高考物理总复习 第五章 第4节 功能关系 能量守恒定律课件
解析：选 A.QM 段绳的质量为 m′＝23m，未拉起时，QM 段绳 的重心在 QM 中点处，与 M 点距离为13l，绳的下端 Q 拉到 M 点时，QM 段绳的重心与 M 点距离为16l，此过程重力做功 WG ＝－m′g13l－16l＝－19mgl，对绳的下端 Q 拉到 M 点的过程，应 用动能定理，可知外力做功 W＝－WG＝19mgl，可知 A 项正确， B、C、D 项错误．
(1)小球在 C 处受到的向心力大小； (2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能 Ekm； (3)小球最终停止的位置．
[审题指导]
抓住关键信息
对接物理规律
对上管壁有 FN 的 确定在 C 点时向心力
作用力
的来源
速度最大时弹簧 速度最大时小球重力
的弹性势能 Ep＝ 等于弹簧弹力的条件
0.5 J
分析弹簧的形变量
解析：选 AB.加速度 a＝34g＝mgsin 3m0°＋Ff，解得摩擦力 Ff ＝14mg；物体在斜面上能够上升的最大高度为 h，所以重力势 能增加了 mgh，故 A 项正确；机械能的损失 Ffx＝14mg·2h＝ 12mgh，故 B 项正确；动能损失量为克服合外力做功的大小 ΔEk＝F 合外力·x＝34mg·2h＝32mgh，故 C 错误；克服摩擦力 做功12mgh，故 D 错误．
做一做 (多选)(粤教版必修 2·P89·T2)平直公路上行驶中的汽车制动后 滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光 焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合 线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同的物理 过程是( ) A．物体克服阻力做功 B．物体动能转化为其他形式的能量 C．物体势能转化为其他形式的能量 D．物体机械能转化为其他形式的能量 提示：AD
对功能关系的理解及应用
【知识提炼】
几种常见功能关系的对比
各种力做功 对应能的变化
定量关系
合力对物体做功等于
合力的功
动能变化
物体动能的增量 W 合＝ Ek2－Ek1
各种力做功 重力的功
弹簧弹力的功
对应能的变化
定量关系
重力做正功，重力势能
减少，重力做负功，重 重力势能变化
力势能增加，且 WG＝ －ΔEp＝Ep1－Ep2 弹力做正功，弹性势能
解得 vC＝ 7 m/s 由能量守恒定律有 mg(r＋x0)＝Ep＋Ekm－12mv2C 解得 Ekm＝mg(r＋x0)＋12mv2C－Ep＝6 J. (3)小球从 A 点运动到 C 点过程，由动能定理得 mgh－μmgs＝12mv2C 解得 B、C 间距离 s＝0.5 m 小球与弹簧作用后返回 C 处动能不变，小球的动能最终消耗在 与 BC 水平面相互作用的过程中．
[解析] (1)小球进入管口 C 端时，它与圆管上管壁有大小为 FN ＝2.5mg 的相互作用力，故对小球由牛顿第二定律有 FN＋mg＝Fn 解得 Fn＝35 N. (2)在压缩弹簧过程中，速度最大时合力为零． 设此时小球离 D 端的距离为 x0，则有 kx0＝mg 解得 x0＝mkg＝0.1 m 在 C 点，有 Fn＝mrvC2
时产生的热量
静摩擦力
滑动摩擦力
静摩擦力 滑动摩擦力做负功时，它的反
正功、负 做正功时， 作用力可能做正功，可能做负 不同
功、不做 它的反作 功，还可能不做功；但滑动摩 点
功方面 用力一定 擦力做正功或不做功时，它的
做负功 反作用力一定做负功
相同点
两种摩擦力对物体可以做正功、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 W＝Ff·l 中 相对 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时，则 l 相对为总的相对路程．
【题组突破】 1．如图所示，滑块以速率 v1 沿斜面由底端向上滑行，至某一 位置后返回，回到出发点时的速率变为 v2，且 v2 ＜v1，则下 列说法中错误的是( )
A．全过程中重力做功为零 B．在上滑和下滑两过程中，机械能均减少 C．在上滑和下滑两过程中，摩擦力做功相等 D．在上滑和下滑两过程中，摩擦力的平均功率相等
(3)从 C 到 D 钢球做平抛运动，要使钢球恰好能落入槽中， 则 x＝vCt，h＝12gt2，解得 vC＝1 m/s， 假设钢球在 A 点的速度恰为 vA＝2 m/s 时，钢球可运动到 C 点， 且速度为 vC′，从 A 到 C 有 mg·2R－μmgL＝12mv′2C－12mv2A， 解得 v′2C<0，
2．(2019·浙江杭州模拟)在学校组织的趣味运动会上，某科技 小组为大家提供了一个游戏．如图所示，将一质量为 0.1 kg 的 钢球放在 O 点，用弹射装置将其弹出，使其沿着光滑的半环形 轨道 OA 和 AB 运动．BC 段为一段长为 L＝2.0 m 的粗糙平面， DEFG 为接球槽．圆弧 OA 和 AB 的半径分别为 r＝0.2 m、R ＝0.4 m，小球与 BC 段的动摩擦因数为 μ＝0.7，C 点离接球槽 的高度为 h＝1.25 m，水平距离为 x＝0.5 m，接球槽足够大，g 取 10 m/s2.求：
减少，弹力做负功，弹 弹性势能变化
性势能增加，且 W 弹＝
－ΔEp＝Ep1－Ep2
各种力做功 对应能的变化
定量关系
只有重力、弹簧 不引起机械能
弹力做功
变化
机械能守恒ΔE＝0
重力和弹力之外的力
非重力和弹力的
做正功，物体的机械能
机械能变化
功
增加，做负功，机械能
一对相互作用的
减少，且 W 其他＝ΔE 作用于系统的一对滑
故当钢球在 A 点的速度恰为 vA＝2 m/s 时，钢球不可能到达 C 点，更不可能入槽，要使钢球最终能落入槽中，需要更大的弹 射速度，才能使钢球既不脱离轨道，又能落入槽中．当钢球到 达 C 点速度为 vC 时，v0 有最小值，从 O 到 C 有 mgR－μmgL ＝12mv2C－12mv20， 解得 v0＝ 21 m/s. 答案：(1)2 m/s (2)6 N (3) 21 m/s
(1)要使钢球恰好不脱离半环形轨道，钢球在 A 点的速度大小； (2)钢球恰好不脱离轨道时，在 B 位置对半环形轨道的压力大小； (3)要使钢球最终能落入槽中，弹射速度 v0 至少多大？
解析：(1)要使钢球恰好不脱离轨道，钢球在最高点时，对钢球 分析有 mg＝mvR2A，解得 vA＝2 m/s. (2)钢球从 A 到 B 的过程由动能定理得 mg·2R＝12mv2B－12mv2A， 在 B 点有 FN－mg＝mvR2B， 解得 FN＝6 N， 根据牛顿第三定律，钢球在 B 位置对半环形轨道的压力为 6 N.
做一做 (沪科版必修 2·P77·T5 改编)上端固定的一根细线下面悬挂一 摆球，摆球在空气中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现象下 列说法正确的是( ) A．摆球机械能守恒 B．总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化 为内能 C．能量正在消失 D．只有动能和重力势能的相互转化 提示：B
滑动摩擦力做的 内能变化 动摩擦力一定做负功，
总功
系统内能增加 Q＝fs 相对
【题组突破】 1．升降机底板上放一质量为 100 kg 的物体，物体随升降机由 静止开始竖直向上移动 5 m 时速度达到 4 m/s，则此过程中(g 取 10 m/s2)( ) A．升降机对物体做功 5 800 J B．合外力对物体做功 5 800 J C．物体的重力势能增加 500 J D．物体的机械能增加 800 J 答案：A
对能量守恒定律的理解及应用 【知识提炼】
1．对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．
2．能量转化问题的解题思路 (1)当涉及滑动摩擦力做功，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 减和增加的能量总和ΔE 增，最后由ΔE 减＝ΔE 增列式求 解．
解析：选 D.全过程中，滑块的初位置和末位置重合，高度差为 0，则重力做功为零，故 A 正确；在上滑和下滑两过程中，滑 块一直克服摩擦力做功，机械能一直减小，故 B 正确；设滑块 的质量为 m，动摩擦因数为 μ，斜面的长度为 L，倾角为 α，则
上滑过程中摩擦力做功为 Wf＝－μmgcos α·L，下滑过程中 摩擦力做功为 Wf＝－μmgcos α·L，可见，在上滑和下滑两
第五章 机械能及其守恒定律
第4节 功能关系 能量守恒定律
【基础梳理】
提示：能量转化 做功 动能 重力势能 弹性势能 机械能 内能 转化 转移 保持不变 ΔE 减＝ΔE 增
【自我诊断】 判一判 (1)能量转化是通过做功来实现的．( ) (2)力对物体做了多少功，物体就有多少能．( ) (3)力对物体做正功，物体的总能量一定增加．( ) (4)能量在转化和转移的过程中，其总量会不断减少．( ),(5) 能量在转化和转移的过程中总量保持不变，因此能源取之不尽， 用之不竭，故无需节约能源．( ) (6)滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化．( ) 提示：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√
涉及摩擦力的能量守恒问题 【知识提炼】 1．两种摩擦力做功的比较
静摩擦力
滑动摩擦力
不同 能量的转 只有能量的转移， 既有能量的转移，
点 化方面 没有能量的转化 又有能量的转化
静摩擦力
滑动摩擦力
一对滑动摩擦力
一对摩擦 不同
力的总功 点
方面
一对静摩擦力所做 功的代数和等于零
所做功的代数和 为负值，总功 W＝ －Ffl 相对，即摩擦
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高考物理总复习功能关系 能量守恒定律
用
2023：山东T4；
题是高考的热点.预计2025年高考题
2022：江苏T10；
出题可能性较大，有可能会结合体
2019：全国ⅡT18
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
返回目录
第4讲
功能关系
能量守恒定律
核心考点
五年考情
命题分析预测
功能关系在选择题中考查的频率比
2 570
车牵引力大小F2＝ ＝
2
2
N＝285 N，从P到Q，小车匀速行驶，小车牵引力F2＝f2＋
mg sin 30°，解得f2＝F2-mg sin 30°＝285
1
N-50×10×
2
N＝35 N；从P到Q，小车克服
摩擦力做的功Wf2＝f2·PQ＝35×20 J＝700 J，故D正确.从P到Q，小车上升的高度h＝
动能定理得mgh-μmgs cos θ＝Ek-0，h＝xtan
θ，s＝
，解得Ek＝mgx(tan
cos
θ-μ)，木块
在水平面上运动时，设初动能为Ek0，根据动能定理得-μmg(x-x1)＝Ek-Ek0，解得Ek＝
Ek0-μmg(x-x1)，B正确.木块克服摩擦力做功转化为内能，木块在斜面上时，Q＝μmgs
2023：浙江6月T18；
能量守恒定律的应用
2022：河北T9；
2021：山东T18；
2019：江苏T8
较高，特别是功能关系中的图像问
题是高考的热点.预计2025年高考题
出题可能性较大，有可能会结合体
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
2023：山东T4；
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育运动等实际情境进行考查.能量守
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第4讲
功能关系
能量守恒定律
核心考点
五年考情
命题分析预测
功能关系在选择题中考查的频率比
2 570
车牵引力大小F2＝ ＝
2
2
N＝285 N，从P到Q，小车匀速行驶，小车牵引力F2＝f2＋
mg sin 30°，解得f2＝F2-mg sin 30°＝285
1
N-50×10×
2
N＝35 N；从P到Q，小车克服
摩擦力做的功Wf2＝f2·PQ＝35×20 J＝700 J，故D正确.从P到Q，小车上升的高度h＝
动能定理得mgh-μmgs cos θ＝Ek-0，h＝xtan
θ，s＝
，解得Ek＝mgx(tan
cos
θ-μ)，木块
在水平面上运动时，设初动能为Ek0，根据动能定理得-μmg(x-x1)＝Ek-Ek0，解得Ek＝
Ek0-μmg(x-x1)，B正确.木块克服摩擦力做功转化为内能，木块在斜面上时，Q＝μmgs
2023：浙江6月T18；
能量守恒定律的应用
2022：河北T9；
2021：山东T18；
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较高，特别是功能关系中的图像问
题是高考的热点.预计2025年高考题
出题可能性较大，有可能会结合体
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
高考物理一轮复习课件：第五章 第4讲 功能关系 能量守恒定律
【答案】 (1)损失的机械能 ΔE＝mgLcos θ (2)摩擦力做功 Wf＝－mgLcos θ mgLcos θ (3)动摩擦因数 μ＝ Fs
【即学即用】 1．(2013届陕西师大附中检测)已知货物的质量为m，在某 段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时 间内，下列叙述正确的是(重力加速度为g)( ) A．货物的动能一定增加mah－mgh B．货物的机械能一定增加mah C．货物的重力势能一定增加mah D．货物的机械能一定增加mah＋mgh 【解析】 根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货 物合外力做的功mah，A项错误；根据功能关系，货物机械 能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功 ，B项错误；由功能关系知，重力势能的增量对应货物重力 做的负功的大小mgh，C项错误；由功能关系，货物机械能 的增量为起重机拉力做的功m(g＋a)h，D项正确． 【答案】 D
【即学即用】 3.(2013届陕西六校联考)如图5－4－5所 示，在光滑的水平面上有一个质量为M 的木板B处于静止状态，现有一个质量为 m的木块A在B的左端以初速度v0开始向 右滑动，已知M＞m，用①和②分别表示 木块A和木板B的图象，在木块A从B的左 端滑到右端的过程中，下面关于速度v随 时间t、动能Ek随位移s的变化图象，其中 可能正确的是( )
【解析】 (1) 选从右侧最高点到左侧最高点的过程研 究．因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能 ΔE 等于减少的重力势能，即：ΔE＝mgLcos θ.① (2)对全程应用动能定理：WG＋Wf＝0② WG＝mgLcos θ③ 由②、③得 Wf＝－WG＝－mgLcos θ.④ (3)由滑动摩擦力公式得 f＝μF⑤ 摩擦力做的功 Wf＝－fs⑥ mgLcos θ ④、⑤式代入⑥式得：μ＝ Fs .⑦
高三复习能量守恒定律.ppt
能量守恒定律
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=30°，其上 A、B 两点间的距离为 l=5 m，传送带在电动机 的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为 m=10 kg 的小物体（可视为质点）轻放在传送带的 A 点，已知小物体 与传送带之间的动摩擦因数为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
2015高考物理一轮复习课件：5-4 功能关系 能量守恒定律
)
B． 静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用， 一定不做 功 C．静摩擦力和滑动摩擦力一定做负功 D．系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等 于零
解析：功的计算公式 W＝Fscosα 中的 s 是指相对于地面的位 移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动(或相对运 动趋势)的作用，它与物体对地“绝对位移”的方向既可能相同也 可能相反，说它们一定做负功是错误的．物体间有静摩擦力作用 时两物体相对静止，物体可以对地移动，所以静摩擦力也可能做 功．物体间有相对滑动时，伴随机械能的损耗(转化为内能)，所以 一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值．
10 保持不变 和转移的过程中，能量的总量□
2．应用能量守恒的两条基本思路 11 增加 ，且 (1)某种形式的能减少，一定存在另一种形式的能□ 12 相等 减少量和增加量□ 13 增加， (2)某个物体的能量减少，一定存在另一个物体的能量□ 14 相等 且减少量和增加量□
考点自测 考点一 功能关系 )
【例 1】 已知货物的质量为 m，在某段时间内起重机将 货物以加速度 a 加速升高 h， 则在这段时间内叙述正确的是(重 力加速度为 g)( )
A．货物的动能一定增加 mah－mgh B．货物的机械能一定增加 mah C．货物的重力势能一定增加 mah D．货物的机械能一定增加 mah＋mgh
思路分析
1．(多选题)对于功和能，下列说法正确的是( A．功和能的单位相同，它们的概念也相同 B．做功的过程就是物体能量转化的过程 C．做了多少功，就有多少能量发生了转化
D．各种不同形式的能可以互相转化，且在转化的过程中， 能的总量是守恒的
答案：BCD
2．(多选题)关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是( A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功
高考一轮复习：5.4《功能关系、能量守恒定律》ppt课件
(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,即 WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。 (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少,即 W 弹=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
D.力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析 答案
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-1100-
考点一 对功能关系的理解
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 重力的功
动能变化 重力势能变化
W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 (2)重力做负功,重力势能增加
机械能变化
一对相互作用 的滑动摩擦 力的总功
内能变化
(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 (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·L 相对
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
答案:(1)30 N (2)1 m (3)6 J
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-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 上做往复运动时,则 l 相对为总的相对路程。
第四节 功能关系 能量守恒定律
(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
D.力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析 答案
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-1100-
考点一 对功能关系的理解
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 重力的功
动能变化 重力势能变化
W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 (2)重力做负功,重力势能增加
机械能变化
一对相互作用 的滑动摩擦 力的总功
内能变化
(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 (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·L 相对
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
答案:(1)30 N (2)1 m (3)6 J
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-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 上做往复运动时,则 l 相对为总的相对路程。
第四节 功能关系 能量守恒定律
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第五章第4节 功能关系、能的转化和守恒定律
高考调研
高三物理（新课标版）
1 2 1 2 1 2 －μmgL＝( mv1＋ mv2)－ mv0 2 2 2
(3)
(3)式中，等号右边表明系统动能的减少，等号左边 为摩擦力对系统做的总功．即系统减少的机械能(动能) 转化为内能，而增加的内能又等于滑动摩擦力和相对路 程(不是相对位移)的乘积．
第五章
第五章
第4节)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转 移(静摩擦力起着传递机械能的作用)， 而没有机械能转化 成其他形式的能．所以，也就不存在“摩擦生热”的问 题．
第五章
第4节
高考调研
2．滑动摩擦力做功的特点 先研究以下实例：
高三物理（新课标版）
如图所示， 质量为 m 的木块以速度 v0 滑上原来静止 的质量为 M 的木板，水平地面光滑，木板长为 L，当木 块运动到木板的另一端时，它们的速度分别是 v1 和 v2， 木板的位移为 s.
第五章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
第五章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
A．他的动能减少了 Ffh B．他的重力势能增加了 mgh C．他的机械能减少了 Ffh D．他的机械能减少了(Ff－mg)h
机械能守恒定律——功能关系、能量守恒课件
3、(多选)如图1所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部
A处由静止运动至高为h的B处，获得的速度为v，AB的水平距离为s，重
力加速度为g.下列说法正确的是(
)
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是 mv2 2
C.推力对小车做的功是Fs－mgh
D.阻力对小车做的功是 m2v2＋mgh－Fs
功能关系、能量守恒定律
能量守恒
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其他形式， 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．
3．基本思路(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．
弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加 W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
机械能守恒ΔE＝0
除重力和弹力之 外的力做功
一对滑动摩 擦力的总功
机械能变化 内能变化
除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多 少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减 少多少 W除G、弹力外＝ΔE
2、静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤 去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关 系是( )
3、 某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，若不计空 气阻力，下列图像中能正确表示该物体的机械能E随位移X变化规律的 是（ ）
4、物体以100J的初动能从固定的斜面底端向上运动,当它过斜面 上的M点时,其动能减少了80J, 机械能减少了32J.如果物体从斜 面上返回底端,则物体到达底端时的动能为( )
高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量守恒定律课件
2021/4/17
高考物理一轮复习第五章机械能4功能关系能量
27
守恒定律课件
结束语
同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成 功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没 有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，
考试加油。
2.功能关系的选用技巧: (1)若只涉及动能的变化,则首选动能定理分析。 (2)若只涉及重力势能的变化,则采用重力做功与重力势能的关系分析。 (3)若只涉及机械能变化,用除重力、系统内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,用电场力与电势能变化关系分析。
【典例·通法悟道】 【典例1】 (多选)如图所示,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( ) A.两滑块组成的系统机械能守恒 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.两滑块组成的系统机械能损失等于M克服摩擦力做的功
(1)0～1 s内,A、B的加速度大小aA、aB。 (2)B相对A滑行的最大距离x。 (3)0～4 s内,拉力做的功W。 (4)0～4 s内系统产生的摩擦热Q。
【解析】(1)在0～1 s内,A、B两物体分别做匀加速直线运动
根据牛顿第二定律得μmg=MaA F1-μmg=maB 代入数据得aA=2 m/s2,aB=4 m/s2。 (2)t1=1 s后,拉力F2=μmg,铁块B做匀速运动,速度大小为v1:木板A仍做匀 加速运动,又经过时间t2,速度与铁块B相等。 v1=aBt1 又v1=aA(t1+t2) 解得t2=1 s
高考物理总复习第五章 第4讲 功能关系、能量守恒定律
答案 ABCD
2013-11-27 有志者事竟成 9
高考复习· 物理
3．(2012· 安徽理综)如图5－4－1所示，在竖直平面内有 一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量 为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨 道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP＝2R，重力 加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )
2013-11-27
有志者事竟成
4
高考复习· 物理
(4)电场力做功：电势能与其他能相互转化． (5)安培力做功：电能和机械能相互转化． 二、能量守恒定律 1．内容． 能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转 化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先降低后升高 D．始终不变
2013-11-27
有志者事竟成
17
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解析
由题意知外力对绳索做正功，机械能增加，重心
升高，故选A项．
答案
A
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题型归类•深度剖析
2013-11-27
有志者事竟成
19
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8
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解析 功的计算公式W＝Fscosα中的s是指相对于地面 的位移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动 (或相对运动趋势)的作用，它与物体对地“绝对位移”的方 向既可能相同也可能相反，说它们一定做负功是错误的．物 体间有静摩擦力作用时两物体相对静止，物体可以对地移 动，所以静摩擦力也可能做功．物体间有相对滑动时，伴随 机械能的损耗(转化为内能)，所以一对滑动摩擦力做功的总 和恒为负值．
答案 A
2013-11-27 有志者事竟成 9
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3．(2012· 安徽理综)如图5－4－1所示，在竖直平面内有 一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量 为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨 道到达最高点B时恰好对轨道没有压力．已知AP＝2R，重力 加速度为g，则小球从P到B的运动过程中( )
2013-11-27
有志者事竟成
4
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(4)电场力做功：电势能与其他能相互转化． (5)安培力做功：电能和机械能相互转化． 二、能量守恒定律 1．内容． 能量既不会消灭，也不会创生，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，而在转 化和转移的过程中，能量的总量保持不变．
A．逐渐升高 B．逐渐降低 C．先降低后升高 D．始终不变
2013-11-27
有志者事竟成
17
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解析
由题意知外力对绳索做正功，机械能增加，重心
升高，故选A项．
答案
A
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题型归类•深度剖析
2013-11-27
有志者事竟成
19
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8
高考复习· 物理
解析 功的计算公式W＝Fscosα中的s是指相对于地面 的位移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动 (或相对运动趋势)的作用，它与物体对地“绝对位移”的方 向既可能相同也可能相反，说它们一定做负功是错误的．物 体间有静摩擦力作用时两物体相对静止，物体可以对地移 动，所以静摩擦力也可能做功．物体间有相对滑动时，伴随 机械能的损耗(转化为内能)，所以一对滑动摩擦力做功的总 和恒为负值．
答案 A
高考物理(新课标)功能关系 能量守恒定律 课件
2.相对滑动物体能量的求解方法 (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 时，则 l 相对为总的相对路程．
典例剖析 【例 2】 如图 5－4－5 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 做功为 W2，生热为 Q2；则应有(
答案 知识点 1 (2)能量转化 (3)动能 知识点 2 1．产生 2．ΔE 增 转化 转移 转化或转移 保持不变 多少能量 能量的转化 能量转化 机械能 重力势能 弹性势能 电势能
温 馨 提 示
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总结提炼 功是能量转化的量度，不同力做功，改变对应形式的能 (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．
【解析】 木箱加速上移的过程中，拉力 F 做正功，重力和摩擦力做负功．支持力 不做功，由动能定理得： 1 2 WF－WG－Wf＝ mv －0. 2 1 即 WF＝WG＋Wf＋ mv2. 2 A，B 错误，D 正确，又因木箱克服重力做功 WG，等于木箱重力势能的增加，故 C 正确．
【答案】 CD
即学即练 1 已知货物的质量为 m， 在某段时间内起重机将货物以加速度 a 加速升高 h，则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为 g)( A．货物的动能一定增加 mah－mgh B．货物的机械能一定增加 mah C．货物的重力势能一定增加 mah D．货物的机械能一定增加 mah＋mgh )