高中物理二轮复习功能关系专题
一、动能定理
动能定理的推导
物体只在一个恒力作用下，做直线运动
w ＝FS ＝m a ×a V V 22
122- 即 21222121mv mv w -=
推广： 物体在多个力的作用下、物体在做曲线运动、物体在变力的作用下
结论： 合力所做的功等于动能的增量 ，合力做正功动能增加，合力做负功动能减小
合力做功的求法：
1、受力分析求合力，合力乘以在合力方向的位移（合力是恒力，位移相对地的位移）
2、合力做的功等于各力做功的代数和
二．应用动能定理解题的步骤
（1）确定研究对象和研究过程。
（2）对研究对象受力分析，判断各力做功情况。
（3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）
（4）写出物体的初、末动能。
按照动能定理列式求解。
【例】如图所示，质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停止，则
（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？
（2）若让钢珠进入沙坑h/8，则钢珠在h 处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻
力大小不随深度改变。
三、高中物理接触到的几种常用的功能关系
1、 重力做功等于重力势能的减小量
2、 弹力做功等于弹性势能的减小量
3、 电场力做功等于电势能的减小量
4、 合外力做功等于动能的变化量（动能定理）
5、 除重力以外其它力做功等于机械能的变化量
6、 摩擦力乘以相对位移代表有多少机械能转化为内能用于发热
7、 电磁感应中克服安培力做功量度多少其他形式能转化为电能用于发热
8、能量守恒思路
1．(2013·长春模拟)19世纪初，科学家在研究功能关系的过程中，具备了能量转化和守恒的思想，对生活中有关机械能转化的问题有了清晰的认识，下列有关机械能的说法正确的是( )
A ．仅有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒
B ．仅有弹力对物体做功，物体的机械能一定守恒
C ．摩擦力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量
D ．合外力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量
2．(2013·东北四市联考)在高度为h 、倾角为30°的粗糙固定的斜面上，有一质量为m 、与一轻弹簧拴接的物块恰好静止于斜面底端。
物块与斜面的动摩擦因数为33
，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
现用一平行于斜面的力F 拉动弹簧的A 点，使m 缓慢上行到斜面顶端。
此过程中( )
A ．F 对该系统做功为2mgh
B ．F 对该系统做功大于2mgh
C ．F 对该系统做的功等于物块克服重力做功与克服摩擦力做功之和
D ．F 对该系统做的功等于物块的重力势能与弹簧的弹性势能增加量之和
3.(2013·山东泰安一模)如图所示，在竖直平面内有一个半径为R ，粗细不计的圆管轨道。
半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 正上方P 点由静止开始自由下落，小球恰能沿管道到达最高点B ，已知AP ＝2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )
A ．重力做功2mgR
B ．机械能减少mgR
C ．合外力做功mgR
D ．克服摩擦力做功12
mgR 4.（2013吉林摸底）如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行。
将一个物体轻轻
放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送
带相对静止，匀速运动到达传送带顶端。
下列说法中正确的是( )
A ．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功
B ．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加
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
D ．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热
5．如图所示长木板A 放在光滑的水平地面上，物体B 以水平速度冲上A 后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A 上，则从B 冲到木板A 上到相对板A 静止的过程中，下述说法中正确是（ ）
A ．物体
B 动能的减少量等于系统损失的机械能
B ．物体B 克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C ．物体B 损失的机械能等于木板A 获得的动能与系统损失的机械能之和
D ．摩擦力对物体B 做的功和对木板A 做的功的总和等于系统内能的增加量
6．（2013上海联考）如图所示为竖直平面内的直角坐标系。
一质量为m的质点，在拉力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线ON斜向下运动，直线ON与y轴负方向成θ角(θ<90°)。
不计空气阻力，则以下说法正确的是（）
A．当F=mgtanθ时，拉力F最小
B．当F=mgsinθ时，拉力F最小
C．当F=mgsinθ时，质点的机械能守恒
D．当F=mgtanθ时，质点的机械能可能减小也可能增大
7.如图所示，重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点.若bc=0.1m，弹簧弹性势能的最大值为8J，(g取10m/s2)则( )
A.轻弹簧的劲度系数是50N/m
B.从d到a滑块克服重力做功8J
C.滑块动能的最大值为8J
D.从d到c弹簧的弹力做功8J
8.( 2013·潍坊模拟)如图所示，半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角为θ＝37°的粗糙斜面轨道DC相切于C，圆轨道的直径AC与斜面垂直。
质量为m的小球从A点左上方距A高为h的斜面上方P点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出
点等高的D处。
已知当地的重力加速度为g，取R＝50
9h，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不计空气阻力，求：
(1)小球被抛出时的速度大小v0；
(2)小球到达半圆轨道最低点B时，对轨道的压力大小；
(3)小球从C到D过程中摩擦力做的功W。
9．（16分）（2013河北省衡水中学质检）如图，半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内，与水平轨道CD相切于C 点，D端有一被锁定的轻质压缩弹簧，弹簧左端连接在固定的挡板上，弹簧右端Q 到C点的距离为2R。
质量为m可视为质点的滑块从轨道上的P点由静止滑下，刚好能运动到Q点，并能触发弹簧解除锁定，然后滑块被弹回，且刚好能通过圆轨道的最高点A。
已知∠POC=60°，求：（1）滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力；
（2）滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ；
（3）弹簧被锁定时具有的弹性势能。
10.（16分）（2013山东省临沂市质检）如图是利用传送带装运煤块的示意图．其中，传送带长L=20m，倾角θ＝37°，煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖直高度H＝1.8 m，与运煤车车箱中心的水平距离x＝1.2 m．现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)其质量为2kg，煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动，后与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动．要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心，取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：
(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径r .
(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t．
（3传送带由于传送煤块多消耗多少电能？
11. （2013山东省临沂市质检）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。
已知拖动缆绳的电动机功率恒为P，小船受到的阻力大小恒定，小船的质量为m，经过A点时的速度大小为v0，经过B点时的速度大小v ，小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1，A、B两点间距离为d，缆绳质量忽略不计。
求：
(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf ；
(2) 小船受到的恒定阻力的大小f；
(3)小船经过B点时的加速度大小a .。
高考二轮总复习课件物理(适用于老高考旧教材)专题2能量与动量第1讲 动能定理机械能守恒定律功能关系的
(1)建立运动模型。
(2)抓住运动过程之间运动参量的联系。
(3)分阶段或全过程列式计算。
(4)对于选定的研究过程,只考虑初、末位置而不用考虑中间过程。
注意摩擦力做功特点
深化拓展
应用动能定理解题应注意的三个问题
(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比
动力学研究方法要简捷。
则重力的瞬时功率不为0,C错误;随着运动员在圆弧跳台上升高,速率逐渐
减小,所需要的向心力也在减小,向心力由台面的支持力与重力垂直接触面
向下的分力提供,由牛顿第二定律有FN-mgcos θ=m
大,v在减小,所以FN在减小,D正确。
2
,随着高度升高,θ在增
2.(命题角度1、2)(多选)一个质量为5 kg静止在水平地面上的物体,某时刻
能定理
1
Pt-W=2 m 2 ,则这一过程中小汽车克服阻力做的功为
D 错误。
W=Pt- 2 ,率启动
1
a-图像和
1
a-v 图像
1
F-图像问题
恒定加速度启动
1
F-v 图像
恒定功率启动
1
a- 图像
v
恒定加速度启动
1
F- 图像
v
①AB 段牵引力不变,做匀加速直线运动;
1
1
2
由动能定理得-mg·2r-W=2 2 − 2 1 2 ,联立解得小球克服阻力做的功
W=mgr,A 错误,B 正确;设再一次到达最低点时速度为 v3,假设空气阻力做
功不变,从最高点到最低点根据动能定理得
最低点,根据牛顿第二定律
1
mg·2r-W= 3 2
高考物理二轮复习_专题四__功能关系的应用课件_
解析： 根据等量同种电荷形成的电场的特 点、力与运动的关系、功能关系解决问题．
等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电 荷q在A 点由静止释放，在电场力的作用下从 A向O做变加速直线运动，且电场力做正功， 电势能减小，选项A错误，选项B正确；负试 探电荷q通过O点后在电场力的作用下向下做 变减速运动，因此q运动到O点时的速度最大， 动能最大，选项C正确；因无限远处的电势 为零，则O点的电势φ≠0，所以q在O点的电 势能不为零，选项D错误． 答案： BC
2．如图所示，一根质量为m的 金属棒MN水平放置在两根竖 直的光滑平行金属导轨上，并 始终与导轨保持良好接触，导 轨间距为L，导轨下端接一阻 值为R的电阻，其余电阻不 计．在空间内有垂直于导轨平 面的磁场，磁感应强度大小只 随竖直方向位移y变化，变化规 律B＝ky，k为大于零的常量．
质量M＝4m的物体静止在倾角θ＝30°的光 滑斜面上，并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细 绳与金属棒相连接．当金属棒沿y轴方向从y ＝0位置由静止开始向上运动h时，加速度恰 好为0.不计空气阻力，斜面和磁场区域足够 大，重力加速度为g.求： (1)金属棒上升h时的速度； (2)金属棒上升h的过程中，电阻R上产生的热 量．
解析
(1)由闭合电路欧姆定律得感应电流的最大值为
Blv0 1×0.6×10 Em Im＝ ＝ ＝ A＝1.5 A R＋R0 R＋R0 3＋1
2 故最大输出功率为 Pm＝I2 R ＝ 1.5 ×3 W＝6.75 W. m (2)导体棒向上滑行过程中，安培力做负功，由动能定理 1 2 得－W 安－mgs(sin θ＋μcos θ)＝0－ mv0 2 代入数据得 W 安＝3.28 J.
答案：
mgR (1) 2 2 2 khL
高考物理二轮复习 要点回扣 专题8 功能关系课件
加速度减小的加速直线运
做速度为 vm 的匀速直线运 动，在 B 点达到最大速度，
动
vm＝FP额阻
3.解题“利器”——动能定理
表达式 对定理的理解
适用条件
W＝ΔEk＝12mv22－12mv21 W＞0，物体的动能增加 W＜0，物体的动能减少 W＝0，物体的动能不变 直线、曲线、恒力、变力均适用
4.一个定律——机械能守恒定律
A.沿着1和2下滑到底端时，物块的速度不同；沿着2和3下滑
到底端时，物块的速度相同
B.沿着1下滑到底端时，物块的速度最大
C.物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最少的
D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的
答案 BD
图4
要点8 功能关系
[规律要点] 1.两个基本概念——功和功率
(1)功的计算 ①恒力做功的计算公式W＝Flcos α。 ②变力做功的计算 a.用动能定理W＝ΔEk或功能关系W＝ΔE计算。 b.变力做功的功率一定时，用功率和时间计算W＝Pt。 c.将变力做功转化为恒力做功。
③总功的计算 a.先求物体所受的合外力，再求合外力所做的功。 b.先求每个力做的功，再求各力做功的代数和。 (2)功率的计算
[保温训练] 1.(多选)(2018·南京市、盐城市一模)游乐场的一种滑梯，它是由很小的一段弧形轨道将
倾斜直轨道和水平轨道连接组成的，如图1所示。一位小朋友从斜轨道顶端由静止开 始自由下滑，经过很小一段弧形轨道滑到水平轨道上，继续滑动一段距离后停下。 则小朋友( ) A.沿倾斜轨道下滑过程中机械能一定增加 B.沿弧形轨道滑动过程中对轨道做了负功 C.沿水平轨道滑动过程中，摩擦力对他做了负功 D.在整个滑动过程中，重力做的功和他克服摩擦力做的功相等
高三物理二轮复习专题课件精编：专题四 第1课时 功能关系在力学中的应用
热点题型例析
解析
专题四 第1课时
(1)滑块从 A 点到 D 点的过程中，根据动能定理有
本 课 时 栏 目 开 关
2R mg· (2R－R)－μmgcos 37° · ＝0－0 sin 37° 1 解得：μ＝ tan 37° ＝0.375 2
(2)若使滑块能到达 C 点，根据牛顿第二定律有
mvC 2 mg＋FN＝ R
知识方法聚焦
专题四 第1课时
2．机械能守恒定律的应用 (1)机械能是否守恒的判断
本 课 时 栏 目 开 关
①用做功来判断，看重力 (或弹簧弹力)以外的其他力做功 的代数和是否为 零 ． ②用能量转化来判断，看是否有机械能转化为其他形式的能． ③对一些“绳子突然绷紧”、“ 物体间碰撞 ”等问题，机 械能一般不守恒，除非题目中有特别说明及暗示．
专题四 第1课时
(3)滑块离开 C 点后做平抛运动，有
本 课 时 栏 目 开 关
1 2 x＝vC′t，y＝2gt 2R－y 由几何知识得 tan 37° ＝ x 整理得：5t2＋3t－0.8＝0 解得 t＝0.2 s(t＝－0.8 s 舍去)
答案 (1)0.375
(2)2 3 m/s (3)0.2 s
答案 CD
热点题型例析
题型 2 例2 动力学方法和动能定理的综合应用 (15 分)如图 3 所示，上表面光滑、
专题四 第1课时
长度为 3 m、质量 M＝10 kg 的木板，
图3
在 F＝50 N 的水平拉力作用下，以 v0＝5 m/s 的速度沿水平
本 课 时 栏 目 开 关
地面向右匀速运动．现将一个质量为 m＝3 kg 的小铁块(可 视为质点)无初速度地放在木板最右端，当木板运动了 L＝ 1 m 时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右 端， 以后木板每运动 1 m 就在其最右端无初速度地放上一个 同样的小铁块．(g 取 10 m/s2)求： (1)木板与地面间的动摩擦因数； (2)刚放第三个小铁块时木板的速度； (3)从放第三个小铁块开始到木板停止的过程，木板运动的 距离．
高中物理二轮专题复习4功能关系(新人教版)
专题四 功能关系知识梳理一、功和功率 1、功〔1〕恒力的功：W=Fscosθ 〔2〕变力的功W=Pt 2、功率：tWP=Fvcos θ 〔1〕当v 为即时速度时，对应的P 为即时功率； 〔2〕当v 为平均速度时，对应的P 为平均功率 二、 动能定理1、 定义：合外力所做的总功等于物体动能的变化量.2、 表达式：三、 机械能守恒定律 1、条件：〔1〕对单个物体，只有重力或弹力做功．〔2〕对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递, 机械能也没有转变成其它形式的能(如没有内能产生)，那么系统的机械能守恒． 2、 表达式 四、 能量守恒定律专题测试一、选择题(每题4分，共44分)1.用水平力F 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻撤去拉力F ，物体做匀减速直线运动，到t 2时刻停止，其速度—时间图象如图1所示，且α>β，假设拉力F 做的功为W 1，平均功率为P 1；物体克服摩擦阻力F f 做的功为W 2，平均功率为P 2，那么以下选项正确的选项是 ( ) A ．W 1>W 2；F ＝2F f B ．W 1＝W 2；F>2F f C ．P 1>P 2；F>2F fD ．P 1＝P 2；F ＝2F f2.如图2所示，滑块A 、B 的质量均为m ，A 套在固定竖直杆上，A 、B 通过转轴用长度为L 的刚性轻杆连接，B 放在水平面上并靠着竖直杆，A 、B 均静止．由于微小的扰动，B 开始沿水平面向右运动．不计一切摩擦，滑块A 、B 视为质点．在A 下滑的过程中，以下说法中正确的选图1项是( )A ．A 、B 组成的系统机械能守恒 B ．在A 落地之前轻杆对B 一直做正功C ．A 运动到最低点时的速度的大小为2gLD ．当A 的机械能最小时，B 对水平面的压力大小为2mg3.如图3所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转．现将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段匀速运动到传送带顶端．那么以下说法中正确的选项是( )A ．第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功B ．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C ．第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量D ．两个阶段摩擦力对物体所做的功等于物体机械能的减少量4.如图4所示，均匀带正电的圆环水平放置，AB 为过圆心O 的竖直轴线．一带正电的微粒(可视为点电荷)，从圆心O 正上方某处由静止释放向下运动，不计空气阻力．在运动的整个过程中，以下说法中正确的选项是 ( ) A ．带电微粒的加速度可能一直增大 B ．带电微粒的电势能可能一直减小 C ．带电微粒的动能可能一直增大 D ．带电微粒的运动轨迹可能关于O 点对称5.如图5所示为测定运发动体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦)，轻绳的另一端悬重为G 的物体．设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v 逆时针转动．那么 ( ) A ．人对重物做功，功率为GvB ．人对传送带的摩擦力大小等于G ，方向水平向左C ．在时间t 内人对传送带做功消耗的能量为GvtD ．假设增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变6.如图6所示，有一光滑的半径可变的14圆形轨道处于竖直平面内，圆心O 点离地高度为H .现调节轨道半径，让一可视为质点的小球a 从与O 点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落，使小球离开轨道后运动的水平位移S 最大，那么小球脱离轨道最低点时的速度大小应为( ) A. gHB. gH3C.2gH3D.4gH 37.一辆质量为m 的卡车在平直的公路上，以初速度v 0开始加速行驶，经过一段时间t ，卡图3图4 图5图6车前进的距离为s 时，恰好到达最大速度v m .在这段时间内，卡车发动机的输出功率恒为P ，卡车运动中受到的阻力大小恒为F ，那么这段时间内发动机对卡车做的功为( ) A ．Pt B ．FsC ．Fv m tD. 12mv m 2＋Fs －12mv02 8.如图7所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15°角，AB 直线与匀强电场E 垂直，在A 点以大小为v 0的初速度水平抛出一质量为m 、电荷量为＋q 的小球，经时间t ，小球下落一段距离过C 点(图中未画出)时速度大小仍为v 0，在小球由A 点运动到C 点的过程中，以下说法正确的选项是( )A ．电场力对小球做功为零B ．小球的电势能减小C ．小球的电势能增量大于mg 2t 2/2 D ．C 可能位于AB 直线的左侧9.如图8所示，一形状为抛物线的光滑曲面轨道置于竖直平面内，轨道的下半部处在一个垂直纸面向外的磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，且不计空气阻力，那么金属环沿抛物线运动的整个过程中损失的机械能的总量ΔE 为 ( ) A ．假设磁场为匀强磁场，ΔE ＝mg (b －a )＋12mv 2B ．假设磁场为匀强磁场，ΔE ＝mg (b －a )C ．假设磁场为非匀强磁场，ΔE ＝12mv 2D ．假设磁场为非匀强磁场，ΔE ＝mgb ＋12mv 210.如图9所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R 相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h 后又返回到底端．假设运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计．那么以下说法正确的选项是( ) A ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程通过电阻R 的电量一样多B ．金属杆ab 上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于12mv 2C ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等D ．金属杆ab 在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量 11.如图10所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O图7图8图9点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．以下判断正确的选项是( )A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动B．当小球运动到c点时，洛伦兹力最大C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小二、实验题(12、13题各6分，共12分)12.(6分)“探究功与物体速度变化的关系〞的实验如图11所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．图11(1)(2分)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__________(填测量工具)和________电源(填“交流〞或“直流〞)．(2)(2分)假设木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车的速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，以下说法正确的选项是________．A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(3)(2分)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，如图12所示．为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________局部进行测量(根据下面所示的纸带答复，并用字母表示)．图1213.(6分)用如图13所示的实验装置验证机械能守恒定律．重锤由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律．(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示装置安装好器材B．将打点计时器接到直流电源上C．先松开悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带D．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能图13 指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填写在下面的空行内．________________________________________________________________________ (2)利用这个装置可以测量重锤下落的加速度的数值．如图14所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测量出A 点距打下的第一个点O 距离为x 0，点A 、C 间的距离为x 1、点C 、E 间的距离为x 2，使用交流电的频率为f ，那么根据这些条件计算重锤下落的加速度的表达式为a ＝________，打C 点时重锤的速度v ＝________.图14三、解答题(14题11分，15题14分，16题18分，共44分)14.(上海卷第31题)．(12 分)如图，质量2m kg =的物体静止于水平地面的A 处，A 、B 间距L =20m 。
高考物理二轮复习_专题2_第2课_功能关系课件
第2课 功能关系题型一、功能关系►变式训练1．(2015·太原模拟)如图所示，上表面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度v0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了s，小木块相对木板滑动了d.下列关于滑动摩擦力做功情况分析正确的是(D)A．木块动能的减少量等于滑动摩擦力对木板做的功B．木板动能的增加量等于木块克服滑动摩擦力做的功C．滑动摩擦力对木板所做的功等于滑动摩擦力对木块做的功D．木块和木板组成的系统的机械能的减少量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积解析：由功的公式知，滑动摩擦力对木块做的功W 1＝－f (s ＋d )，摩擦力对木板做功W 2＝fs ，因二者不相等，故选项C 错误；对木块，由动能定理得，木块动能的减少量－ΔE k1＝f (s ＋d )>W 2，故选项A 错误；对木板由动能定理得，木板动能的增加量ΔE k2＝fs ，可见小于木块克服摩擦力做的功f (s ＋d )，故选项B 错误；木块与木板机械能的减少量ΔE ＝－ΔE k1－ΔE k2＝f (s ＋d )－fs ＝fd ，故选项D 正确．题型二、机械能守恒定律在系统中的应用例2 如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B处各固定一质量为m的球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速度释放摆下．求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功？方法点拨：多个物体组成的系统机械能守恒问题的解题思路：(1)分析多个物体组成的系统所受的外力是否只有重力做功，内力是否造成了机械能与其他形式能的转化，从而判断系统机械能是否守恒．(2)若系统机械能守恒，则机械能从一个物体转移到另一个物体，ΔE 1＝－ΔE 2，一个物体机械能增加，则一定有另一个物体机械能减少．►变式训练2．质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球处有一个光滑固定轴O，如图所示．现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置时，求：(1)小球P的速度大小．(2)在此过程中小球P机械能的变化量．题型三、传送带中的功能关系例3 电机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，如图所示．若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，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．(5)电机带动传送带匀速传动输出的总能量．方法点拨：摩擦生热的两个角度：(1)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．(2)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．►变式训练3．在机场和火车站可以看到对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当旅客把行李放在正在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪器接受检查．设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4m/s，某行李箱的质量为5 kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上，通过安全检查的过程中，g取10 m/s2，则(AC)A．开始时行李箱的加速度为2 m/s2B．行李箱到达B点的时间为2 sC．传送带对行李箱做的功为0.4 JD．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.03 m题型四、电磁学中能量总和问题方法点拨：处理电场中能量问题应注意的四点(1)应用动能定理解决问题需研究合外力的功(或总功)．(2)应用能量守恒定律解决问题需注意电势能和其他形式能之间的转化．(3)应用功能关系解决该类问题需明确电场力做功与电势能改变之间的对应关系．(4)有电场力做功的过程机械能不守恒，但机械能与电势能的总和可以守恒．►变式训练4．如图所示，在竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m 的带负电的小球，小球与弹簧不连接．现用外力将小球向下压到某一位置后撤去外力，小球从静止开始运动到刚离开弹簧的过程中，小球克服重力和电场力做功分别为W 1和W 2，小球刚好离开弹簧时速度为v ，不计空气阻力，则在上述过程中下列说法错误的是(C )。
高中物理二轮复习功能关系专题
一、动能定理动能定理的推导物体只在一个恒力作用下，做直线运动w ＝FS ＝m a ×a V V 22122- 即 21222121mv mv w -=推广： 物体在多个力的作用下、物体在做曲线运动、物体在变力的作用下结论： 合力所做的功等于动能的增量 ，合力做正功动能增加，合力做负功动能减小合力做功的求法：1、受力分析求合力，合力乘以在合力方向的位移（合力是恒力，位移相对地的位移）2、合力做的功等于各力做功的代数和二．应用动能定理解题的步骤（1）确定研究对象和研究过程。
（2）对研究对象受力分析，判断各力做功情况。
（3）写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功（注意功的正负）（4）写出物体的初、末动能。
按照动能定理列式求解。
【例】如图所示，质量为m 的钢珠从高出地面h 处由静止自由下落，落到地面进入沙坑h/10停止，则（1）钢珠在沙坑中受到的平均阻力是重力的多少倍？（2）若让钢珠进入沙坑h/8，则钢珠在h 处的动能应为多少？设钢珠在沙坑中所受平均阻力大小不随深度改变。
三、高中物理接触到的几种常用的功能关系 1、 重力做功等于重力势能的减小量2、 弹力做功等于弹性势能的减小量3、 电场力做功等于电势能的减小量4、 合外力做功等于动能的变化量（动能定理）5、 除重力以外其它力做功等于机械能的变化量6、 摩擦力乘以相对位移代表有多少机械能转化为内能用于发热7、 电磁感应中克服安培力做功量度多少其他形式能转化为电能用于发热8、能量守恒思路1．(2013·长春模拟)19世纪初，科学家在研究功能关系的过程中，具备了能量转化和守恒的思想，对生活中有关机械能转化的问题有了清晰的认识，下列有关机械能的说法正确的是( )A ．仅有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒B ．仅有弹力对物体做功，物体的机械能一定守恒C ．摩擦力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量D ．合外力对物体做的功一定等于物体机械能的变化量2．(2013·东北四市联考)在高度为h 、倾角为30°的粗糙固定的斜面上，有一质量为m 、与一轻弹簧拴接的物块恰好静止于斜面底端。
高三二轮复习《第2讲 功能关系、机械能守恒定律和能量守恒定律》教案
专题五功和能第2讲功能关系机械能守恒定律和能量守恒定律一、核心知识、方法回扣：1．机械能守恒定律:（1）内容：在只有重力（和弹簧的弹力）做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变．（2）机械能守恒的条件①对某一物体，若只有重力（或弹簧弹力）做功，其他力不做功（或其他力做功的代数和为零），则该物体机械能守恒．②对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化，系统和外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变为其他形式的能，则系统机械能守恒．（3）三种表达式:①守恒的观点:____ ____ _____。
②转化的观点:_____ _____。
③转移的观点:_____ ___。
2．几个重要的功能关系(1)重力的功等于的变化,即W G＝.(2)弹力的功等于的变化,即W弹＝.(3)合力的功等于的变化,即W＝.(4)重力之外(除弹簧弹力)的其他力的功等于的变化.W其他＝ΔE.(5)一对滑动摩擦力做的功等于的变化.Q＝F·s相对.3．静电力做功与无关.若电场为匀强电场,则W＝Fs cos α＝Eqs cos α；若是非匀强电场,则一般利用W＝来求.4．磁场力又可分为洛伦兹力和安培力.洛伦兹力在任何情况下对运动的电荷都；安培力可以做正功、负功,还可以不做功.5．电流做功的实质是电场对做功.即W＝UIt＝.6．导体棒在磁场中切割磁感线时,棒中感应电流受到的安培力对导体棒做功,使机械能转化为能.7．静电力做功等于的变化,即W AB＝－ΔE p.二、方法、规律：1．机械能守恒定律的应用(1)机械能是否守恒的判断①用做功来判断,看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功代数和是否.②用能量转化来判断,看是否有机械能转化为其他形式的能.③对一些“绳子突然绷紧”、“”等问题,机械能一般不守恒,除非题目中有特别说明及暗示.(2)应用机械能守恒定律解题的基本思路①选取研究对象——物体系.②根据研究对象所经历的物理过程,进行、分析,判断机械能是否守恒.③恰当地选取参考平面,确定研究对象在运动过程的始末状态时的机械能.④根据机械能守恒定律列方程,进行求解.2．功能关系在电学中应用的题目,一般过程复杂且涉及多种性质不同的力,因此,通过审题,抓住和运动过程分析是关键,然后根据不同的运动过程各力做功的特点来选择规律求解. 3．力学中的动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题仍然是首选的方法.三、错题集：1、如图所示，桌面高地面高H，小球自离桌面高h处由静止落下，不计空气阻力，则小球触地的瞬间机械能为（设桌面为零势面）（）A．mgh B．mgH C．mg（H＋h） D．mg（H－h）2、以下过程中机械能守恒的是（）A.以8m/s2的加速度在空中下落的石块B.沿固定的光滑斜面自由下滑的滑块C.正在升空的火箭D.吊在轻质弹簧下端正在自由振动的小球3、如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连,开始两物体处于同一高度,绳处于绷紧状态,轻绳足够长,不计一切摩擦。
高考物理二轮复习专题辅导资料 专题(4)功能关系
高考物理二轮复习专题辅导资料 专题（4）功能关系【考情分析】功、能、能量守恒是近几年高考理科综合物理命题的重点、热点和焦点，也是广大考生普遍感到棘手的难点之一．能量守恒贯穿于整个高中物理学习的始终，是联系各部分知识的主线．它不仅为解决力学问题开辟了一条重要途径，同时也为我们分析问题和解决问题提供了重要依据．守恒思想是物理学中极为重要的思想方法，是物理学研究的极高境界，是开启物理学大门的金钥匙，同样也是对考生进行方法教育和能力培养的重要方面．因此，功、能、能量守恒可谓高考物理的重中之重，常作为压轴题出现在物理试卷中．纵观近几年高考理科综合试题，功、能、能量守恒考查的特点是：①灵活性强，难度较大，能力要求高，内容极丰富，多次出现综合计算；②题型全，不论是从内容上看还是从方法上看都极易满足理科综合试题的要求，经常与牛顿运动定律、圆周运动、电磁学和近代物理知识综合运用，在高考中所占份量相当大． 从考题逐渐趋于稳定的特点来看，我们认为：2009年对功、能、能量守恒的考查重点仍放在分析问题和解决问题的能力上．因此在第二轮复习中，还是应在熟练掌握基本概念和规律的同时，注重分析综合能力的培养，训练从能量守恒的角度分析问题的思维方法．【知识交汇】1．做功的两个重要因素是：有力作用在物体上且使物体在力的方向上______________，功的求解可利用cos W Fl θ=求，但F 为__________；也可以利用F －l 图象来求；变力的功一般应用__________间接求解．有位移 恒力 动能定理2．功率是指单位时间内做的功，求解公式有：平均功率cos W P Fv tθ==，当θ=0时，即F 与v 方向_______时，P =F ·v ．相同3．常见的几种力做功的特点（1）重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与________无关．路径（2）摩擦力做功的特点①单个摩擦力（包括静摩擦力和滑动摩擦力）可能做正功，也可以做负功，还可以不做功．②相互作用是一对静摩擦力做功的代数和_______________，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和___________，且总为____________，在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与___________的乘积．等于零 不为零 负值 相对路程③摩擦生热，是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热．4．几个重要的功能关系（1）重力的功等于_____________的变化，即G W =______________．重力势能 p E ∆-（2）弹力的功等于_____________的变化，即W =弹______________．弹性势能 p E ∆-（3）合力的功等于_____________的变化，即W =F 合______________．动能 k E ∆（4）重力之外（除弹簧弹力）的其它力的功等于___________的变化．W E =∆其它．机械能（5）一对滑动摩擦力的功等于___________的变化．l F Q f ∆=．内能（6）分子力的功等于_____________的变化．分子势能【思想方法】1．恒定加速度启动问题解决问题的关键是明确所研究的问题是处在哪个阶段上以及匀加速过程的最大速度1v 和全程的最大速度m v 的区别和求解方法．（1）求1v ：由ma f F =-，可求：1v =________．at（2）求1m v v ：=________．fP 2．动能定理的应用（1）动能定理的适用对象：涉及单个物体（或可看成单个物体的物体系）的受力和位移问题，或求解____________做功的问题．变力（2）动能定理解题的基本思路：①选取研究对象，明确它的运动过程．②分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的___________．代数和③明确物体在过程始末状态的动能12k k E E 和．④列出动能定理的方程21k k W E E =-合，及其他必要的解题方程，进行求解．3．机构能守恒定律的应用（1）机械能是否守恒的判断：①用做功来判断，看重力（或弹簧弹力）以外的其它力做功代数和是否为零．②用能量转化来判断，看是否有机械能转化为其它形式的能．③对一些绳子突然绷紧、_______________等问题，机械能一般不守恒，除非题目中有特别说明及暗示．碰撞（2）机械能守恒定律解题的基本思路：①选取研究对象——物体系．②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．③恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初末太时的机能能．④根据机械能守恒定律列方程，进行求解．一、几个重要的功能关系【例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．设上升过程中空气阻力f恒定．则对于小球的整个上升过程，下列说法中正确的是（）A．小球动能减少了mgHB．小球机械能减少了fHC．小球重力势能增加了mgHD．小球的加速度大于重力加速度g解析：小球动能减少量等于合外力的总功（mg+f）H，A项错误；小球机械能减少量等于阻力的功fH，B项正确；小球重力势能增加等于克服重力做的功mgH，C项正确；小球加速度等于m fmg，D项正确。
高考第二轮复习专题 ------- 功能关系
V
例 9、 （2013 年全国二卷）
如图，匀强电场中有一半径为ｒ的光滑绝缘圆轨道，轨道平面
与电场方向平行。ａ、b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷为ｑ(q>０)的 质点沿轨道内侧运动.经过 a 点和 b 点时对轨道压力的大小分别为 Nａ和Ｎｂ不计重力，求 电场强度的大小Ｅ、质点经过 a 点和 b 点时的动能。
滑动摩擦力做功
内能的变化
电场力做功
电势能的变化
除重力弹簧的弹力电 场力以外的其它力做 功
机械能和电势能总和 的变化
安培力做功
电路中电能变化
W安培力 E电
第一课时
考点一，对重力，弹簧弹力做功以及影响机械能能变化的考查： 例 1、 轻质弹簧吊着小球静止在如图所示的 A 位置，现用水平外力 F 将小球缓慢拉到 B 位 置， 此时弹簧与竖直方向的夹角为θ， 在这一过程中， 对于整个系统， 下列说法正确的是:BD A．系统的弹性势能不变 B．系统的弹性势能增加 C．系统的机械能不变 D．系统的机械能增加
电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端 a 点由静止释 放．下列判断正确的是：D A．小球能越过与 O 等高的 d 点并继续沿环向上运动 B．当小球运动到 c 点时，洛伦兹力最大 C．小球从 a 点到 b 点，重力势能减小，电势能增大 D．小球从 b 点运动到 c 点，电势能增大，动能先增大后减小
2
第 5 页 共 9 页
2015 年宁夏高考第二轮复习专题
考点三，对滑动摩擦力做功和对应产生内能的考查多以叠加体和传送带模型出现。 例 6.如图所示，木块 A 放在木块 B 的左端，用恒力 F 将 A 拉至 B 的 右端，第一次将 B 固定在地面上，F 做功为 W1，生热为 Q1；第二次 让 B 可以在光滑地面上自由滑动，仍将 A 拉到 B 右端，这次 F 做的 功为 W2，生热为 Q2.则应有：A A．W1<W2，Q1=Q2 C．W1<W2，Q1<Q2 B．W1=W2，Q1=Q2 D．W1=W2，Q1<Q2 的物