转化和转移 的过程中，能量的 总量 保持不变.
(2)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了 永动机 的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互关系与能量 转化 .
(3)建立能量转化与守恒定律工作最有成效的三位科学家是： 迈尔、焦耳、亥姆霍兹 .
(4)能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果.它是最 普遍
、最
重要
、最
可靠 的自然规律之一，而且是大自然普遍 和谐 性的表现形式.
4.能源和能量耗散
(1)能源是人类社会活动的 物质基础 .人类对能源的利用大致经历了三个时期，即 柴薪时期、煤炭时期、石油时期 .煤炭和石油资源是有限的.大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体 污染 了空气， 改变 了大气的成分.能源短缺和环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题.
高考物理《功能关系 能量守恒定律》专题复习名师导学案
第3课时 功能关系 能量守恒定律
考纲解读
1.知道功是能量转化的量度，掌握重力的功、弹力的功、合力的功与对应的能量转化关系.2.知道自然界中的能量转化，理解能量守恒定律，并能用来分析有关问题．
考点一 功能关系的应用力学中几种常见的功能关系
例1 如图1所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板B上，另一端与质量为m的物块A相连，弹簧与斜面平行．整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )
图1
A．物块A的重力势能增加量一定等于mgh
B．物块A的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和
C．物块A的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的代数和
D．物块A和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和B对弹簧的拉力做功的代数和
变式题组1.[功能关系的应用]如图2所示，物体A的质量为m，置于水平地面上，A的上端连一轻弹簧，原长为L，劲度系数为k.现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，使B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是( )
图2
A．提弹簧的力对系统做功为mgL
B．物体A的重力势能增加mgL
C．系统增加的机械能小于mgL
D．以上说法都不正确
2.[功能关系的应用]如图3所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的( )
图3
A．动能损失了2mgH
B．动能损失了mgH 功 能量的变化
合外力做正功 动能增加
重力做正功 重力势能减少
弹簧弹力做正功 弹性势能减少
电场力做正功 电势能减少
其他力(除重力、弹力外)做正功 机械能增加
C．机械能损失了mgH
D．机械能损失了12mgH
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)重力做的功等于重力势能的变化，弹力做的功等于弹性势能的变化；
高考物理复习《功能关系 能量守恒定律》核心考点精讲精品学案(典型题含答案)
高考物理复习核心考点精讲精品学案
第4讲 功能关系 能量守恒定律
【知识点1】 功能关系
1．能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。
2．功能关系
(1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量转化必通过做功来实现。
【知识点2】 能量守恒定律 Ⅱ
1．内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律。
3．表达式
(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。
(2)ΔE增＝ΔE减，增加的能量总和等于减少的能量总和。
考点1 功能关系的理解和应用
1．对功能关系的进一步理解
(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度，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。
2．几种常见的功能关系及其表达式
力做功 能的变化 定量关系
合力的功 动能变化 W＝Ek2－Ek1＝ΔEk
重力的功 重力势 (1)重力做正功，重力势能减少 能变化 (2)重力做负功，重力势能增加
(3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
弹簧弹力的功 弹性势
能变化 (1)弹力做正功，弹性势能减少
(2)弹力做负功，弹性势能增加
(3)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
续表
力做功 能的变化 定量关系
除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功 机械能
变化 (1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少
(2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少
(3)W＝ΔE
一对相互作用的滑动摩擦力的总功 内能变化 (1)作用于系统的一对滑动摩擦力总功一定为负值，系统内能增加
高考物理 专题5-4 功能关系 能量守恒定律(题型专练)
11．轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5kg的物块相连，如图甲所示。弹簧处于原长状态，物块
静止且与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平
向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x＝0.4m处时速度为零。则此时弹簧的弹性势
能为(g取10m/s2)()
A．3.1JB．3.5J
C．1.8JD．2.0J
答案：A
2．某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧(不连
接)将其压缩，记下木块右端位置A点，释放后，木块右端恰能运动到B1点。在木块槽中加入一个质量m0＝800g
的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在A点，释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到B2点，测
得AB1、AB2长分别为27.0cm和9.0cm，则木块的质量m为()
A．100gB．200g
C．300gD．400g
答案：D
解析：砝码质量m0＝800g＝0.8kg；
根据能量的转化与守恒有：μmg·AB1＝EP
μ(m0＋m)g·AB2＝EP
联立得：m＝0.4kg＝400g
3．如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、
垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中(
)
2A．缓冲器的机械能守恒
B．摩擦力做功消耗机械能
C．垫板的动能全部转化为内能
D．弹簧的弹性势能全部转化为动能
答案：B
4.如图所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度
方向沿斜面向下，大小为v0，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为v0。下列说法中正确的是()
A．A和C将同时滑到斜面底端
B．滑到斜面底端时，B的机械能减少最多
C．滑到斜面底端时，B的动能最大
D．滑到斜面底端时，C的重力势能减少最多
答案：C
解析：将滑块C的运动沿水平方向和沿斜面向下方向正交分解，A、C两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等，
高考物理专题复习功能关系能量守恒定律
time and All things in their being ar 专题5.4 功能关系 能量守恒定律
【高频考点解读】
1.掌握功和能的对应关系，特别是合力功、重力功、弹力功分别对应的能量转化关系
2.理解能量守恒定律，并能分析解决有关问题．
【热点题型】
题型一 功能关系的理解与应用
例1、自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图541所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，
则水的势能( )
图541
A．增大 B．变小
C．不变 D．不能确定
解析：选A 人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A正确。
【提分秘籍】
1．对功能关系的理解
(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度，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。
2．几种常见的功能关系及其表达式
各种力做功对应能
的变化定量的关系
合力的功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W
合＝E
k2－E
k1
重力的功重力势
能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势
能增加，且W
G＝－ΔE
p＝E
p1－E
p2
弹簧弹
力的功弹性势
能变化弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势
能增加，且W
弹＝－ΔE
p＝E
p1－E
p2
只有重力、
弹簧弹力的功不引起机
械能变化机械能守恒ΔE
＝0
非重力和
弹力的功机械能
变化除重力和弹力之外的其他力做正功，物体的机械能
增加，做负功，机械能减少，且W
其他＝ΔE time and All things in their being are g
电场力的功电势能
变化电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势
能增加，且W
电＝－ΔE
p
【举一反三】
轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m
＝0.5 kg的物块相连，如图542甲所示。弹簧处于原长状态，
物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ
物理必修2功能关系 能量守恒定律
第8讲 功能关系 能量守恒定律
考点一 功能关系的理解及应用
一、常见的几种功能对应关系
1．合外力做功等于物体动能的改变，即W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk.(动能定理)
2．重力做功等于物体重力势能的减少量，即WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.
3．弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量，即WF＝Ep1－Ep2＝－ΔEp.
4．除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即W其他力＝E2－E1＝ΔE.(功能原理)
二、对功能关系的理解
1．不同的力对物体做功会引起不同能量的转化或转移，应根据题中已知和所求，选择合适的功能关系来分析问题．
2．重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等，但符号相反．
三、摩擦力做功的特点及其与能量的关系
类别
比较 静摩擦力 滑动摩擦力
不同点 能量的转化 只有能量的转移，而没有能量的转化 既有能量的转移，又有能量的转化
一对摩擦
力的总功 一对静摩擦力所做功的代数总和等于零 一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，总功W＝－Ff·l相对，即摩擦时产生的热量
相同点 做功的正、负 两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功
————————————
(多选)(2013·山东高考)如图5－4－2所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )
图5－4－2
A．两滑块组成系统的机械能守恒
B．重力对M做的功等于M动能的增加
C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加
D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功
图5－4－3
如图5－4－3所示，AB为半径R＝0.8 m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接．小车质量M＝3 kg，车长L＝2.06 m，车上表面距地面的高度h＝0.2 m，现有一质量m＝1 kg的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到B端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ＝0.3，当车运动了t0＝1.5 s时，车被地面装置锁定(g＝10 m/s2)．试求：
(高三物理一轮复习)功能关系 能量守恒定律
第四单元 功能关系 能量守恒定律
一、基础知识回顾：
1．功能关系
（1）内容：功是 的量度
（2）具体情形：
a．合力做的功等于 能的增量，即W=△Ek
b．重力做的功等于 能的增量的负值，即WG=
c．弹簧弹力做功等于 能的增量的负值，即W弹力=
d．除系统内的重力和弹力以外力的做的总功等于 能的增量，即W=
e．滑动摩擦力做功与物体内能变化关系，Q=
2．能的转化守恒定律
（1）内容： ；
（2）理解：
a．某种形式的能减少，一定存在其它形式的能的增加，且减少量一定等于增加量。
b．某个物体的能量减少，一定存在其它物体的能量增加，且减少量一定等于增加量。
3．摩擦力做功的特点
（1）无论是静摩擦力，还是动摩擦力，可以做正功、负功，还可不做功
（2）一对相互作用的静摩擦力做功的代数和为零
（3）一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和为负值
二、典型例题
（一）功能关系的应用
例1．质量为m的物体，从静止开始，以g/2的加速度竖直下落h（m），下列说法中正确的是（ ）
A．物体的机械能守恒 B．物体的机械能减少mgh/2
C．物体的重力势能减少mgh D．物体克服阻力做功mgh/2
针对训练1-1：一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 （ ）