高中物理《功能关系》课件

高考物理总复习配套课件：5-4 功能关系能量守恒定律

第4讲功能关系能量守恒定律
知识点一功能关系 [想一想] 如图所示，质量为m的物体在力F的作用下由静止从地面运动到离地h高处，已知F＝ mg，试分别求出在此过程中重力、力F和合力的功，以及物体的重力势能、动能和机械能的变化量，并分析这些量之间存在什么关系？
5 【提示】重力做功－mgh，力 F 做功 mgh，合 4 1 1 力做功 mgh，重力势能增加 mgh，动能增加 mgh， 4 4 5 机械能增加 mgh。关系：重力做功等于重力势能变 4 化量的负值，合外力的功等于物体动能的变化量，力 F 的功等于物体机械能的变化量。
【提示】 (1)受到的力有重力、向上的拉力。 (2)各力做功情况如何？哪些力做功可引起机械能的变化？【提示】重力做负功，拉力做正功，除重力以外的力做功可引起机械能的变化。【自主解答】 _______________________________________ _______________________________________ ____________________________ 【答案】 D
合 k2 k1 k
(2)重力做功等于物体重力势能的减少： W ＝E －E ＝－ΔE 即。 (3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少： W ＝E －E ＝－ΔE 即。 (4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的 W ＝E －E ＝ΔE 总功，等于物体机械能的改变，即。(功能原理)
G p1 p2 p 弹 p1 p2 p 其他力 2 1
变式训练1 (2013· 山东理综)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．两滑块组成系统的机械能守恒 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

高三总复习物理课件功能关系、能量守恒定律的理解及应用

(一) 功能关系(固基点) [题点全练通]
1．[功能关系的理解和应用] 极限跳伞是世界上最流行的空中极限运动，伞打开前可看作是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落。如果用h表示人下落的高度，t表示下落的时间，Ep表示人的重力势能，Ek表示人的动能，E表示人的机械能，v表示人下落的速度，在整个过程中，忽略伞打开前空气阻力，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图像可能符合事实的是 ( )
解析：运动员先做自由落体运动，由机械能守恒定律可得Ek＝ΔEp＝mgh，动能与下落的高度成正比，则重力势能是线性变化的，A错误；打开降落伞后做加速度逐渐减小的减速运动，由动能定理有ΔEk＝(f－mg)Δh，随速度的减小，阻力减小，由牛顿第二定律可知，人做加速度减小的减速运动，最后当阻力等于重力时，人做匀速直线运动，所以动能的变化减慢，最后当阻力等于重力时，动能不再发生变化，B正确，D错误；根据功能关系可知ΔE＝－fΔh，则人的机械能在自由下落过程保持不变，打开伞后机械能逐渐减小，最后均匀减小，C错误。
答案：B
2．[由力做功分析机械能变化]
(2018·全国卷Ⅰ)如图，abc是竖直面内的光滑固定轨道，ab水平，
长度为2R；bc是半径为R的四分之一圆弧，与ab相切于b点。一
质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自a点处从静止
开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点，机
功能关系、能量守恒定律的理解及应用
一、功能关系
1．几种常见的功能关系
力做功能的变化
定量关系
合力的功动能变化
W＝Ek2－Ek1＝ΔEk
重力势能重力的功
变化
(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＝__E_p_1－__E__p_2 _

高中物理精品课件：功能关系与动能定理

)
质量为1 kg的物体被竖直向上抛出，在空中的加速度的大小为16 m/s2，
最大上升高度为5 m，若g取10 m/s2，则在这个过程中( C )
A．重力势能增加80 J
B．动能减少50 J
C．机械能减少30 J
D．机械能守恒
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，加速度的大小等于重力加速度
余部分为曲线，以地面为零势能面，取g =10m/s2，由图象可知
A．轻弹簧原长为0.16m
B．小滑块的质量为0.1kg
C．弹簧最大弹性势能为0.5J
D．小滑块的重力势能与弹簧的
弹性势能总和最小为0.4J
2
v
v
t
a g cos g sin
mv 2
v 2 sin
mv 2
sin

m

(1
)
2
2( cos sin )
2
cos sin
1
v2
x vt vt
2
2( g cos g sin )
mv 2 cos sin sin
知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝
点传送到B点的过程中，(g取10 m/s2)求：
(1)传送带对小物体做的功．
(2)电动机做的功．
(1)255 J
(2)270 J
3
，在传送带将小物体从A
2
如图，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为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，AC＝h.圆环在C

高三物理复习课件功能关系复习

3
基础知识梳理
能量守恒定律应从下面两方面去理解：
1．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．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．
这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路．
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课堂互动讲练
一、常见的几种功与能量的关系 1．合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，W合＝ΔEk＝Ek2－Ek1，即动能定理． 2．重力做功等于重力势能的减少量． WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
功，绳索的机械能增加，而动能又不变，
故重力势能增大，重心上升．
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高频考点例析
题型二功能关系在传送带问题中的应用
例2 如图5－4－3所示，
5
课堂互动讲练
3．弹簧弹力做功等于弹性势能的减少量．
WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 4．除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少功与物体机械能的增量相对应，即W其他＝ΔE. (1)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少． (2)除重力或弹簧的弹力以外的其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少．
第四节功能关系能量守恒
1
基础知识梳理
一、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转化，而且能量转化必通过做功来实现．
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基础知识梳理
二、能量守恒定律能量既不能凭空产生，也不能凭空
消失，它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能，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．
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课堂互动讲练
即时应用

高考物理一轮复习课件：5.4功能关系能量守恒定律(人教必修2)

• 【即时巩固2】如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v匀速运动．现将质量为m的物块竖直向下轻轻地放在板的右端，已知物块跟木板间的动摩擦因数为 μ ，为保持木板的速度不变，从物块放到木板上到它相对木板静止的过程中，对木板施一水平向右的恒力F，求： • (1) 摩擦力对物块做的功和摩擦力对木板做的功． • (2)恒力F对木板做的功．
【答案】C、D
• 【案例 2】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；
• 【解析】木块刚放上时速度为零，必然受到传送带的滑动摩擦力作用，做匀加速直线运动，达到与传送带共速后不再相对滑动，整个过程中木块获得一定的能量， v 由 v＝at 得，达到相对静止所用时间 t＝μg. 系统要产生摩擦热． 2 v v • 对小木块，相对滑动时由 ma ＝ μmg 得加速 (1)小木块的位移 l1＝ t＝ . 2 2μg 度a＝μg， 2
• A.物块经过P点的动能，前一过程较小 • B.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少 • C.物块滑到底端的速度，前一过程较大 • D. 物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长 • 【解析】由动能定理可知A选项正确，C 选项错误 . 产生热量 Q=Ff ，据题意知 FfAP>FfBP ，同时 xAP<xBP ，所以两过程产生的热量大小不能确定，B项错误.结合加速度变化特点
v (2)传送带始终匀速运动，路程 l2＝vt＝μg.
1 2 (3)小木块获得的动能 Ek＝ mv . 2 1 2 也可用动能定理解：μmgl1＝Ek，故 Ek＝ mv . 2 1 2 (4)产生的摩擦热：Q＝μmg(l2－l1)＝ mv .(注意，Q＝Ek 2 是一种巧合，不是所有的问题都这样)

高中物理中的功能关系

高中物理中的功能关系令狐采学功能关系是贯穿高中部物理学的一条主线，能量也是每年高考的必考内容。

功能关系同样也是高中物理中的难点，其根本的原因在于能的多样性和复杂性，梳理整合各种功能关系对于物理的教和学都有至关重要的意义。

首先，要正确的理清功和能的概念。

功是一个过程量，所描述的是力在物体沿力的方向发生位移的过程中的积累效应，也可以说是力的空间积累效应。

能是状态量，可以以多种不同的形式存在。

按照物质的不同运动形式分类，能量可分为机械能、化学能、热能、电能、辐射能、核能。

这些不同形式的能量之间可以通过物理过程或化学反应而相互转化。

其次，明确做功的过程就是能量转化的过程。

做了多少功可以用转化了多少能量来度量；反过来，某个过程转化了多少能量，可以用该过程做了多少功来度量。

二者既是两个完全不同的概念，但又有着紧密联系不可分割。

下面具体分析各种功能关系：一、各种形式的能与功的对应关系1.重力做功与重力势能变化的关系WG=mg（h1-h2）=mgh1-mgh2 =-（mgh2-mgh1）=-⊿Ep 重力做的功等于重力势能的减量，重力做正功，重力势能减小；重力做负功重力势能增加；增加或减少的量等于重力做功的多少。

同样在有关天体运动中，万有引力做的功等于等于引力势能的减量。

2.弹簧的弹力做功与弹性势能变化的关系W 弹=-⊿Ep弹簧的弹力做的功等于弹性势能的减量，弹簧弹力做正功弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加；增减的多少等于弹力做功的数值。

3.电场力做功与电势能变化的关系W 电=qUAB=q （φA -φB）=qφA -qφB =EpA -EpB=-（EpB - EpA ）=-⊿Ep电场力做的功等于弹性势能的减量，电场力做正功，电势能减小；电场力做负功电势能增加；增加或减少的量等于电场力做功的多少。

4.分子力做功与分子势能的变化关系W 分=-⊿Ep分子力做的功等于分子势能的减量，分子力做正功，分子势能减小；分子力做负功分子势能增加；增加或减少的量等于分子力做功的多少。

高中物理_高三一轮复习功能关系教学课件设计

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）
解析：根据功的定义式可知物体克服摩擦力做功为 Wf＝μmg（s＋x），由能量守恒定律可得12mv20＝W 弹＋Wf， W 弹＝12mv20－μmg（s＋x），故选项 A 正确.
答案：A
考点一对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，一是体现为不同的力做功，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量上相等.
(2)设小物块刚好能滑到长木板左端且达到共同速度的大小为 v，滑行过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为
a1＝μmmg＝μg，a2＝μMmg 速度分别为 v＝vD－a1t，v＝a2t 对小物块和长木板组成的系统，由能量守恒定律得 μmgL＝12mvD2－12(m＋M)v2 解得 L＝2.5 m。 [答案] (1)60 N，方向竖直向下 (2)2.5 m
（3）摩擦生热的计算：Q＝Ffx 相对.其中 x 相对为相互摩擦的两个物体间的相对路程.
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；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.
3.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. （3）公式 Q＝Ff·l 相对中 l 相对为两接触物体间的相对位移.

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

C．F1 和 F2 的平均功率相同
D．两次合力所做的功相同
12/12/2021
第二十一页，共四十七页。
【解析】由公式 x＝12at2，由于 x 和 t 均相同，故加速度 a 相同，由 v＝at，t 相同，则物体到达斜面顶
端时速度相同，动能相同，则动能变化量相同，根据
动能定理得知，合外力做功相等．由图示分析可知，第一次物体所受的摩擦力小于第二次物体所受的摩擦力，故两物体克服摩擦力做功不同，重力做功相同，
12/12/2021
Hale Waihona Puke 第十九页，共四十七页。4．一根长为 L、质量为 m 的均匀链条放在光滑
的水平桌面上，其长度的一半悬于桌边，若要将悬着
的部分拉回桌面，至少做功( A )
1
1
A.8mgL B.4mgL
C．mgL
1 D.2mgL
【解析】悬于桌边的链条质量为m2 .将其拉上桌
面，重心升高L4，故至少做功为18mgL.故选项 A 正确．
第十页，共四十七页。
考点2 能量守恒定律的理解及应用
1．能量转化和守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会__凭__空__(p_ín_g_kō_n．g)它产只生能从一种形式__转_化__(_zh_uǎ为nhu其à) 他形式，或者从一个物体__转_移__(z_h到uǎn另yí) 一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量__保__持__不__变____．
12/12/2021
第八页，共四十七页。
【解析】由动能定理得，ΔEk＝－12mv20＝－mgsin H30°＝－2mgH，选项 A 正确、B 错误；由
能量守恒得，ΔE＝mgH－12mv20＝－mgH，选项 C 正确、D 错误．
12/12/2021

高中物理 5.4功能关系能量守恒定律课件教科版

第八页，共55页。
1.对定律的两点理解 (1)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)某个(mǒu ɡè)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. 这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路.
第九页，共55页。
2.应用定律解题(jiě tí)的步骤 (1)分清有多少形式的能，如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、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.
故Δ4E机械si=n3f·0x= 2
故B、D正确，A、C错误.
1 mg· h 1 mgh, 4 sin30 2
第十四页，共55页。
【总结提升】功能关系的选用技巧 (1)在应用功能关系解决具体( jùtǐ)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.
第十五页，共55页。
利用能量守恒定律规范解题【例证2】(15分)如图所示，一物体质量m=2 kg，在倾角为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B的距离 AB=4 m.当物体到达B后将弹簧压缩(yā suō)到C点，最大压缩(yā suō)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AD=3 m.挡板及弹簧质量不计，g取10 m/s2,sin37° =0.6, 求：
第三页，共55页。

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
请做：自主测评
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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 )

高中物理《功能关系》课件

高考物理总复习配套课件：5-4 功能关系 能量守恒定律

高三总复习物理课件 功能关系、能量守恒定律的理解及应用