高二物理高效课堂资料14 功能关系 能量守恒定律
高考物理总复习功能关系 能量守恒定律
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.
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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；
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.
专题 能量守恒定律 功能关系(课件)-高中物理(人教版2019必修第二册)
）
3. 如图 6 所示，用力 F 拉位于粗糙固定斜面上的木箱，使它沿着斜面加
速向上移动。木箱在移动过程中, 下列说法正确的是（ ）
A. 重力对木箱做的功等于木箱增加的重力势能
B. F 对木箱做的功等于木箱增加的机械能
C. 合外力对木箱做的功等于木箱增加的动能
再加【机械能守恒】和【能量守恒】
5.功能关系图像问题
E P- h
重力势能-位移
图像
E k- x
动能-位移图像
E P- x
功能
关系
弹性势能-形变量
图像
E-x
机械能-位移图像
（2）弹性势能Ep-x
（1）重力势能Ep-x(h)
Ep
Ep
1 2
Ep kx
2
Ep=mgh
o
x(h)
o
EP
mg (斜率)
B.做功的过程总是伴随着能量的转化（或转移）
C.某种形式的能量增加10J，一定有其他形式的能量减少10J
D.某个物体的能量减少10J，一定有其他物体的能量增加10J
2.一个物体沿粗糙斜面匀速滑下，则下列说法正确的是（ D
A.物体机械能不变，内能也不变
B.物体机械能减小，内能不变
C.物体机械能减小，内能增大，机械能与内能总量减小
2
2
取地面为参考平面，有：
WG mgh1 mgh2
Wf
1
1
2
mv2 mv12 mgh2 mgh1
2
2
1
1
2
mv2 mgh2 mv12 mgh1
2
2
功能关系能量守恒定律
功能关系能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的一个重要定律，也被称为能量守恒原理。
它指出，在一个封闭系统中，能量的总量是不变的。
换句话说，能量既不能被创造，也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
能量是指物体或系统进行工作所需要的能力。
它可以包括多种形式，如机械能、热能、电能、光能等。
这些形式的能量可以相互转化，但总的能量量不变。
根据能量守恒定律，系统的能量变化等于能量输入减去能量输出。
这可以用以下公式表示：ΔE = Qin - Qout其中，ΔE表示系统能量变化，Qin表示输入到系统中的能量，Qout表示从系统中输出的能量。
当ΔE为正时，系统的能量增加；当ΔE为负时，系统的能量减少。
能量守恒定律可以通过一些实例来解释。
例如，考虑一个物体从一个高处下落到地面的过程。
在开始时，物体具有重力势能，当下落到地面时，重力势能转化为动能。
根据能量守恒定律，重力势能的减少等于动能的增加，因此能量的总量保持不变。
另一个例子是燃烧过程。
在燃烧中，化学能转化为热能和光能。
这是因为化学反应产生的能量会以热能和光能的形式释放出来。
然而，根据能量守恒定律，化学能的减少必须等于热能和光能的增加，以保持能量的总量不变。
能量守恒定律在许多领域有着广泛的应用。
在机械工程中，工程师需要确保系统中的能量输入与输出保持平衡，以保证系统的正常运行。
在热力学中，能量守恒定律被用来分析热传导、传热、发电等过程。
在化学和生物学研究中，能量守恒定律用于解释化学反应和生物代谢过程中的能量转化。
能量守恒定律的重要性在于它可以解释自然界中许多观察到的现象。
它提供了我们理解和分析物体和系统能量转化的基础。
同时，能量守恒定律也有助于节约能源，促进可持续发展。
通过控制能量的流动和转化过程，我们可以最大限度地利用能源并减少浪费，达到能源的可持续利用。
总之，能量守恒定律是自然界中一个普遍存在的定律。
它指出在一个封闭系统中，能量的总量是不变的。
能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总的能量量保持不变。
功能关系能量守恒定律
功能关系能量守恒定律什么是功能关系能量守恒定律？它是指在一个封闭系统内，能量从一个形式转化为另一个形式，但总能量保持不变。
这个定律是基于对自然界各个系统的观察和实验总结得出的。
无论是机械系统中的动能和势能转化，还是热系统中的热能转化，能量守恒定律都适用。
例如，当一个物体从高处滑下时，其势能转化为动能，但整个系统的总能量保持不变。
能量守恒定律是自然界中各种现象和过程的基础。
在物理学中，它被广泛应用于解释和描述各种物理现象。
例如，在机械学中，能量守恒定律可以用来解释物体的运动和力学性质。
在热学中，能量守恒定律可以用来解释热传导、热辐射等热现象。
在电磁学中，能量守恒定律可以用来解释电磁场的产生和传播。
在化学中，能量守恒定律可以用来解释化学反应过程中的能量变化。
无论是哪个学科领域，能量守恒定律都是解释和理解自然界中各种现象的重要工具。
功能关系是指事物之间的相互作用和相互影响的关系。
能量守恒定律与功能关系的关联在于它们都涉及到事物之间的转化和守恒。
功能关系可以看作是能量守恒定律在不同领域的具体应用。
无论是机械系统、热系统、电磁系统还是化学系统，它们都是由不同的功能关系构成的。
这些功能关系之间的能量转化和守恒遵循着能量守恒定律。
以机械系统为例，当物体在重力作用下从高处滑下时，其势能转化为动能。
这个过程可以用功能关系进行描述，即重力势能和动能之间的转化关系。
根据能量守恒定律，这个过程中总能量保持不变。
类似地，在热系统中，热能可以转化为机械能或其他形式的能量。
这些能量之间的转化关系可以通过功能关系进行描述，而守恒的总能量则遵循能量守恒定律。
能量守恒定律是自然界中能量转化和守恒的基本规律。
它适用于各个学科领域，包括机械学、热学、电磁学和化学等。
功能关系则是能量守恒定律在不同领域的具体应用，描述了不同形式能量之间的转化关系。
通过研究和理解能量守恒定律和功能关系，我们可以更好地理解自然界中的各种现象和过程。
同时，这也为人类创造和利用能源提供了重要的理论基础。
功能关系-能量守恒定律_图文
3.
(1) _______ _ ________ ________ ____________
(2) E1 E2 ΔE ________. ΔE
各种力做功
对应能 的变化
定量的关系
ΔE 0
W ΔE
W ΔEp
摩擦力做功与能量的关系 1.
静摩擦力
滑动摩擦力
W Ff·x
静摩擦力
滑动摩擦力
1. (2015·徐州模拟) 30 1
kg 2.5 m/s2 1 m (
g 10 m/s2)( )
D
A.
B. 10 J
C. 5 J
D. 2.5 J
BD
可画出此过程铅块和木板对应的v-t图象如图所示，同理可 画出图乙对应的运动图象，需注意铅块滑上第2块木板时加速度 的变化，通过图象可以看出第二次铅块不能到达木板2的右端， C项错误；第一次两者之间的相对位移大于第二次的相对位移 ，第一次产生的热量较多，D项正确．
BCD
6. (2015·海安、南外、金陵三校联考) AB L1 1 m BC L2 2 m v 2 m/s m 1 kg h 1 mD O OAx 0.1 m μ 0.25 g 10 m/s2.
木板的位移Δx是木板对地位移x木的两倍多，设子弹与木板间的 摩擦力为f，则对木板而言，摩擦力做正功，动能增加，表达式
为fx木＝Ek木＝50J，子弹与木板间的摩擦产生内能，表达式为 f·Δx＝E内，对比两式可知，产生的内能大于100J，A、B、C选 项错误，D项正确．
功能关系能量守恒定律（含答案）
功能关系能量守恒定律（含答案）专题功能关系能量守恒定律【考情分析】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。
【重点知识梳理】知识点⼀对功能关系的理解及其应⽤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。
2．做功对应变化的能量形式(1)合外⼒对物体做的功等于物体的动能的变化。
(2)重⼒做功引起物体重⼒势能的变化。
(3)弹簧弹⼒做功引起弹性势能的变化。
(4)除重⼒和系统内弹⼒以外的⼒做的功等于物体机械能的变化。
知识点⼆能量守恒定律的理解及应⽤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，在转化或转移的过程中，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ΔE减＝ΔE增，E初＝E末。
【典型题分析】⾼频考点⼀对功能关系的理解及其应⽤12【例1】（2019·全国Ⅱ卷）从地⾯竖直向上抛出⼀物体，其机械能E 总等于动能E k 与重⼒势能E p 之和。
取地⾯为重⼒势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地⾯的⾼度h 的变化如图所⽰。
重⼒加速度取10 m/s 2。
由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．h =0时，物体的速率为20 m/sC ．h =2 m 时，物体的动能E k =40 JD ．从地⾯⾄h =4 m ，物体的动能减少100 J 【答案】AD【解析】A ．E p –h 图像知其斜率为G ，故G =80J4m=20 N ，解得m =2 kg ，故A 正确B ．h =0时，E p =0，E k =E 机–E p =100 J–0=100 J ，故212mv =100 J ，解得：v =10 m/s ，故B 错误；C ．h =2 m 时，E p =40 J ，E k =E 机–E p =85 J–40 J=45 J ，故C 错误；D ．h =0时，E k =E 机–E p =100 J–0=100 J ，h =4 m 时，E k ′=E 机–E p =80 J–80J=0 J ，故E k –E k ′=100 J ，故D 正确。
拓展资料：能量守恒、功能关系(高中物理教学课件)
一.能量守恒定律 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，而在转化或转移过程 中，能量的总量保持不变。
表达式： E1 E2 E3 常量
E1 E2 E3 0 E增 E减 EA EB
即mgR Ek
Q摩
1 mv2 2
Wf
Wf
1 mgR 2
三.功能关系
功与能
W重 EP重 EP减 W弹 EP弹 EP减 W电 EP电 EP减 Wf Q摩 (Q摩 fs相) W安 Q焦 W合 Ek (动能定理) W除G E(功能原理)
能与能
EP减 Ek增(机械能守恒) E减 E增(能量守恒)
带上（初速度可忽略不计）。墨块与传送带间的
动摩擦因数为µ，传送带足够长，重力加速度为g。
从墨块刚放上传送带到墨块恰与传送带相对静止
的过程，则（ BC ）
A. B.
传送带上的痕迹长度为
传送带的位移为
v
2
g
v2
g
C.
传送带与墨块间的摩擦生热为
1 2
mv2
D.
传送带克服墨块的摩擦力做功为
1 2
mv2
例8.某海湾共占面积1.0×106m2（图8-8）， 涨潮时水深20m，若
例6.一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天 花板上，如图所示。现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最 低点缓慢拉至D点。在此过程中，绳的重心位置（ A ） A. 逐渐升高 B. 逐渐降低 C. 先降低后升高 D. 始终不变
例7.如图所示，传送带在电动机带动下，始终以
速度v匀速运动。质量为m的墨块轻放在水平传送
高中物理必修二 新课改 讲义 14 A功能关系、能量守恒定律 基础版
功能关系、能量守恒定律考点一功能关系的理解和应用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．常见的功能关系技巧点拨1．物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功．2．势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、电场力等)做负功还是做正功．3．机械能增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功．例题精练1.(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()图1A ．小车克服重力所做的功是mghB ．合力对小车做的功是m v 22C ．推力对小车做的功是Fs －mghD ．阻力对小车做的功是m v 22＋mgh －Fs2.(多选)一物块在高3.0 m 、长5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化如图2中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s 2.则( )图2A ．物块下滑过程中机械能不守恒B ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C ．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s 2D ．当物块下滑2.0 m 时机械能损失了12 J考点二 摩擦力做功与能量转化1．摩擦力做功的特点(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零；(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量；(3)说明：两种摩擦力对物体都可以做正功，也可以做负功，还可以不做功． 2．三步求解相对滑动物体的能量问题 (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，求出两个物体的相对位移．(3)代入公式Q ＝F f ·x 相对计算，若物体在传送带上做往复运动，则为相对路程s 相对．例题精练3．(多选)如图3所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态．小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止．物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度．在上述过程中()图3A．弹簧的最大弹力为μmgB．物块克服摩擦力做的功为2μmgsC．弹簧的最大弹性势能为μmgsD．物块在A点的初速度为2μgs考点三能量守恒定律的理解和应用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．技巧点拨应用能量守恒定律解题的步骤1．分清有几种形式的能在变化，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等．2．明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式．3．列出能量守恒关系式：ΔE减＝ΔE增．例题精练4.(多选)如图4所示，一根轻弹簧一端固定在O点，另一端固定一个带有孔的小球，小球套在固定的竖直光滑杆上，小球位于图中的A点时，弹簧处于原长，现将小球从A点由静止释放，小球向下运动，经过与A点关于B点对称的C点后，小球能运动到最低点D点，OB垂直于杆，则下列结论正确的是()图4A．小球从A点运动到D点的过程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB．小球从B点运动到C点的过程，小球的重力势能和弹簧的弹性势能之和可能增大C．小球运动到C点时，重力对其做功的功率最大D．小球在D点时弹簧的弹性势能一定最大5．如图5所示，一物体质量m＝2 kg，在倾角θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3 m/s下滑，A点距弹簧上端挡板位置B点的距离AB＝4 m．当物体到达B点后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC＝0.2 m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到的最高位置为D点，D点距A点的距离AD＝3 m．挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：(结果均保留三位有效数字)图5(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ；(2)弹簧的最大弹性势能E pm.综合练习一．选择题（共10小题）1．（江苏一模）某同学利用图示装置完成探究机械能守恒定律的实验，实验后发现重物重力势能的减少量mgh小于动能的增加量mv2。
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高二物理高效课堂资料
功能关系、能量守恒定律（理解、摩擦力做功与能量的关系、能量守恒定律应用）
一、基础知识
1.对照一轮资料P90页循图忆知和易错判断，翻阅课本。
2.P91梳理常见功能关系式。
二、做一轮
P91-P92相关习题
三、小检测
（一）功能关系
1.小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面.在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离地高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h等于
A. B. C. D.
2.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
3.如图1所示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.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
图1
（二）摩擦力做功与能量关系
1. 如图3所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6 m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点),从h=3.2 m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间
的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g=10 m/s2,则:
图3
(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?
(2)传送带左右两端AB间的距离l至少为多少?
(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少?
(4)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少?
（三）能量守恒定律的应用
某人在距离地面高25 m处,斜向上方抛出一个质量为100g的小球,小球出手时的速度为
010
v=m/s.落地时的速度为
120
v=m/s.(取g=10 m/s2)试求:
(1)人抛出小球时做了多少功?
(2)若小球落地后不反弹,则小球在飞行过程中克服空气阻力做的功.
(3)若小球撞地后会继续反弹,但与地相撞没有机械能损失,且小球所受空气阻力大小恒为0.5 N,则小球经过的总路程为多少?
2。