2020高考物理一轮复习第五章第4讲功能关系能量守恒定律课件
解题探究 (1)小木块刚放上传送带时加速度的方向怎样？运动性质如 何？
提示：加速度方向水平向右，小木块做匀加速直线运动。
提示
(2)摩擦生成的热量的计算公式是什么？电动机输出的能量转化成了什 么能量？
提示：Q＝Ffl相对，电动机输出的能量转化成了小木块的动能与摩擦热。
提示
尝试解答
v2 (1)2μg
提示
(2)物块从D滑到B的过程中克服摩擦力做的功是多少？ 提示：Wf＝μmgl＋μmgcosα·sihnα＝μmg·OD。
提示
尝试解答 选C。 烧断细线后，弹簧的弹性势能转化成小物块的重力势能与摩擦生成的热
量，即Ep＝
mgh＋μmgl＋μmgcosα·sihnα＝
mgh＋μmgtahnα＋
热，所以E总＝Ek＋Q＝mv2。
答案
总结升华 求解物体相对滑动的能量问题的方法
(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。注意：无论是计算滑动摩擦力做功，还是计算静摩擦力做功，都应代入 物体相对地面的位移。 (3)公式Q＝Ff·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在接触面上 做往复运动，则l相对为总的相对路程。
m时速度v2＝5
2
m/s，他的动量减少了
mv1－mv2＝300 2 kg·m/s，B错误；在入水后下降H＝2.5 m的过程中，合
外力做的功W＝mgH－fH＝－4500 J，根据动能定理可知，他的动能减少了
4500 J，C正确；在入水后下降H＝2.5 m的过程中，他克服水的阻力做的功
为Wf＝fH＝6000 J，根据功能关系，他的机械能减少了6000 J，D错误。
答案 A
答案
解析 物体克服弹簧弹力做功，弹性势能增加，克服弹力做多少功就转
化成多少弹性势能，由能量守恒得Ep＋
μmg(s＋x)＝
12mv
2 0
，所以Ep＝
12mv20
－
μmg(s＋x)，故A正确。
解析
考点细研 悟法培优
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。
答案
解析 由图线的斜率可以看出，t0时刻甲物体的加速度大于乙物体的加 速度，故A正确；在t0时刻，甲gm－f＝g－mf ，质量相等，则t0时刻甲物体所受阻力小于 乙物体所受阻力，故B错误；由图象可知，0～t0时间内乙下落的位移大于甲 下落的位移，则乙重力做的功较多，所以乙物体重力势能的变化量较大，故 C错误；0～t0时间内，根据动能定理可知，甲、乙合外力做功相等，而乙重 力做的功较多，所以乙克服阻力做的功较多，故D错误。
[变式2] 如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀 速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物 体m和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体m放到 木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那 么力F对木板做功的数值为( )
l，弹簧对小物块
做的功等于弹性势能减少量，也为mgh＋μmg·
tahnα＋
l
，故A错误，C正
确；小物块从A到B过程中，斜面摩擦力对小物块做负功，且为－
答案
(2)传送带始终匀速运动，路程l2＝vt＝
v2 。 μg
(3)小木块获得的动能Ek＝12mv2
也可用动能定理μmgl1＝Ek，故Ek＝12mv2。
(4)产生的摩擦热：Q＝μmg(l2－l1)＝
1 2
mv2。
(注意：Q＝Ek是一种巧合，
不是所有的问题都这样)
(5)由能量守恒定律得，电机输出的总能量转化为小木块的动能与摩擦
解析
2. 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻 弹簧O端相距s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与 弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短， 物体克服弹簧弹力所做的功为( )
A.12mv20－μmg(s＋x) C．μmgs
B.12mv20－μmgx D．μmg(s＋x)
mv2 A. 4
mv2 B. 2
C．mv2
D．2mv2
答案 C
提示
解析 由能量转化和守恒定律可知，拉力F对木板所做的功W一部分转
化为物体m的动能，一部分转化为系统内能，故
W＝
1 2
mv2＋
μmg·s相，其中
s相
＝vt－v2t，v＝μgt，以上三式联立可得：W＝mv2，故C正确。
解析
考点3 能量守恒定律的理解和应用 1．对能量守恒定律的理解 (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。
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力的
内能变化 总功一定为负值，系统内能增加
(2)Q＝Ff·L相对
例1 (2018·郑州质检)(多选)在奥运比赛项目中，10 m 跳台跳水是我国 运动员的强项。某次训练中，质量为60 kg的跳水运动员从跳台自由下落10 m后入水，在水中竖直向下减速运动。设他在空中下落时所受空气阻力不 计，水对他的阻力大小恒为2400 N。那么在他入水后下降2.5 m的过程中， 下列说法正确的是(取g＝10 m/s2)( )
A．他的加速度大小为30 m/s2 B．他的动量减少了300 kg·m/s C．他的动能减少了4500 J D．他的机械能减少了4500 J
解题探究 (1)运动员入水后受几个力？分别做什么功？ 提示：受重力和阻力共两个力。重力做正功，阻力做负功。
提示
(2)运动员机械能如何变化？ 提示：阻力做负功，机械能减少。
A．弹簧对小物块做功为μmgl B．斜面摩擦力对小物块做功为μsmingαh C．细线烧断前，弹簧具有的弹性势能为mgh＋μmgtahnα＋l D．撤去斜面AB，小物块还从D点弹出，将沿斜面CB上滑并从B点飞出 去
解题探究 (1)这个过程能量如何转化？ 提示：弹簧的弹性势能转化为小物块的重力势能和摩擦生成的热量。
2．几种常见的功能关系及其表达式
力做功 合外力 做功
重力做 功
弹簧弹 力做功
能的变化
动能变化
重力势 能变化
弹性势 能变化
定量关系
(1)合外力做正功，动能增加 (2)合外力做负功，动能减少 (3)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 (3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 (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
提示
尝试解答 选AC。
跳水运动员入水后，受到竖直向下的重力mg＝600 N，水对他的阻力f
＝2400 N，由牛顿第二定律有，f－mg＝ma，解得a＝30 m/s2，A正确；运
动员从10 m高跳台自由下落h＝10 m时的速度v1＝ 2gh＝10 2 m/s，由v21－
v
2 2
＝
2aH，解得入水后下降H＝2.5
3．表达式
(1)E初＝E末，初状态各种能量的 □07 总和 等于末状态各种能量的 □08 总和 。
(2)ΔE增＝ΔE减，增加的能量总和等于减少的能量总和。
一 思维辨析 1．物体下落h，重力做功mgh，物体具有了能量mgh。( × ) 2．能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。( × ) 3．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。( √ ) 4．一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。( √ ) 5．滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。( √ ) 6．重力和弹簧弹力之外的力做功的过程是机械能和其他形式能量转化 的过程。( √ )
1．内容：能量既不会凭空 □01 产生 ，也不会凭空消失，它只能从一
种形式 □02 转化 为另一种形式，或者从一个物体 □03 转移 到另一个物
体，在 □04 转化或转移 的过程中，能量的总量 □05 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 □06 普遍适用 的一条规律。
主干梳理 对点激活
知识点
功能关系 Ⅱ
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 □01 能量转化 的量度，即做了多少功就有 □02 多少能量
发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随着 □03 能量的转化 ，而且 □04 能量转化 必
通过做功来实现。
知识点
能量守恒定律 Ⅱ
2．应用能量守恒定律解题的思路 (1)分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化。 (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3 (2018·保定一模)如图所示，固定斜面AB和CB与水平面均由一小 段光滑圆弧连接，倾角分别为α、β，OB＝h。细线一端固定在竖直挡板上， 另一端系一质量为m的小物块，在小物块和挡板之间压缩一轻质弹簧(小物 块与弹簧不连接)，烧断细线，小物块被弹出，滑上斜面AB后，恰好能运动 到斜面的最高点，已知AD＝l，小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为 μ，重力加速度为g，则( )
二 对点激活 1．有关功和能，下列说法正确的是( ) A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功，就有多少能量消失 D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的 多少 答案 D
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2020年高考物理一轮复习课件5.4 第4节 功能关系 能量守恒定律
球平衡时,弹簧恰好处于原长状态。现给小球一竖直向上的初速度,
小球最高能运动到M点。在小球从开始运动至最高点时,以下说法
正确的是( )
关闭
由小球平衡时,弹簧恰好处于原长状态可知,小球所受重力大小等于其受
到的电场力大小,即mg=qE,小球在竖直向上运动的过程中,其重力做的功
和电场力做的功的代数和为零,则弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的
的变
第五章
第4节 功能关系 能量守恒定律
基础夯实
多维课堂
模型方法
-4-
基础夯实 自我诊断
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 (1)转化观点:ΔE1减=ΔE2增(某种形式的能减少,一定存在其他形式 的能增加,且减少量和增加量一定相等) (2)转移观点:ΔEA减=ΔEB增(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
2
用过程中,支持力对该同学做功为零,C 错误;该同学所受合外力做功
等于动能增量,则
B
W
合=12mv2,D
错误。
关闭
解析 答案
考点一
第五章
第4节 功能关系 能量守恒定律
基础夯实
多维课堂
模型方法
考点二 考点三
-16-
规律总结功能关系的解题技巧 在应用功能关系解决具体问题的过程中: (1)求动能的变化用动能定理。 (2)求重力势能的变化,用重力做功与重力势能变化的关系分析。 (3)求机械能变化,用除重力和弹簧的弹力之外的力做功与机械能 变化的关系分析。 (4)求电势能的变化,用电场力做功与电势能变化的关系分析。
适用于新高考新教材 高考物理一轮总复习第5章机械能第4节功能关系能量守恒定律课件
点 一对摩擦
一对滑动摩擦力所做功的代数和不为
一对静摩擦力所做
力的总功
零,总功W=-Ff·s相对,即摩擦时产生的热
功的代数和等于零
方面
量
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。
C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点间的重力势能之差
思维点拨 (1)对小球受力分析后可判断各力做功情况,弹簧长度最短时,弹
力方向与速度方向垂直,功率为零。(2)M、N两点处,弹簧对小球的弹力大
小相等,弹簧的弹性势能相等,根据动能定理可判断选项D。
答案 CD
力平衡,根据功能关系可得弹簧最大的弹性势能大于Ekm,故B错误;0~h3之
间弹簧的弹力先减小后不变,故C错误;弹簧笔的弹性势能、重力势能和动
能之和不变,从0~h2过程中,弹簧笔的重力势能增大,则弹簧笔的弹性势能和
动能之和减小,故D正确。
3.(2023广东广州期末)如图所示,相对传送带静止的货物与传送带一起沿
(2)1 m
(3)6 J
解析 (1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得
2
FN-mg=m
解得 FN=30 N。
1
mgR=2 2
(2)设滑块滑上小车后经过时间t1与小车同速,共同速度大小为v,对滑块有
μmg=ma1,v=vB-a1t1
对小车有μmg=m0a2,v=a2t1
解得v=1 m/s,t1=1 s<1.5 s
应用提升1.(多选)平直公路上行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停
一对滑动摩擦力所做功的代数和不为
一对静摩擦力所做
力的总功
零,总功W=-Ff·s相对,即摩擦时产生的热
功的代数和等于零
方面
量
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。
C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点间的重力势能之差
思维点拨 (1)对小球受力分析后可判断各力做功情况,弹簧长度最短时,弹
力方向与速度方向垂直,功率为零。(2)M、N两点处,弹簧对小球的弹力大
小相等,弹簧的弹性势能相等,根据动能定理可判断选项D。
答案 CD
力平衡,根据功能关系可得弹簧最大的弹性势能大于Ekm,故B错误;0~h3之
间弹簧的弹力先减小后不变,故C错误;弹簧笔的弹性势能、重力势能和动
能之和不变,从0~h2过程中,弹簧笔的重力势能增大,则弹簧笔的弹性势能和
动能之和减小,故D正确。
3.(2023广东广州期末)如图所示,相对传送带静止的货物与传送带一起沿
(2)1 m
(3)6 J
解析 (1)由机械能守恒定律和牛顿第二定律得
2
FN-mg=m
解得 FN=30 N。
1
mgR=2 2
(2)设滑块滑上小车后经过时间t1与小车同速,共同速度大小为v,对滑块有
μmg=ma1,v=vB-a1t1
对小车有μmg=m0a2,v=a2t1
解得v=1 m/s,t1=1 s<1.5 s
应用提升1.(多选)平直公路上行驶中的汽车制动后滑行一段距离,最后停
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
2020年高考物理 5-4功能关系 能量守恒定律复习课件 人教版 精品
，不计发Fra bibliotek机的能量损失)
• 解析：由题知，水重力势能的10%转化为 电能．由能量守恒定律得：
• 该电站每天最多发电
• E＝mgh×10%×2 • ＝ρS(h2－h1)g×
×10%×2
• ＝1.0×103×1.0×107×(20－18)×10×
• ×10%×2J
• ＝4×1010J
• 答案：4×1010J
燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．
若礼花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的
过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力 及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做 功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(
设礼花弹发射过程中质量不变)
• 解析：由动能定理，动能变化量等于合外
力做的功，即W3－W2－W1，B正确．除重
力之外的力的功对应机械能的变化，即
• 解析：物块在运动过程中有重力和摩擦力 做功，在物块的运动过程中，由动能定理
W＝ΔEk得： • WG－Wf＝ΔEk，即WG＝ΔEk＋Wf.
• 从上式可见，重力做功，重力势能减少， 减少的重力势能一部分增加物体的动能， 一部分克服摩擦力做功，D选项正确．
• 答案：D
• ●自主学习
凭空产生
• 能凭量空转化既消失不会，它只能从一种形式转，移也不会 为别的形式，或者从一个物体 到别的物体，在转化或转移的过程中 其总量不变．
• 【例1】 (2007·高考海南卷)如图所
示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉
位于粗糙斜面上的木箱，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．F对木箱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
• B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力
• 解析：由题知，水重力势能的10%转化为 电能．由能量守恒定律得：
• 该电站每天最多发电
• E＝mgh×10%×2 • ＝ρS(h2－h1)g×
×10%×2
• ＝1.0×103×1.0×107×(20－18)×10×
• ×10%×2J
• ＝4×1010J
• 答案：4×1010J
燃气，将礼花弹由炮筒底部射向空中．
若礼花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的
过程中，克服重力做功W1，克服炮筒阻力 及空气阻力做功W2，高压燃气对礼花弹做 功W3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(
设礼花弹发射过程中质量不变)
• 解析：由动能定理，动能变化量等于合外
力做的功，即W3－W2－W1，B正确．除重
力之外的力的功对应机械能的变化，即
• 解析：物块在运动过程中有重力和摩擦力 做功，在物块的运动过程中，由动能定理
W＝ΔEk得： • WG－Wf＝ΔEk，即WG＝ΔEk＋Wf.
• 从上式可见，重力做功，重力势能减少， 减少的重力势能一部分增加物体的动能， 一部分克服摩擦力做功，D选项正确．
• 答案：D
• ●自主学习
凭空产生
• 能凭量空转化既消失不会，它只能从一种形式转，移也不会 为别的形式，或者从一个物体 到别的物体，在转化或转移的过程中 其总量不变．
• 【例1】 (2007·高考海南卷)如图所
示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉
位于粗糙斜面上的木箱，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．F对木箱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
• B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力
高考物理一轮复习第五章第4单元功能关系能量守恒定律课件
2．力学中常用的四种功能对应关系 (1)合外力做功等于物体动能的改变： 即________________________．(动能定理) (2)重力做功等于物体重力势能的减少： 即________________________． (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少： 即________________________． (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________________．(功能原理) (1)W合＝Ek2－Ek1＝ΔEk (3)W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp (2)WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp (4)W其他力＝E2－E1＝ΔE
[解题探究] 1 ．物体沿斜面上升过程中，是否存在滑动摩擦力？若存在， 摩擦力大小为多少？
小思考 微总结
1．“功”不是“能”，功和能的单位虽然相同(都是焦耳)，但 属于两个完全不同的概念，既不能说功就是能，也不能说“功变成
了能”．
2 ．机械能守恒定律反映的是一个系统中只有重力和弹力做 功，系统内物体的重力势能、弹性势能和动能可以相互转化，但总 机械能不变． 3 ．能量守恒定律反映的是一个系统除了机械能以外还有其他 形式的能量参与转化，总能量不变． 4 ．机械能守恒定律的适用是有条件的，能量守恒定律的适用 无条件．
A．0.50 m
B．0.25 m
C．0.10
3 ．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
练练基础
┃题组一┃ 对功能关系的理解
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mgh B．小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fh
2020届高考物理一轮复习5.4功能关系和能量守恒定律课件新人教版
最高点，机械能的增量为( )
A．2mgR
B．4mgR
C．5mgR
D．6mgR
【答案】 C 【解析】 由题意知水平拉力为：F＝mg；设小球达到 c 点 的速度为 v，从 a 到 c 根据动能定理可得：F·3R－mgR＝12mv2， 解得：v＝ 4gR；小球离开 c 点后，竖直方向做竖直上抛运动， 水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，设小球从 c 点达到最 高点的时间为 t，则有：t＝vg＝ 4gR；此段时间内水平方向的位 移为：x＝12at2＝12×mF ×( 4gR)2＝2R，所以小球从 a 点开始运动
(多选)如图所示，质量为 M、 长度为 l 的小车静止在光滑的水平面 上，可视为质点的小物块放在小车的最 左端．现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使小物块从静止开始 做匀加速直线运动．小物块质量为 m，与小车之间的摩擦力为 Ff，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为 x.则下列说 法正确的是( )
(2018·南通模拟)某缓冲装置的理想模型如图所 示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固 定的竖直槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为 Ff，轻杆向 下移动不超过 l 时，装置可安全工作．一质量为 m 的重物 若从离弹簧上端 h 高处由静止自由下落碰撞弹簧，将导致 轻杆向下移动了4l .轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动 摩擦力，且不计空气阻力的影响．已知重力加速度为 g.
2．模型总结 (1)滑动摩擦力对物体做的功：Wf＝f·x，x 是物体对地面的位 移． (2)摩擦产生的热量：Q＝|Wf|＝f·L 相对，L 相对是物体的相对位 移，若物体做往复运动，则 L 相对为相对运动的总路程．
(多选)如图所示在光滑的水平面 上，有一质量为 M 的长木板以一定的初速 度向右匀速运动，将质量为 m 的小铁块无初速地轻放到长木板 右端，小铁块与长木板间的动摩擦因数为 μ，当小铁块在长木板 上相对长木板滑动 L 时，与长木板保持相对静止，此时长木板对 地的位移为 x，在这个过程中，下面说法正确的是( )
高考物理一轮课件第5章第4单元功能关系能量守恒定律
• 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：逐项分析如下
选项 A B C D
诊断
由动能定理，货物动能的增量等于货物合外 力做的功mah
由功能关系，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
由功能关系，重力势能的增量对应货物重力 做的负功大小mgh
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
结论 × × × √
• 答案：D
• 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，而保持在不变转化和转移的过程中
，能量的总量
• (3)弹W簧弹＝弹Ep1力－Ep做2＝－功ΔE等p 于弹性势能的减少，
•即
.
• (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W机其他力械＝E能2－E的1＝改ΔE 变，即
.(功能原理)
• (5)电W场电＝力Ep1－做Ep功2＝－等ΔE于p 电荷电势能的减少，
•即
.
• 摩擦力做功的特点
• (1)滑块从传送带A端运动到B端所需的时间； • (2)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的
热量；
• (3)滑块滑到轨道最高点C时对轨道的压力．
[解析] (1)滑块在传送带上做加速运动的加速度 a＝μg＝ 4 m/s2
加速到与传送带同速所用时间：t1＝va0＝2 s 位移 s1＝12at21＝8 m<12 m，因此滑块在传送带上先做加速 运动，后做匀速运动，做匀速运动的位移 s2＝L－s1＝4 m 所用时间 t2＝vs20＝0.5 s 故 t＝t1＋t2＝2.5 s.
• 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：逐项分析如下
选项 A B C D
诊断
由动能定理，货物动能的增量等于货物合外 力做的功mah
由功能关系，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
由功能关系，重力势能的增量对应货物重力 做的负功大小mgh
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
结论 × × × √
• 答案：D
• 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，而保持在不变转化和转移的过程中
，能量的总量
• (3)弹W簧弹＝弹Ep1力－Ep做2＝－功ΔE等p 于弹性势能的减少，
•即
.
• (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W机其他力械＝E能2－E的1＝改ΔE 变，即
.(功能原理)
• (5)电W场电＝力Ep1－做Ep功2＝－等ΔE于p 电荷电势能的减少，
•即
.
• 摩擦力做功的特点
• (1)滑块从传送带A端运动到B端所需的时间； • (2)滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的
热量；
• (3)滑块滑到轨道最高点C时对轨道的压力．
[解析] (1)滑块在传送带上做加速运动的加速度 a＝μg＝ 4 m/s2
加速到与传送带同速所用时间：t1＝va0＝2 s 位移 s1＝12at21＝8 m<12 m，因此滑块在传送带上先做加速 运动，后做匀速运动，做匀速运动的位移 s2＝L－s1＝4 m 所用时间 t2＝vs20＝0.5 s 故 t＝t1＋t2＝2.5 s.
高考物理一轮复习第五章机械能第4讲功能关系能量守恒定律课件新人教版
[基础知识•自主梳理]
一、功能关系 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．几种常见的功能关系
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
题组突破训练
1.[功能关系的分析] (多选)如图所示，建筑工 地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定 滑轮与一电动机相连，通电后电动机带动升降 机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升．摩擦 及空气阻力均不计．则( )
A．升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人 增加的动能 B．升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人 增加的机械能 C．升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增 加的机械能 D．升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功大于升降机和 人增加的机械能
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．表达式：ΔE 减＝ ΔE 增
．
■ 思维判断 (1)力对物体做了多少功，物体就具有多少能．( × ) (2)能量在转移或转化过程中，其总量会不断减少．( × ) (3)在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的．( √ ) (4)滑动摩擦力做功时，一定会引起机械能的转化．( × ) (5)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少．( √ ) (6)合外力做功等于物体动能的改变量．( √ ) (7)与势能有关的力(重力、弹簧弹力、电场力)做的功等于对应 势能的改变量．( × )
高考物理一轮总复习 必修部分 第5章 机械能及其守恒定律 第4讲 功能关系 能量守恒定律课件
1．[2015·河南八市质检]某同学将质量为 m 的一矿泉水瓶(可看成质点)竖直向上抛出，水瓶以54g 的加速 度匀减速上升，上升的最大高度为 H。水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则( )
A．上升过程中水瓶的动能减少量为54mgH B．上升过程中水瓶的机械能减少了54mgH C．水瓶落回地面时动能大小为 mgH/4 D．水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 解析 水瓶以 a＝54g 减速上升，设阻力为 f，则有 mg＋f＝ma，解得阻力 f＝14mg，上升阶段动能的改 变量等于合外力做功，W 合＝－maH＝－54mgH，故 A 选项正确。由动能定理：－54mgH＝0－Ek0 得初动能 为54mgH，全程由动能定理得：－2fH＝Ek－Ek0，解得 Ek＝34mgH，故 C 选项错误。上升过程机械能的变化 看阻力做功，即－fH＝ΔE，所以机械能减少14mgH，故 B 选项错误。上升阶段加速度方向向下，下降阶段 加速度方向向下，均为失重状态，故 D 项错误。
板块二 考点细研·悟 法培优
考点 功能关系的理解和应用 深化理解
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，一是体现到不同的力做功，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。
二、对点激活 1．[功和能的关系]有关功和能，下列说法正确的是( ) A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功，就有多少能量消失 D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少
解析 功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功， 物体就具有多少能；也并非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以 A、B 错误。做功的过程是能量转 化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以 C 错误。正确选项是 D。
高考物理大一轮复习 第五章 第4讲 功能关系 能量守恒课件
图5－4－1
A．运动员的机械能增加了12mv2 B．运动员的机械能增加了12mv2＋mgh C．运动员的重力做功为 W 重＝mgh D．运动员自身做功 W 人＝12mv2＋mgh－W 阻 解析 机械能包括动能和势能，故选项 B 正确，A 错误； 重心升高 h，运动员的重力做功为 W 重＝－mgh，选项 C 错误；
摩擦力做功分析
类别 比较
静摩擦力
在静摩擦力做功的过程
不
能量 转化 方面
中，只有机械能从一个物 体转移到另一个物体(静摩 擦力起着传递机械能的作 用)，而没有机械能转化为
同
其他形式的能量
点 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
方面
相同点 正功、负功、不做功方面
滑动摩擦力
(1)相互摩擦的物体通过摩擦力做 功，将部分机械能从一个物体转移 到另一个物体 (2)部分机械能转化为内能，此部分 能量就是系统机械能的损失量
A．她的动能减少了Fh B．她的重力势能减少了mgh C．她的机械能减少了(F－mg)h D．她的机械能减少了Fh 【答案】BD
【解析】 运动员进水过程中合力对他做功为(mg－F)h， 由动能定理可知，她的动能减少了(F－mg)h.故A错误．重力对 运动员做功为mgh，她的重力势能减小了mgh，故B正确．运动 员克服阻力做功为Fh，她的机械能减少了Fh，故C错误，D正 确．
如图5－4－2所示，绷紧的传送 带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保 持v0＝2 m/s 的速率运行．现把一质量m＝10 kg的工件(可看为 质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2.求：
图5－4－2 (1)工件与皮带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能．
A．运动员的机械能增加了12mv2 B．运动员的机械能增加了12mv2＋mgh C．运动员的重力做功为 W 重＝mgh D．运动员自身做功 W 人＝12mv2＋mgh－W 阻 解析 机械能包括动能和势能，故选项 B 正确，A 错误； 重心升高 h，运动员的重力做功为 W 重＝－mgh，选项 C 错误；
摩擦力做功分析
类别 比较
静摩擦力
在静摩擦力做功的过程
不
能量 转化 方面
中，只有机械能从一个物 体转移到另一个物体(静摩 擦力起着传递机械能的作 用)，而没有机械能转化为
同
其他形式的能量
点 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
方面
相同点 正功、负功、不做功方面
滑动摩擦力
(1)相互摩擦的物体通过摩擦力做 功，将部分机械能从一个物体转移 到另一个物体 (2)部分机械能转化为内能，此部分 能量就是系统机械能的损失量
A．她的动能减少了Fh B．她的重力势能减少了mgh C．她的机械能减少了(F－mg)h D．她的机械能减少了Fh 【答案】BD
【解析】 运动员进水过程中合力对他做功为(mg－F)h， 由动能定理可知，她的动能减少了(F－mg)h.故A错误．重力对 运动员做功为mgh，她的重力势能减小了mgh，故B正确．运动 员克服阻力做功为Fh，她的机械能减少了Fh，故C错误，D正 确．
如图5－4－2所示，绷紧的传送 带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保 持v0＝2 m/s 的速率运行．现把一质量m＝10 kg的工件(可看为 质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2.求：
图5－4－2 (1)工件与皮带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能．