功能关系专题
功能关系专题
（一）功能关系
1、（2013全国高考大纲版理综第20题）如图所示，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（ ）
A ．动能损失了2mgH
B ．动能损失了mgH
C ．机械能损失了mgH
D ．机械能损失了
2. (2016·天津卷)我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如
图所示，质量m ＝60 kg 的运动员从长直助滑道AB 的A 处由静止开始以加速度a ＝3.6 m/s 2
匀加速滑下，到达助滑道末端B 时速度v B
＝24 m/s ，A 与B 的竖直高度差H ＝48 m ．为了改
变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C 处附近是一段以O 为圆心的圆弧．助滑道末端B 与滑道最低点C 的
高度差h ＝5 m ，运动员在B 、C 间运动时阻力做功W ＝－1
530 J ，取g ＝10 m/s 2
. (1)求运动员在AB 段下滑时受到阻力
F f
的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力
的6倍，则C 点所在圆弧的半径R 至少应为多大．
3.某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”，四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。
弹射装置将一个小物体（可视为质点）以v=5m/s 的水平初速度由a 点弹出，从b 点进入轨道，依次经过“8002”后从p 点水平抛出。
小物体与地面ab 段间的动摩擦因数μ=0.3，不计其它机械能损失。
已知ab 段长L=1.5m ，数字“0”的半径R=0.2m ，小物体质量m=0.01kg ，g=10m/s 2。
求：
（1）小物体从p 点抛出后的
水平射程。
（2）小物体经过数字“0”的
最高点时管道对小物体作用
力的大小和方向。
4、 (2015·全国卷Ⅱ)如图，一半径为R 、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平．一质量为m 的质点自
P 点上方高度R 处由静止开始下落，恰好从P 点进入轨道．质点
滑到轨道最低点N 时，对轨道的压力为4mg ，g 为重力加速度的
大小．用W 表示质点从P 点运动到N 点的过程中克服摩擦力所
做的功．则( ) 12mgH
A ．W ＝12mgR ，质点恰好可以到达Q 点
B ．W >12
mgR ，质点不能到达Q 点 C ．W ＝12
mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离 D ．W <12
mgR ，质点到达Q 点后，继续上升一段距离 5. (多选)如图4，轻弹簧竖立在地面上，正上方有一钢球，从A 处自由下落，落到B 处时开始与弹簧接触，此时向下压缩弹簧．小球运动到C 处时，弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡．小球运动到D 处时，到达最低点．不计空气阻力，以下描述正确的有( )
A ．
B 处小球的速度最大
B ．
C 小球的速度最大
C ．小球由B 向
D 运动的过程中小球的加速度先小后大
D ．D 处合外力等于零
6、如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于能量的叙述中正确的应是（ ）
A.小球机械能保持不变。
B.小球重力势能与弹簧弹性势能之和先小后大
C.小球动能与弹簧弹性势能之和一直增大
D.小球动能先大后小
7、【2015天津-5】如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环．圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。
现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L ，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到 最大距离的过程中
A ．圆环的机械能守恒
B ．弹簧弹性势能变化了mgL
C ．圆环下滑到最大距离时．所受合力为零
D ．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
2．(2010·福建高考)如图5－2－4甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t ＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F 随时间t 变化的图象如图5－2－4乙所示，则( )
A ．t 1时刻小球动能最大
B ．t 2时刻小球动能最大
C ．t 2～t 3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D ．t 2～t 3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
7、【2015天津-5】5如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m 的小圆环．圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。
现让圆环由静止
开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中
A．圆环的机械能守恒
B．弹簧弹性势能变化了mgL
C．圆环下滑到最大距离时．所受合力为零
D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
8、【2015·江苏·9】（多选）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为
m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长。
圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，A C=h。
圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A；弹簧始终在弹性限度之内，重力加速度为g，则圆环：（）
A．下滑过程中，加速度一直减小
B．下滑过程中，克服摩擦力做功为
C．在C处，弹簧的弹性势能为
D．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度
9、图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。
斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与
轨道的动摩擦因数为。
木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。
下列选项正确的是（）
A．m＝M B．m＝2M
C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
D ．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
10、如图所示，在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨，导轨间距为L ，长为3d ，导轨平面与水平面的夹角为θ，在导轨的中部刷有一段长为d 的薄绝缘涂层。
匀强磁场的磁感应强度大小为B ，方向与导轨平面垂直。
质量
为m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放，
在滑上涂层之前已经做匀速运动，并一直
匀速滑到导轨底端。
导体棒始终与导轨垂
直，且仅与涂层间有摩擦，接在两导轨间
的电阻为R ，其他部分的电阻均不计，重
力加速度为g 。
求：
（1）导体棒与涂层间的动摩擦因数μ；
（2）导体棒匀速运动的速度大小v ；
（3）整个运动过程中，电阻产生的焦耳热Q 11如图一轻弹簧原长为2R ，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC 的底端A 处，另一端位于直轨道上B 处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C 点，AC ＝7R ，A 、B 、C 、D 均在同一竖直平面内．质量为m 的小物块P 自C 点由静止开始下滑，最低到达E 点(未画出)，随后P 沿轨道被弹回，最高到达F 点，AF ＝4R ，已知P 与直轨道间的动摩擦因数
，重力加速度大小为g.(取sin 37°
＝0.6，cos 37°＝0.8)
(1)求P 第一次运动到B 点时速度的大小；
(2)求P 运动到E 点时弹簧的弹性势能；
12、(12分)如图所示，两条足够长的平行金属导轨相距为L ，与水平面的夹角为θ，整个空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场，虚线上方轨道光滑且磁场方向垂直于导轨平面向上，虚线下方轨道粗糙且磁场方向垂直于导轨平面向下，磁感应强度大小均为B 。
当导体棒EF 以初速度沿导轨上滑至最大高度的过程中，导体棒MN 一直静止在导轨上，若已知两导体棒质量均为m ，电阻均为R ，导体棒EF 上滑减速至零的时间为t ，导轨电阻不计。
空气阻力不计，重力加速度为g ，试求在导体棒EF 上滑的整个过程中
0v
（1）导体棒MN 受到的最大摩擦力；
（2）通过导体棒MN 的电量；（3）导体棒MN 产生的焦耳热.
13．如图所示，光滑水平平行导轨M 、N ，间距L =0.5m ，其电阻不计。
导轨间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B =0.5T 。
金属棒ab 、cd 垂直导轨放置，且电阻都是R =100 ，质量都是m =0.5kg 。
现给棒ab 一个水平向右的初速度v 0=8m/s 。
求：（1）试定性分析ab 棒和cd 棒的加速度及速度变化情况。
（2）cd 棒上最大电流的大小和方向。
（3）cd 棒运动的最大速度。
（4）cd 棒上产生的热量。
v 0 a d b c。
精品_专题归纳_四个功能关系
四个功能关系一、四个功能关系 (2)1.重力做功等于重力势能的减小量 (2)2.弹力做功等于弹性势能的减小量 (2)3.合外力做功等于动能的增加量 (2)4.重力以外的其他力做的功等于机械能的增加量 (2)二、例题 (2)1.重力做功等于重力势能的减小量 (2)2.弹力做功等于弹性势能的减小量 (3)3.合外力做功等于动能的增加量 (3)4.重力以外的其他力做的功等于机械能的增加量 (4)三、综合练习 (5)功和能是不同的物理量。
力做功时，必然伴随着能量的转化，而且功与能量转化的量值是相等的，并且单位相同（都是J），使得很多同学错误的认为：“功就是能，能就是功”，“功转化成了能”在此，我们对功和能加以辨析，并且着重讨论一下它们的四个关系。
功是力对位移的积累，它和一段位移（一段时间）相对应，是一个过程量；而能是表征物体运动状态的物理量，它与一个时刻相对应，是一个状态量。
当物体运动状态发生变化时，物体的能都会相应的随之变化，做功是发生这种变化的一种方式，并且功的大小恰好等于能量变化的多少。
简言之，就是指：做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度。
这里可以把发生能量交换的两个物体的能量看作两个桶里的水，而功就是那把水从一个桶里舀进另一个桶里的瓢，物体间转化（转移）了多少能，看瓢有多大就行了，但瓢是会变成水的。
这里还要强调两点：一是力做功可以使物体间发生能的传递与转化，但能的总量是保持不变的，功只是扮演着重要的角色。
本章的主要定理、定律都可由这个基本原理出发而得到。
另外，想驾驭好功能关系处理好问题，什么力做功会引起哪种能量的改变，如何改变，是我们必须清楚的。
一、四个功能关系1.重力做功等于重力势能的减小量W G= -ΔE P（W G= E P初- E P末）可以叫它“势能定理”2.弹力做功等于弹性势能的减小量W F= -ΔE P（W F= E P初- E P末）也可以叫它“势能定理”3.合外力做功等于动能的增加量W外=ΔE k（W外= E K末-E K初）也就是动能定理使用动能定理应注意事项：1.明确研究过程（两个时刻确定一个过程）。
功能关系 能量守恒定律
④压缩弹簧过程,弹力对物体做_负__功__,弹簧的弹性势能 增加,增加量_等__于__克服弹力做功的多少。 ⑤全过程中,物体与弹簧组成的系统,除重力和弹簧弹 力做功以外,只有_滑__动__摩__擦__力__做负功,系统的机械能 减少,减少量为__m_g_c_o_s__s_ihn__。
专题六 功能关系 能量守恒定律
【知识梳理】 知识点1 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__的__转__ _化__必须通过做功来实现。
【解析】选B。夯杆被提上来的过程中,先受到滑动摩 擦力,然后受静摩擦力,故A错误;增加滚轮匀速转动的 角速度时夯杆获得的最大速度增大,可减小提杆的时间, 增加滚轮对杆的正压力,夯杆受到的滑动摩擦力增大, 匀加速运动的加速度增大,可减小提杆的时间,故B正确; 根据功能关系可知,滚轮对夯杆做的功等于夯杆动能、
A.夯杆被提上来的过程中滚轮先对它施加向上的滑动 摩擦力,后不对它施力 B.增加滚轮匀速转动的角速度或增加滚轮对杆的正压 力可减小提杆的时间 C.滚轮对夯杆做的功等于夯杆动能的增量 D.一次提杆过程系统共产生热量 1 mv2
2
【思考探究】 (1)夯杆被提升经历匀加速和匀速运动过程,分析这两 个过程的受力情况如何? 提示:匀加速运动过程受重力和向上的滑动摩擦力作用, 匀速运动过程受重力和向上的静摩擦力作用。
2a 2
2
故D错误。
高中物理专题练习《功能关系》
一个人站在船头,按图中A. B. 两种情况用同样大小的力拉绳,设船的质量一样,水的阻力不计,从静止开始在相同的t时间内(t时间内,A. 图中小船未碰岸,B. 图中两船未相遇),两种情况人所做的功分别为W a和W b,在t时刻人拉绳做功的瞬时功率分别为P a和P b,则有( )A. W a＞W b, P a＞P bB. W a=W b, P a=P bC. W a＜W b, P a＜P bD. W a＜W b, P a＞P b答案：C来源：题型：单选题，难度：理解如图所示,轻弹簧一端系一个质量为m的小球,另一端固定于O点,弹簧的劲度系数为k,将小球拉到与O点等高处,弹簧恰为原长时,将小球由静止释放,达到最低点时,弹簧的长度为l,对于小球的速度v和弹簧的伸长量△l有( ).A .△l=mg/k B. △l=3mg/kC. υ=D. υ<答案：D来源：题型：单选题，难度：理解一个小球在竖直环内至少做n次圆周运动，当它第(n-2)次经过环的最低点时速度为7 m / s，第(n-1)次经过环的最低点时速度为5 m / s，则第n次经过环的最低点时的速度Ｖ一定Ａ．v＞1 m / s B．v < 1 m / s C．v = 1 m / s D．v = 3 m / s。
答案：A来源：题型：单选题，难度：应用一根质量为M的链条一半放在光滑水平桌面上，另一半挂在桌边，如图（甲）所示。
将链条由静止释放，当链条刚离开桌面时，速度为v1.然后在链条两端各系一个质量为m的小球，把链条一半和一个小球放在光滑水平桌面上，另一半和另一个小球挂在桌边，如图（乙）所示。
又将系有小球的链条由静止释放，当链条和小球刚离开桌面时速度v2.下列判断中正确的是（）A.若M=2m，则v1=v2B.若M＞2m，则v1＜v2C.若M＜2m，则v1＜v2D.不论M与m大小关系如何，均有v1＞v2来源：题型：单选题，难度：理解如图所示，物体以100焦耳的初动能从斜面的底端向上运动，当它通过斜面上M点时其动能减少了80焦耳，机械能减少了32焦耳，如果物体能从斜面上返回底端，则物体到达底端时的动能为：A. 20焦耳B. 48焦耳C. 60焦耳D. 68焦耳答案：A来源：题型：单选题，难度：理解有一斜轨道AB与同材料的1/4圆周轨道BC圆滑相接，数据如图，D 点在C点正上方，距地面高度为3R，现让一个小滑块从D点自由下落，沿轨道刚好能滑动到A点，则它再从A点沿轨道自由滑下，能上升到的距地面最大高度是（不计空气阻力）（）A. RB. 2RC. 在0与R之间D. 在0与2R之间答案：D来源：题型：单选题，难度：理解一根铁链长为2L，重为2G，摊放在水平地面上。
功能关系专题训练(含答案)
10．B【解析】
试题分析：运动员从上向下滑到底端的过程中，受到的合力由F＝ma= ,运动的位移为2h,则合外力做功为 ，A错误；根据动能定理， ＝ ，增加的动能为 ，Wf＝－ ，克服摩擦力做功为 ，BC正确；由功能关系，减少的机械能为 ，D错误。
考点：本题考查功能关系。
11．A
12．（1）2000J（2）-1000J（3）1000J
质量为的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而竖直向下做减速运动设水对他的阻力大小恒为f那么在他减速下降深度为h的过程中g为当地的重力加速度下列说法正确的是a他的动能减少了fhb他的重力势能减少了fmghc他的机械能减少了fmghd他的机械能减少了fh8
1．一物体在运动过程中，重力做了－2J的功，合力做了4J的功，则
3．B4．BD5．C6．B
7．D【解析】分析：（1）运动员的动能和重力势能都在减小，两者的减少量用来做功．
（2）从重力势能大小分析重力势能的变化．
（3）跳水运动员进入水中受到水的阻力，要克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能减少，内能增加，机械能减少的量等于克服阻力所做的功．
解答：解：A、跳水运动员进入水中受到水的阻力，运动员的质量不变，速度减小，高度减小，重力势能减小，动能减小，重力势能和动能减小的总量用来克服阻力做功，所以两者减少的总量为W=Fh．不符合题意．
C．克服摩擦力做功为 D.减少的机械能为
11．如 图，竖直向下的拉力F通过定滑轮拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是
A．木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能
B．F做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C．F做的功等于木箱增加的动能与木箱克服 摩擦力所做的功之和
专题14 功能关系(解析版)
专题14 功能关系目录一、热点题型归纳 ........................................................................................................................................................【题型一】 势能变化与做功的关系................................................................................................................... 【题型二】 动能定理 ........................................................................................................................................... 【题型三】 机械能变化与做功的关系............................................................................................................... 【题型四】 图像分析 .......................................................................................................................................... 二、最新模考题组练 .. (2)【题型一】 势能变化与做功的关系【典例分析】如图所示，在空间中存在竖直向上的匀强电场，质量为m 、电荷量为＋q 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为13g ，下降高度H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C ，整个过程中不计空气阻力，且弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g ，则带电物块在由A 点运动到C 点过程中，下列说法正确的是( )A ．该匀强电场的电场强度为mg3qB ．带电物块和弹簧组成的系统机械能减少量为mg (H ＋h )3C ．带电物块电势能的增加量为mg (H ＋h )D ．弹簧的弹性势能的增加量为mg (H ＋h )3答案 D解析 带电物块由静止开始下落时的加速度为13g ，根据牛顿第二定律得：mg －qE ＝ma ，解得：E ＝2mg3q ，故A 错误；从A 到C 的过程中，除重力和弹簧弹力以外，只有电场力做功，电场力做功为：W ＝－qE (H ＋h )＝－2mg (H ＋h )3，可知机械能减少量为2mg (H ＋h )3，故B 错误；从A 到C 的过程中，电场力做功为－2mg (H ＋h )3，则电势能增加量为2mg (H ＋h )3，故C 错误；根据动能定理得：mg (H ＋h )－2mg (H ＋h )3＋W 弹＝0－0，解得弹力做功为：W 弹＝－mg (H ＋h )3，即弹簧弹性势能增加量为mg (H ＋h )3，故D 正确．【提分秘籍】1、重力做正功，重力势能减少2、重力做负功，重力势能增加3、W G ＝－ΔE p ＝E p1－E p24、弹力做正功，弹性势能减少5、弹力做负功，弹性势能增加6、W F ＝－ΔE p ＝E p1－E p27、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． 8、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．【变式演练】1．如图所示，质量相等的物体A 、B 通过一轻质弹簧相连，开始时B 放在地面上，A 、B 均处于静止状态．现通过细绳将A 向上缓慢拉起，第一阶段拉力做功为W 1时，弹簧变为原长；第二阶段拉力再做功W 2时，B 刚要离开地面．弹簧一直在弹性限度内，则( )A．两个阶段拉力做的功相等B．拉力做的总功等于A的重力势能的增加量C．第一阶段，拉力做的功大于A的重力势能的增加量D．第二阶段，拉力做的功等于A的重力势能的增加量答案B2．(多选)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)．物块的质量为m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g.则上述过程中()A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W－12μmgaB．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W－32μmgaC．经O点时，物块的动能小于W－μmgaD．物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能答案BC3．[多选]如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为θ的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力F＝mg sin θ；已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q、滑块动能E k、机械能E随时间t的关系及重力势能E p随位移x关系的是()解析：选CD 根据滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝tan θ可知，滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力。
专题七动能定理与功能关系专题
专题七 动能定理与功能关系专题复习目标：1．多过程运动中动能定理的应用； 2．变力做功过程中的能量分析； 3．复合场中带电粒子的运动的能量分析。
专题训练：1．滑块以速率1v 靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速度变为2v ，且12v v ，假设滑块向上运动的位移中点为A ，取斜面底端重力势能为零，那么 〔 〕（A ） 上升时机械能减小，下降时机械能增大。
（B ） 上升时机械能减小，下降时机械能减小。
（C ） 上升过程中动能和势能相等的位置在A 点上方 （D ） 上升过程中动能和势能相等的位置在A 点下方2．半圆形光滑轨道固定在水平地面上，并使其轨道平面与地面垂直，物体m 1,m 2同时由轨道左右两端最高点释放，二者碰后粘在一起运动，最高能上升至轨道的M 点，如下图，OM 与竖直方向夹角为060，那么物体的质量21m m =〔 〕 A ． (2+ 1 ) ∶(2— 1) C ．2 ∶1 B ．(2— 1) ∶ (2+ 1 ) D ．1 ∶23．如下图，DO 是水平面，初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零。
如果斜面改为AC ，让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点且速度刚好为零，那么物体具有的初速度 〔 〕〔物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且为零。
〕A ．大于 v 0B ．等于v 0C ．小于v 0D ．取决于斜面的倾角4．光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E 的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。
一质量为m 、带电量为q 的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v 进入该正方形区域。
当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为：AB C D〔 〕〔A 〕0 〔B 〕qEl mv 212120+ 〔C 〕2021mv 〔D 〕qEl mv 322120+5．在光滑绝缘平面上有A ．B 两带同种电荷、大小可忽略的小球。
物理一轮复习 专题21 功能关系 能量守恒定律(讲)(含解析)
专题21 功能关系能量守恒定律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．一、功能关系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）做正功机械能增加二、能量守恒定律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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．2．表达式：ΔE减＝ΔE增．考点一功能关系的应用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．★重点归纳★1、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．★典型案例★如图，在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上，一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁定。
现解除锁定，小物块与弹簧分离后以一定的水平速度v1向右从A点滑离平台，并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC 。
已知B 点距水平地面的高h 2=0.6m,圆弧轨道BC 的圆心O 与水平台面等高，C 点的切线水平,并与长L=2.8m 的水平粗糙直轨道CD 平滑连接，小物块恰能到达D 处.重力加速度g=10m/s 2,空气阻力忽略不计。
求:（1）小物块由A 到B 的运动时间t ； (2）解除锁定前弹簧所储存的弹性势能E p ; （3）小物块与轨道CD 间的动摩擦因数μ. 【答案】（1)35s （2）2 J （3）0。
高中物理功能关系总结
专题 功、动能和势能和动能定理功：(单位:J ）力学： ①W = Fs cos θ（适用于恒力功的计算）①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度动能: E K =m2p mv 2122=重力势能E p = mgh （凡是势能与零势能面的选择有关） ③动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)公式： W 合= W 合＝W 1+ W 2+…+W n = ∆E k = E k2一E k1 = 12122212mV mV - ⑴W 合为外力所做功的代数和．（W 可以不同的性质力做功）⑵外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用：⑶即为物体所受合外力的功。
④功是能量转化的量度（最易忽视)“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。
⑴重力的功-———--量度——-—-—重力势能的变化物体重力势能的增量由重力做的功来量度：W G = —ΔE P ,这就是势能定理。
与势能相关的力做功特点：如重力,弹力，分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.除重力和弹簧弹力做功外，其它力做功改变机械能，这就是机械能定理。
只有重力做功时系统的机械能守恒。
功能关系：功是能量转化的量度。
有两层含义:（1)做功的过程就是能量转化的过程， (2）做功的多少决定了能转化的数量，即：功是能量转化的量度强调:功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。
两者的单位是相同的(都是J ）,但不能说功就是能，也不能说“功变成了能".练习:一、单项选择题1．关于功和能的下列说法正确的是 ( ）A ．功就是能B ．做功的过程就是能量转化的过程C ．功有正功、负功,所以功是矢量D ．功是能量的量度2．一个运动物体它的速度是v 时，其动能为E.那么当这个物体的速度增加到3v 时，其动能应该是 （ ）A ．EB ． 3EC ． 6ED ． 9E3．一个质量为m的物体，分别做下列运动,其动能在运动过程中一定发生变化的是:（）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．平抛运动D．匀速圆周运动4．对于动能定理表达式W=E K2—E K1的理解，正确的是：( ) A．物体具有动能是由于力对物体做了功B．力对物体做功是由于该物体具有动能C．力做功是由于物体的动能发生变化D．物体的动能发生变化是由于力对物体做了功5．某物体做变速直线运动，在t1时刻速率为v，在t2时刻速率为n v,则在t2时刻的动能是t1时刻的A、n倍B、n/2倍C、n2倍D、n2/4倍6．打桩机的重锤质量是250kg，把它提升到离地面15m高处,然后让它自由下落，当重锤刚要接触地面时其动能为（取g=10m/s2）：（）A．1。
功能关系专题复习
功能关系专题复习一.功和能的关系做功的过程就是 的过程，功是能量转化的 。
二．几种常见的功能关系1．合力做功等于物体动能的改变，即W 合＝E k2－E k1＝ΔE k .(动能定理)2．重力做功等于物体重力势能的改变，即W G ＝E p1－E p2＝－ΔE p .3．弹簧弹力做功等于弹性势能的改变，即W 弹＝E p1－E p2＝－ΔE p .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＝E 2－E 1＝ΔE .(功能原理)5.一对滑动摩擦力对系统所做的负功等于系统内能的增加即 Q =∆E 减=fs 相例1 下列关于功和机械能的说法，正确的是( )A ．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B ．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C ．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能，其大小与势能零点的选取有关D ．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量例2 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，其运动的加速度为34g ，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34mgh B ．重力势能增加了mghC ．动能损失了mghD ．机械能损失了12mgh 例3 如图所示，在光滑的水平面上，有一足够长的质量M=1.5kg 的木板，今在木板的左端有一质量m=0.5kg 的木块，以v 0=2m/s 初速度滑上木板。
已知二者间的动摩擦因素为μ=0.2，求：（1）二者达到共速所需要的时间t 及共同速度v 共（2）木块相对于木板的滑行距离S 。
例4 电机带动水平传送带以速度v 匀速转动，一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长)，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示，当小木块与传送带相对静止时，求：(1)小木块的位移；(2)传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的摩擦热．课后练习：1．对于功和能的关系，下列说法中正确的是( )A ．功就是能，能就是功B ．功可以变为能，能可以变为功C ．做功的过程就是能量转化的过程D ．功是物体能量的量度2．自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能( )A ．增大B ．变小C ．不变D ．不能确定3．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定为f.下列说法正确的是( )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fhC ．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fh4.水平传送带由电动机带动，并始终保持以速度v 匀速运动，现将质量为m 的某物块由静止释放在传送带的左端，过一会儿物块能保持与传送带相对静止，设物块与传送带间动摩擦因素为u ，对这一过程分析( )A.电动机多做的功为21mv 2B.摩擦力对物体做的功为mv 2C.传送带克服摩擦力做的功为21mv 2D.电动机增加的功率为umgv5．如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A 位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B 位置接触弹簧的上端，在C 位置小球所受弹力大小等于重力，在D 位置小球速度减小到零．小球下降阶段下列说法中正确的是( )A．在B位置小球动能最大B．在C位置小球动能最大C．从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D．从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加6．一子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块，并从中穿出，对于这一过程，下列说法正确的是( ) A．子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B．子弹减少的机械能等于系统内能的增加量C．子弹减少的机械能等于木块增加的动能和内能之和D．子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和7．如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点，另一端系一小球．给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中( )A．小球的机械能守恒B．重力对小球不做功C．绳的张力对小球不做功D．在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少8．一块质量为m的木块放在地面上，用一根弹簧连着木块，如图所示，用恒力F拉弹簧，使木块离开地面，如果力F的作用点向上移动的距离为h，则( )A．木块的重力势能增加了mghB．木块的机械能增加了FhC．拉力所做的功为FhD．木块的动能增加了Fh9．如图所示，将倾角为30°的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O.已知A的质量为m，B的质量为4m.现用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，OB绳平行于斜面，此时物块B恰好静止不动．将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体与物块B始终保持静止，下列判断中正确的是( )A．物块B受到的摩擦力先减小后增大B．物块B受到的摩擦力方向不变C．小球A与地球组成的系统机械能守恒D．小球A与地球组成的系统机械能不守恒10.如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水。
专题---功能关系
11 功能关系1、理解除重力以外其他力做功等于机械能的变化。
（重点）2、理解物体间摩擦生热与滑动摩擦力做功关系。
（难点）做功的过程就是的转化过程。
做了多少功，就有多少转化。
功是能量转化的量度。
（1）物体动能的增量由合外力做的总功来量度：W总=（2）物体重力势能的增量由重力做的功来量度： W G=（3）弹力对外做功是弹性势能变化的量度：W弹＝（4）当W合= 时，系统机械能守恒。
即能量只在和间互相转化。
知识点一：外力做功与机械能转化的关系证明：物体机械能的增量由重力以外的其他力做的功来量度。
W合= ；W G= ；∵W合=W G+W其（W其表示除重力以外的其它力做的功），∴W其=例题1：一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动，在此物体下降h高度的过程中，物体的（）A重力势能减少了2mgh B．动能增加了2mghC．机械能保持不变D．机械能增加了mgh针对训练1：质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H，在这个过程中，下列说法中正确的有（）A.物体的重力势能增加了mgHB.物体的动能减少了FHC.物体的机械能增加了FHD.物体重力势能的增加小于动能的减少针对训练2：如图所示．一质量为m的物体以某一速度冲上倾角300的斜面．其运动的加速度为3g/4，这物体在斜面上上升的最大高度为h．则在这过程中（）A．重力势能增加了3mgh/4 B．机械能损失了mgh/2C．动能损失了mgh D．重力势能增加了mgh知识点二：摩擦力做功与内能关系例题2：如图所示，质量为m的木块以初速度v0滑上原来静止的质量为M的木板，水平地面光滑，木块和木板间滑动摩擦力为f，木板长为L，当木块运动到木板的另一端时，木板位移为s.求：(1)摩擦力分别对m、M做多少功？(2)m、M的动能各多大？(3) m减少的动能比M增加的动能要多，这是为什么？请做定量分析总结：1、摩擦力做功特点:(1)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,它们都可以做 功或做 功,也可以 。