高考物理一轮总复习第五章机械能及其守恒定律第17讲功能关系能量守恒定律课时达标
功能关系能量守恒定律：摩擦力做功及传送带中的能量问题-高三物理一轮总复习课件
A．W1＝W2，P1＜P2，Q1＝Q2 B．W1＝W2，P1＜P2，Q1＞Q2 C．W1＞W2，P1＝P2，Q1＞Q2 D．W1＞W2，P1＝P2，Q1＝Q2
要比较两个过程中W、P、Q的大小，需要考虑这三
个物理量各自有哪些决定因素。
转 解析
【变式训练 2】如图示，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量 C．第一阶段物体和传送带间因摩擦产生的热量等于第一阶段物体机 械能的增加量
D．物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送 带间因摩擦产生的热量
审题导析
t
1.物体沿传送带上升的两个过程中受力情况如
何？各力做功情况又如何？
m
h 2.物体与传送带摩擦产生的热能、物体上升增
θ
加的重力势能及本获题得详的细动解能析与各力做功的对
应关系如何？ 见教辅！
4.跟踪训练
【跟踪训练】如图示，水平传送带两端点A、B间的距离为l，
F
x2
L x1=L+x2
运动演示
审题 123. 木小系板木统受块生几受成个几的力个热？力量各作是力用怎做？样功运转情动化况情的如况？何又可？如以物何用体？哪将力些做物
设疑 什功理么情量运况表动如达？何出反？来映反？能映量能是量怎是样怎转样化转的化？的？
转解析
3.规律方法
方法提炼
摩擦生热的特点
(1)大小：系统内因滑动摩擦力做功产生的热量 Q＝Ffx相对； (2)原因：有滑动摩擦力的系统内存在相对位移； (3)能量转化有两种形式：一是相互摩擦的物体之间机械能转 移；二是机械能转化为内能(即热量)。
备战2021年浙江新高考物理一轮复习一遍过：考点17 功能关系 能量守恒定律.(含解析)
『高考一轮·考点一遍过』『分项解析·逐一击破』考点17 功能关系 能量守恒定律1.机械能是高考重点考查内容之一，高考命题既有对机械能的单独考查，也有与曲线运动、电磁学等内容相结合的综合考查，单独考查的题目多为选择题，计算题联系生活实际、现代科学技术，与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、电磁等知识结合，综合考查在物体多运动过程或多物体运动过程中运用知识的能力、建立物理模型的能力和解决实际问题的能力.2.考查知识点主要有 (1)功和功率的计算；(2)对动能定理、机械能守恒定律、功能关系的理解 (3)与牛顿第二定律相结合考查运动情况和功能关系 (3)能量与动量相结合的考查物体运动过程 命题趋势从近几年高考来看，关于功和功率的考查，多以选择题的形式出现，有时与电场及电磁感应相结合命题。
动能定理、能量守恒定律仍将是高考考查的重点，高考题注重与生产、生活、科技相结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情景中去，能力要求不会降低。
复习策略复习时应强化对功、功率、动能、重力势能、弹性势能等基本概念的理解，掌握各种功的计算方法；掌握应用动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律分析与解决相关的力学问题的解题方法.考向一 功能关系的理解及应用(2020·佛山模拟)(多选)如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其减速运动的加速度为34g ，此物体在斜面上能够上升的最大高度为h ，则在这个过程中物体( )A ．重力势能增加了mghB ．机械能损失了12mghC ．动能损失了mghD ．克服摩擦力做功14mgh【参考答案】AB【详细解析】加速度a ＝34g ＝mg sin 30°＋F f m ，解得摩擦力F f ＝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 正确；损失的机械能为克服摩擦力做的功F f x ＝14mg ·2h ＝12mgh ，故B 正确，D 错误；动能损失量为克服合外力做功的大小ΔE k ＝F 合外力x ＝34mg ·2h ＝32mgh ，故C 错误。
高考物理总复习 第五章 机械能 核心素养提升练十七 5 功能关系 能量守恒律
避躲市安闲阳光实验学校功能关系能量守恒定律(45分钟100分)(20分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分。
1～4题为单选题，5题为多选题)1.(2018·天津高考)滑雪运动深受人民群众喜爱。
某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中( )A.所受合外力始终为零B.所受摩擦力大小不变C.合外力做功一定为零D.机械能始终保持不变【解析】选C。
因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，重力垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力提供向心力，故有F N-mgcos θ=m⇒F N =m+mgcos θ，运动过程中速率恒定，且θ在减小，所以曲面对运动员的支持力越来越大，根据f=μF N可知摩擦力越来越大，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合外力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误。
2.如图所示，由电动机带动着倾角θ=37°的足够长的传送带以速率v=4 m/s顺时针匀速转动。
一质量m=2 kg的小滑块以平行于传送带向下v0=2 m/s的速率滑上传送带，已知小滑块与传送带间的动摩擦因数μ=，g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则小滑块从接触传送带到与传送带相对静止的时间内( )A.小滑块的加速度大小为0.1 m/s2B.重力势能增加了120 JC.小滑块与传送带因摩擦产生的内能为84 JD.电动机多消耗的电能为336 J【解析】选D。
对滑块根据牛顿第二定律得，平行斜面方向F f-mgsin37°=ma，垂直斜面方向F N-mgcos37°=0，其中F f=μF N，联立解得a=g(μcos37°-sin37°)=10×(×0.8-0.6) m/s2=1 m/s2，故A错误；以平行斜面向上为正，根据速度公式得t== s=6 s，位移x=(v+v0)t=×(4-2)×6 m=6 m，故重力势能增加量为ΔE p=mg·Δh=mg·xsin37°=2×10×6×0.6 J=72 J，故B错误；在6 s内传送带的位移x′=vt=4×6 m=24 m，Δx=x′-x=24 m-6 m=18 m，产生的热量为Q=μmgcos37°·Δx=×2×10×0.8×18 J=252 J，故C错误；多消耗的电能等于系统增加的机械能和内能之和，则有ΔE=ΔE p+ΔE k+Q=72J+(×2×42-×2×22) J+252 J=336 J，故D正确。
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
2021高考物理一轮复习第5章机械能专题七功能关系能量守恒定律课件202103222262
数 μ＝0.2，先相对静止，后用一水平向右的力 F＝4 N 作用在小木块上，经过一段时间小
木块从木板另一端滑下，g 取 10 m/s2，则( )
A．小木块在长木板上滑行的时间 t＝2 s
B．在整个运动过程中由于摩擦产生的热量为 8 J
C．小木块脱离长木板的瞬间，拉力 F 的瞬时功率为 16 W
D．小木块在运动过程中获得的动能为 12 J
考点三 能量守恒定律的理解与应用
(2020·浙江东阳模拟)如图所示，水平面上的 A 点有一固定的理想弹簧发射装置，发射装置 内壁光滑，A 点为发射口所在的位置，在竖直面内由内壁光滑的钢管弯成的“9”字形固定轨道 在 B 点与水平面平滑相接，钢管内径很小，“9”字全高 H＝1 m，“9”字上半部分圆弧轨道半径 R＝0.1 m，圆弧为34圆周，圆弧轨道与其下端相接的水平部分轨道相切，当弹簧压缩量为 2 cm(弹 性限度内)时，启动发射装置，恰能使质量 m＝0.1 kg 的滑块沿轨道上升到最高点 C，已知弹 簧弹性势能与其压缩量的平方成正比，A、B 间距离为 L＝4 m，滑块与水平面间的动摩擦因数 为 0.2，重力加速度 g＝10 m/s2，求： (1)当弹簧压缩量为 2 cm 时，弹簧的弹性势能； (2)当弹簧压缩量为 3 cm(弹性限度内)时，启动发射装置， 滑块滑到轨道最高点 C 时对轨道的作用力； (3)当弹簧压缩量为 3 cm 时，启动发射装置，滑块从 D 点水平抛出后的水平射程。
考点三 能量守恒定律的理解与应用
解析：(1)根据能量守恒定律得，Ep＝μmgL＋ 由牛顿第三定律可知，滑块滑到轨道最高点
mgH，解得 Ep＝1.8 J。
C 时对轨道作用力的大小 FN′＝44 N，方向
(2)因为弹簧弹性势能与压缩量的平方成正比 竖直向上。
高考物理一轮复习 第五章 功能关系 能量转化和守恒定律优秀PPT优质文档
高考总复习物理
第二单元 能量守恒定律 第4课 功能关系
能量转化和守恒定律
1.掌握功能关系：功是能量转化的量度，并能用于处 理问题．
2.考查题型齐全，在物理综合题中应用广泛．
提醒探究
题型1 功能关系的理解和应用
几种常见的功能关系表达式． (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.
(1)物块动能的增量为多少？ (2)物块机械能的增量为多少？
提醒探究 解析：(1)在物块下滑过程中，拉力 F 做正功，斜面对物块有摩
擦力，做负功，重力做正功，空气阻力做负功．根据动能定理，合外 力对物块做的功等于物块动能的增量，则
ΔEk＝W 合＝A＋B＋C＋D＝100 J＋(－30 J)＋100 J＋(－20 J) ＝150 J.
变式训练
2．如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对 于其机械能的变化情况，下列判断正确的是(B) A．重力势能减小，动能不变，机械能减小 B．重力势能减小，动能增加，机械能减小 C．重力势能减小，动能增加，机械能增加 D．重力势能减小，动能增加，机械能不变
提醒探究
解析：下滑时高度降低，则重力势能减小，加速运动，动能增加， 摩擦力做负功，机械能减小，B 对，A、C、D 错．
(2)根据功能关系，除重力之外的其他力所做的功等于物块机械 能的增量，则ΔE 机＝A＋B＋D＝100 J＋(－30 J)＋(－20 J)＝50 J.
答案：(1)150 J (2)50 J
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第17讲 功能关系 能量守恒定律 [解密考纲]主要考查对功能关系的理解，对各种功能关系的熟练应用，掌握摩擦力做功与能量转化和弹簧弹力做功与能量转化的处理技巧． 1．物体只在重力和一个不为零的向上的拉力作用下，分别做了匀速上升、加速上升和减速上升三种运动．在这三种情况下物体机械能的变化情况是( D ) A．匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 B．匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小 C．由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况 D．三种情况中，物体的机械能均增加 解析：除重力外，物体受到向上的其他力，且物体在三种情况中均向上运动，所以W其
他>0，机械能增加，只有选项D正确．
2．(多选)(2016·湖北重点中学联考)在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为Ff，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v，那么，在小球运动的过程中( AD ) A．重力做功为mgh B．克服空气阻力做的功为Ff·h2＋x2 C．落地时，重力的瞬时功率为mgv D．重力势能和机械能都逐渐减少 解析：重力做功为WG＝mgh，选项A正确；空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于h2＋x2，故克服空气阻力做的功大于Ff·h2＋x2，选项B错误；落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于mgv，选项C错误；重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，选项D正确． 3．(2017·重庆诊断)一个排球在A点被竖直抛出时动能为20 J，上升到最大高度后，又回到A点，动能变为12 J，设排球在运动中受到的阻力大小恒定，则( C ) A．上升到最高点过程重力势能增加了20 J B．上升到最高点过程机械能减少了8 J C．从最高点回到A点过程克服阻力做功4 J D．从最高点回到A点过程重力势能减少了12 J 解析：由题意知整体过程中动能(机械能)减少了8 J，则上升过程克服阻力做功4 J，下落过程克服阻力做功4 J；上升到最高点过程动能减少量为20 J，克服阻力做功4 J即机械能减少4 J，则重力势能增加了16 J，A错误；由题意知整体过程中机械能减少了8 J，上升到最高点的过程中机械能减少4 J，B错误；由前面分析知C正确；从最高点回到A点过程动能增加了12 J，机械能减少4 J，则重力势能减少16 J，D错误． 4．(2017·天津质检)一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为( D )
A．18mgR B．14mgR
C．12mgR D．34mgR 解析：在半圆底部，由圆周运动知识得，1.5mg－mg＝mv2R，解得v2＝0.5gR.由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为ΔE＝mgR－12mv2＝0.75mgR，选项D正确． 5．(2016·海门中学校级模拟)如图所示，半圆形轨道MON竖直放置且固定在地面上，直径MN是水平的，一小物块从M点正上方高度为H处自由下落，正好在M点滑入半圆轨道，测得其第一次离开N点后上升
的最大高度为H2，小物块接着下落从N点滑入半圆轨道，在向M点滑行过程中(整个过程不计空气阻力)，下列说法正确的是( C ) A．小物块正好能到达M点 B．小物块一定到不了M点 C．小物块一定能冲出M点 D．不能确定小物块能否冲出M点 解析：设小物块由M运动到N克服摩擦力所做的功为W1，则由能量守恒定律可得：W1
＝12mgH；设小物块由N运动到M克服摩擦力所做的功为W2，因为速度越大，小物块对轨道的
压力越大，所受滑动摩擦力越大，所以W2正确． 6．(多选)如图所示，足够长的传送带与水平方向的夹角为θ，物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，物块b的质量为m，开始时，物块a、b及传送带均静止且物块a不受传送带摩擦力的作用，现让传送带逆时针匀速转动，则在物块b上升h高度(未与滑轮相碰)的过程中( ABD )
A．物块a重力势能减少了mgh B．摩擦力对物块a做的功大于物块a机械能的增加 C．摩擦力对物块a做的功小于物块a、b动能增加之和 D．任意时刻，重力对物块a、b做功的瞬时功率大小相等 解析：设物块a的质量为ma，开始时，物块a、b及传送带均静止且物块a不受传送带摩擦力作用，根据物块a沿斜面方向受力平衡可知magsin θ＝mg，故ma＝m/sin θ，则在物块b上升h高度过程中，物块a重力做功为Wa＝maghsin θ＝mgh，故物块a重力势能减少了mgh，A项正确；摩擦力对物块a做的功等于物块a、b系统机械能的增加，B项正确；根据动能定理及A项结论知，摩擦力对物块a做的功等于物块a、b动能增加之和，C项错误；任意时刻，重力对物块a、b做功的瞬时功率分别为Pa＝magvsin θ，Pb＝－mgv，由于magsin θ＝mg，故任意时刻重力对物块a、b做功的瞬时功率大小相等，D项正确．
7．(2016·山东临沂模拟)如图所示，一轻质橡皮筋的一端系在竖直放置的半径为0.5 m的圆环顶点P处，另一端系一质量为0.1 kg的小球，小球穿在圆环上可做无摩擦的运动．设开始时小球置于A点，橡皮筋刚好处于无形变状态，A点与圆心O位于同一水平线上．当小球运动到最低点B时速率为1 m/s，此时小球对圆环恰好没有压力(重力加速度g＝10 m/s2)．下列说法正确的是( BD ) A．从A到B的过程中，小球的机械能守恒 B．从A到B的过程中，橡皮筋的弹性势能增加了0.45 J C．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为0.2 N D．小球过B点时，橡皮筋上的弹力为1.2 N
解析：A到B过程中，橡皮筋弹力做负功，所以小球机械能不守恒．由能量守恒mgR＝12
mv2B＋E弹，可得弹性势能增加了0.45 J，所以B正确；由F－mg＝mv2BR，可得弹力F＝1.2 N，
D正确． 8．(2017·贵州贵阳质检)蹦极是一项既惊险又刺激的运动，深受年轻人的喜爱；如图所示，蹦极者从P点静止跳下，到达A处时弹性绳刚好伸直，继续下降到最低点B处，B离水面还有数米距离，蹦极者在其下降的整个过程中，重力势能的减少量为ΔE1、绳的弹性势能增加量为ΔE2、克服空气阻力做功为W，则下列说法正确的是( C ) A．蹦极者从P到A的运动过程中，机械能守恒 B．蹦极者与绳组成的系统从A到B过程中，机械能守恒 C．ΔE1＝W＋ΔE2 D．ΔE1＋ΔE2＝W 解析：蹦极者从P到A的过程中，除了重力做功以外，有空气阻力做功，机械能不守恒，故A错误；从A到B的过程中，对于系统，除了重力和弹力做功以外，有空气阻力做功，系统机械能不守恒，故B错误；根据能量守恒知，由于动能变化量为零，重力势能的减小量等于弹性势能的增加量与克服阻力做功之和，即ΔE1＝W＋ΔE2，故C正确，D错误． 9．(多选)(2017·甘肃兰州模拟)质量m1＝0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L＝1.5 m，现有质量m2＝0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0＝2 m/s从左端滑
上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ＝0.5，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是( BD )
A．物块在车面上滑行的时间t为0.4 s B．在此过程中物块的动能减少了0.336 J C．在此过程中物块与小车组成的系统机械能守恒 D．在此过程中产生的内能为0.24 J 解析：设小车做匀加速运动时的加速度为a1，物块做匀减速运动时的加速度大小为a2，
则a1＝μm2gm1＝103 m/s2，a2＝μg＝5 m/s2，v0－a2t＝a1t，所以t＝v0a1＋a2＝2253 s＝0.24 s，A
错误；相对静止时的速度v＝a1t＝0.8 m/s，物块克服摩擦力做的功W＝12m2(v20－v2)＝0.336 J，B正确；由能量守恒定律可知，系统损失的机械能转化为内能，则E＝12m2v20－12(m1＋m2)v2＝0.24 J，C错误，D正确． 10．(2017·四川成都一模)如图所示，有三个斜面a、b、c，底边长分别为L、L、2L，高度分别为2h、h、h.某一物体与三个斜面间的动摩擦因数都相同，这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端．三种情况相比较，下列说法正确的是( B ) A．物体损失的机械能：ΔEc＝2ΔEb＝4ΔEa B．因摩擦产生的热量：2Qa＝2Qb＝Qc C．物体到达底端的动能：Eka＝2Ekb＝2Ekc D．物体运动的时间：4ta＝2tb＝tc 解析：本题的易错点是误认为摩擦力越小，机械能的损失越小，从而错选A项．物体损失的机械能等于因摩擦产生的热量，当动摩擦因数相同时，物体沿斜面下滑因摩擦产生的热量(等于克服摩擦力做的功)分别为Qc＝μmg·2L，Qa＝Qb＝μmgL，故选项A错误，B正确；由动能定理得Eka＝mg·2h－μmgL，Ekb＝mgh－μmgL，Ekc＝mgh－μmg·2L，因此有Eka>Ekb>Ekc，但不能确定物体到达底端时动能的数量关系，也不能确定运动时间的数量关系，选项C、D错误． 11．(2017·河北衡水一模)已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ，以一定的速度匀速运动．某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示)，以此时为t＝0时刻纪录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系，如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2)．已知传送带的速度保持不变，