5.4功能关系第一课时
高三物理一轮复习课件5.4功能关系人教
滑动摩擦力
既可以做正功、也 可以做负功，还可 以不做功
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
静摩擦力
一对摩擦力 做功方面
一对静摩擦力 所做功的代数 总和等于零
滑动摩擦力
一对相互作用的滑动摩 擦力对物体系统所做的 总功，等于摩擦力与相 对路程的乘积，即Wf＝ －Ff·S相，表示物体克 服摩擦力做功，系统损 失的机械能转变成内能
解题时还应注意以下两点：
(1)摩擦力对单个物体做功应是摩擦力与物体对地位移 的乘积，对应单个物体机械能的变化；
(2)摩擦生热转化的内能多少应是摩擦力与两物体间相 对滑动的路程的乘积，对应系统机械能的减少．
题型三：能量守恒定律的应用
例3 如图所示，A、B、C质量
分别为mA＝0.7 kg，mB＝0.2 kg， mC＝0.1 kg，B为套在细绳上的 圆环，A与水平桌面的动摩擦因数μ＝0.2，另一圆环 D固定在桌边，离地面高h2＝0.3 m，当B、C从静止 下降h1＝0.3 m，C穿环而过，B被D挡住，不计绳子 质量和滑轮的摩擦，g取10 m/s2，若开始时A离桌边 足够远．试求：
－12mv2－
1 2
Mv2
由①、②可知 ΔE＝μmgl
(4)m、M 相对位移为 l，根据能量守恒 Q＝μmgl.
【方法与知识感悟】摩擦力做功的特点
对单个物 体做功方 面
能量的转 化方面
静摩擦力
既可以做正功、也可 以做负功，还可以不 做功
在静摩擦力做功的过 程中，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 没有机械能转化为其 他形式的能量
功能关系PPT教学课件
(2)电动机做功使小物体机械能增加,同时小物体与传送带间 因摩擦产生热能Q.
而由v=at,得t=0.4 s. 相对位移为l'=vt-l1=0.2 m, 摩擦生热Q=Ffl'=μmgl'cosθ=15 J. 故电动机做的功为270 J.
答案:(1)255 J (2)270 J
题型三能量守恒定律的应用
A.电动机多做的功为mv2 B.摩擦力对物体做的功为mv2 C.传送带克服摩擦力做的功为mv2 D.电动机增加的功率为μmgv 答案:D
解析:由能量守恒,电动机做的功等于物体获得的动能和由于 摩擦而产生的热量,故A错.对物体受力分析知,仅有摩擦力 对物体做功,由动能定理知,B错;传送带克服摩擦力做功等 于摩擦力与传送带对地位移的乘积,而易知这个位移是木 块对地位移的两倍,即W=mv2,故C错;由功率公式易知电动 机增加的功率为μmgv,故D对.
名师提示:一对相互作用的滑动摩擦力做功所产生的热量
Q=Ffx相对,其中x相对是物体间相对路径长度,如果两物体同向 运动,x相对为两物体对地位移大小之差;如果两物体反向运 动,x相对为两物体对地位移大小之和;如果一个物体相对另 一物体做往复运动,则x相对为两物体相对滑行路径的总长度.
疑难点二.机械能守恒定律与能量守恒定律有什么区别和联 系?
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
解析:货物所受合外力为ma,所以根据动能定理知货物动能增 加mah,A项错误.货物重力势能的增加量为mgh,C项错误.货 物机械能的增加量等于其动能和势能增量之和,即 mah+mgh,B项错,D项对.
5.4功能关系
(2)弹簧的最大弹性势能Epm.
解析：(1)物体从开始位置A点到最后D点的过程中，弹性势能 没有发生变化，动能和重力势能减少，机械能的减少量为 ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝mv02/2＋mglADsin 37°① 物体克服摩擦力产生的热量为Q＝Ffx 其中x为物体的路程，即x＝5.4 m 由能量守恒定律可得ΔE＝Q
1．对于功和能的关系，下列说法中正确的是( A．功就是能，能就是功 B．功可以变为能，能可以变为功 C．做功的过程就是能量转化的过程 D．功是物体能量的量度
)
解析：功和能是两个密切相关的物理量，但功和能有本质的 区别，功是反映物体在相互作用过程中能量变化多少的物理 量，与具体的能量变化过程相联系，是一个过程量；能是用
来反映物体具有做功本领的物理量，物体处于一定的状态(如
速度和相对位置)就具有一定的能量，功是反映能量变化的多 少，而不是反映能量的多少． 答案：C
(2013 年高考全国大纲卷)如图，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的大小 g.若物块上升的最大高度为 H， 则此 过程中，物块的( )
且减少量和增加量相等．
(2)某个物体的能量减少，一定有别的物体的能量增加， 且减少量和增加量相等．
例3．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AD＝3 m．挡板及弹簧质量不计，g取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，求： (1)物体与斜面间的动摩擦因数μ.
课件1：5.4 功能关系 能量守恒定律
第三节 功能关系 能量守恒定律
(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，等于物体机械能的改变， 即 W其他力＝E2－E．1 (功能原理)
高考总复习·物理
第三节 功能关系 能量守恒定律
⊙自主检测 1．对于功和能的关系，下列说法中正确的 是 A．功就是能，能就是功 B．功可以变为能，能可以变为功 C．做功的过程就是能量转化的过程 D．功是物体能量的量度 答案 C
高考总复习·物理
第三节 功能关系 能量守恒定律
二、能量守恒定律 ⊙问题导引 如图5－4－2所示，美国空军X－37B无人航 天飞机于2010年4月首飞，在X－37B由较低轨 道飞到较高轨道的过程中
高考总复习·物理
第三节 功能关系 能量守恒定律
(2014·宁波第三次测试)消防车的供水 系统主要由水泵、输水管道和水炮组成．如图 5－4－5所示，消防水炮离地高度为H，建筑 物上的火点离地高度为h，水炮与火点的水平 距离为x，水泵的功率为P，整个供水系统的效 率η＝0.6.假设水从水炮水平射出，不计空气阻 力，取g＝10 m/s2.
⊙知识梳理 1．能量守恒定律的内容：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：ΔE减＝ ΔE增 ．
高考总复习·物理
第三节 功能关系 能量守恒定律
⊙自主检测 2 ． 某 人 掷 铅 球 ， 出 手 时 铅 球 的 动 能 为 150 J．关于人对铅球的做功情况和能量转化情况， 下列说法正确的是 A．此人对铅球做了150 J的功，将体内的化 学能转化为铅球的动能 B．此人对铅球做的功无法计算 C．此人对铅球没有做功，因此没有能量的 转化 D．此人对铅球做了150 J的功，将铅球的重 力势能转化为铅球的动能 答案 A
2013届高考物理鲁科版一轮复习课件5.4《功能关系》
• (1)熟点悉评几种常用的功能关系有 利于对问题做出快速判断和求解，但 不要混淆.
•(2)既可用“功”来量度“能”，也 可用“能”来量度“功”，要注意问 题的灵活转化.
•
如图5-4-3所示，一物体质量
m=2kg.在倾角为θ=37°的斜面上的A点
以初速度v0=3m/s下滑，A点距弹簧上端 B的距离AB=4m.当物体到达B后将弹簧
合外力的 功(所有外
动能变化
合外力对物体做功等于物体动 能的增量
力的总功)
W合=Ek2-Ek1
重力势 重力做正功，重力势能减少；
重力的功 能变化 重力做负功，重力势能增加
弹簧弹力 的功
弹性势 能变化
WG=-ΔEp=Ep1-Ep2 弹力做正功，弹性势能减少； 弹力做负功，弹性势能增加
W =-ΔE =E -E
；重减力少做
负功，重力势能
. 增加
•做(2)弹力做，负弹功性势，能正弹功性势能.增减加少；弹力 •(3)除重力(或弹簧弹力)外，其他力做的总
功等于
.
物体机械能的改变量
•4.能量既不会
凭，空也产不生会凭空
消失，它只能从一种形式
为另一转化
种形式，或从一个物体
到另一转个移
物体，而在转化和转移的过程中，能量
•(1)在1秒内，能和车叶发生作用的气流体积 V=vS=vπr2,
•则这股气流的动能
•Ek= mv2=1 ρ·vπr21·v2= ρπr2v3.将1ρ、r、v值
代入上式得2Ek=1.63×2 105J
2
•(2)每秒得到的电能为
•E=ηEk=1.63×104J.
•
推行节水工程的转动
喷水“龙头”如图5-4-6所示，
【高中生物】5.4优秀教案(能量之源——光与光合作用-第1课时)
第4节能量之源——光与光合作用●从容说课光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光合作用也真实地显示出生命系统的自主性和高度有序性。
初中阶段，学生通过一系列探索性实验，初步形成光合作用的概念。
高中生物学课本将为学生提供光合作用的研究史料，期望学生不仅能从光合作用的发现过程中深化对概念的理解，而且能受到科学家崇高的精神境界的熏陶，领悟科学探究的方法。
因此，教学中要组织学生认真学习和讨论这一部分史料。
光合作用内容的学习始于绿叶中色素吸收和转化光能，教学中要指导学生做好《绿叶中色素的提取和分离》的探究性实验，并借助投影机、三棱镜和新鲜菠菜叶片滤液和新鲜胡萝卜滤液等材料做好绿叶中色素吸收光谱的演示实验，通过叶绿体结构的学习让学生进一步体会到生物体结构与功能的相统一。
光合作用的光反应和暗反应过程是本小节的重点和难点，要让学生重点掌握这两个过程中的物质变化和能量变化以及发生的部位和条件，并从物质和能量转变的高度去认识光合作用的意义。
为了更好地让学生认识光合作用原理在农业生产中的应用，可通过自主与合作学习的方式，尝试让学生利用各种媒体去调查和收集农业生产上有哪些提高光合作用强度的措施，并组织好学生完成教材中的探究活动——环境因素对光合作用强度的影响。
●三维目标1.知识与技能（1）说出绿叶中色素的种类和作用。
（2）说出叶绿体的结构和功能。
（3）说明光合作用以及对它的认识过程。
（4）尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
（5）说出光合作用原理的应用。
（6）简述化能合成作用。
2.过程与方法（1）自主与合作学习：利用各种媒体调查和收集资料，学会鉴别、选择、运用和分享信息。
（2）训练表达能力：尝试将你所获得的信息表达出来。
（3）活动与探究：通过探究“环境因素对光合作用的影响”，初步学会科学研究的一般方法，发展科学探究能力。
3.情感态度与价值观（1）通过光合作用发现史的学习，使学生受到科学家们崇高的精神境界的熏陶，并养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度。
【高考领航】安徽省高考物理总复习 54 功能关系 能量守恒定律课件
慢推袋壁使它变形，则水的势能( )
A．增大
B．变小
C．不变
D．不能确定
解析：人对水做正功，则水的机械能增大，由于水的动能仍为 0，
故重力势能增大，A 对．
答案：A
考向二 能量守恒定律的应用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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 AD＝3 m．挡 板及弹簧质量不计，g 取 10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：
考向一 功能关系的应用 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，其运动的加速 度为34g，此物体在斜面上上升的最大高度为 h，则在这
个过程中物体( )
1．(2013·江苏扬州调研)自然现象中蕴藏着许多
物理知识，如图所示为一个盛水袋，某人从侧面缓
解析：小球从 A 到 B 在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变，
重力势能增加得越来越快，故拉力的瞬时功率逐渐增大．
答案：A
5．(2013·池州模拟)如图所示，光滑水平面 AB 与竖直面内的半 圆形导轨在 B 点相切，半圆形导轨的半径为 R.一 个质量为 m 的物体将弹簧压缩至 A 点后由静止释 放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离 弹簧，当它经过 B 点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的 8 倍， 之后向上运动恰能到达最高点 C.(不计空气阻力)试求：
1．运动员跳伞将经历开伞前后的加速下降和减速下降两个过 程．将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是 ()
5.4功能关系
顶端由静止滑下，求：
(1)物块滑到O点时的速度大小； (2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能； (3)物块A被弹回到坡道时上升的最大高度。
[知识检索] 求解物体在传送带上运动的问题，首先要正确分 析物体的运动过程，做好受力情况分析，然后利用运
动学公式结合牛顿第二定律，求物体及传送带在相应
时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。 再利用Q＝Ffl相对求摩擦热，利用功能关系求功。
性势能、电势能)、内能等]在变化。
(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。
[典题例析]
[例2]
小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为μ，
水平面光滑；坡道顶端距水平面高度为h，倾角为θ；物块从 坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加 速度为g。将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上， 另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图所示。物块A从坡道
A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做
பைடு நூலகம்
答案：BD
[知识检索] (1)动能的改变量、机械能的改变量分别与对应的功相等。 (2)重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的 功数值相等，但符号相反。
[知识检索] 应用能量守恒定律解题的步骤 (1)分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹
没有机械能转化为其 他形式的能量
类别
比较
静摩擦力
滑动摩擦力
一对静摩擦 一对相互作用的滑动摩 不同 一对摩擦力 力所做功的 擦力对物体系统所做的
点
做功方面
代数总和等 总功总为负值，系统损
高三一轮复习课件5.4功能关系
巩固应用一质量为M＝2.0 kg的小物块随足够长的水平传送带
一起运动，被一水平向左飞来的子弹击中并从物块中穿过， 如图所示．地面观察者纪录了子弹击穿后小物块的速度随时 间变化的关系，如图所示(图中取向右运动的方向为正方 向)．已知传送带的速度保持不变，g取10 m/s2. (1)指出传送带速度v的方向 及大小，说明理由． (2)计算物块与传送带间的动 摩擦因数μ. (3)计算：传送带对物块做的功； 子弹射穿物块后系统产生的内能； 传送带多消耗的电能。
功能关系
• 功和能的关系 • ——功是能量转（移）化的量度
做功与能量转化的关系 对应不同形式作用力的功引起对应形式能量的变化， 功是能量转化和转移的量度。 建立能量守恒思想，习题主要在力学部分综合。 * 在高中阶段此式还没有自己的名分，但使用率极 高； * 一对相互作用的滑动摩擦力的功的代数和等于 “摩擦生热”。
功
1 W合外力 2 W重
能量变化
说明
物体动能变化 重力势能变化
Ek Ep
3 W弹簧场
E弹簧
E机械 E内=Q E电场（qU）
0
弹性势能变化
系统机械能变化 “摩擦生热” 电势能变化
7 W安 8 W洛
E电路（E感It） 电路电能变化
洛仑兹力不做功
• 如图所示，一轻弹簧左端与物体A相连，右端与物体 B相连，开始时，A、B均在粗糙水平面上不动，弹 簧处于原长状态．在物体B上作用一水平向右的恒力 F，使物体A、B向右运动．在此过程中，下列说法 中正确的为（ ） • A．合外力对物体A所做的功等于物体A的动能增量 • B．外力F做的功与摩擦力对物体B做的功之和等于 物体B的动能增量 • C．外力F做的功及摩擦力对物体A和B做功的代数和 等于物体A和B的动能增量及弹簧弹性势能增量之和 • D．外力F做的功加上摩擦力对物体B做的功等于物 体B的动能增量与弹簧弹性势能增量之和
高三物理一轮复习课件：5.4.1功能关系的理解和应用(共16张PPT)
使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。
木箱获得的动能一定 ( )
A.小于拉力所做的功
B.等于拉力所做的功
C.等于克服摩擦力所做的 D.大于克服摩擦力所做的功
例 2.(2018·全国卷 I T18) 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,机械能的增量 为( )
机械能的关系： W 其他＝ΔE 机． (5)克服滑动摩擦力做功与内能的关系：Ffl 相对＝ΔE 内．
【特别提醒】 1．解决功能关系问题应该注意的两个方面 (1)分析清楚是什么力做功，并且清楚该力做正功，还是 做负功；根据功能之间的一一对应关系，判定能的转化形 式，确定能量之间的转化多少．
(2)也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功， 尤其可以方便计算变力做功的多少．
一对摩擦力 的总功方面
能量的转化
能量的转化
一对滑动摩擦力所做
一对静摩擦力所做的功 功的代数和不为零，总
的代数和等于零
功 W＝－Ff·x 相对，即 摩擦时产生的热量
相 同 点
正功、负功、 两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不
不做功方面
做功
例1、(2018·全国卷II ·T14)如图,某同学用绳子拉动木箱,
小结
一、对功能关系的理解 二、常见的功能关系
(1)合外力做功与动能的关系： W合＝ΔEk. (2)重力做功与重力势能的关系：WG＝－ΔEp. (3)弹力做功与弹性势能的关系：W弹＝－ΔEp. (4)除重力(或系统内弹力)以外其他力做功与
高三物理总复习教案54功能关系
【能力训练】
【例1】质量M的小车左端放有质量m的铁块，以共同速度v沿光滑水平面向竖直墙运动，车与墙碰撞的时间极短，不计动能损失。动摩擦因数μ，车长L，铁块不会到达车的右端。到最终相对静止为止，摩擦生热多少？
【例2】一传送带装置示意图如图，其中传送带经过AB区域时是水平的，经过BC区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，为画出），经过CD区域时是倾斜的，AB和CD都与BC相切。现将大量的质量均为m的小货箱一个一个在A处放到传送带上，放置时初速为零，经传送带运送到D处，D和A的高度差为h。稳定工作时传送带速度不变，CD段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A处投放后，在到达B之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC段时的微小滑动）。已知在一段相当长的时间T内，共运送小货箱的数目为N。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均输出功率P。
3．质量为m的长木板A静止在光滑水平面上，另两个质量也是m的铁块B、C同时从A的左右两端滑上A的上表面，初速度大小分别为v和2v，B、C与A间的动摩擦因数均为μ。⑴试分析B、C滑上长木板A后，A的运动状态如何变化？⑵为使B、C不相撞，A木板至少多长？
【教学题记】
==NRTY==
===学生活动部分===
二、
三、
做功的过程是能量转化的过程，功是能量转化的量度。强调的是：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它个一个时刻相对应。两者的单位是相同的（都是J），但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。
（1）物体动能的增量由外力做的总功来量度：W外=ΔEk，这就是动能定理。
（2）物体重力势能的增量由重力做的功来量度：WG= -ΔEP，这就是势能定理。
功能关系的应用第1课时
答案
CD
以题说法
1.本题要注意几个功能关系：重力做功等于重力
势能的变化；重力以外其他力做的功等于机械能的变化；合 力的功等于动能的变化． 2．本题要注意静止时，弹簧弹力等于 B 物体的重力，B 速 度最大时， 弹簧的弹力等于 A 物体重力， 也等于 B 物体重力．
针对训练 1 （多选）2010 年广州亚运会上，刘翔重归赛场， 以打破亚运会记录的成绩夺得 110 m 跨栏的冠军．他采用 蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，向前 加速的同时提升身体重心．如图 2 所示，假设刘翔的质量 为 m，起跑过程前进的距离为 s，重心升高为 h.获得的速 度为 v.克服阻力做功为 W 阻，则在此过程中 ( )
(1)设到达 B 点的速度为 vB，根据机械能守恒定律(均
以 BC 为零势能参考平面) 1 1 2 mv0 ＋mgLsin 30° mvB 2 ＝ 2 2 vB＝ 33 m/s
①(2 分) ②(2 分)
(2)设小物块到达最高点速度为 v， A 滑到最高点的过程中 从 1 1 2 2 mv ＋mgLsin 30° mv ＋mg· ＝ 2R ③(2 分) 2 0 2
图4
(1)小物体从 D 点抛出后的水平射程； (2)小球经过 B 点时对管道的压力大小； (3)小球经过 C 点时的加速度大小．
解析 (1)对小球从 A 至 D 的过程用动能定理得： 1 mgR＝2mvD 2 (2 分) 小球从 D 射出后做平抛运动 x＝vDt 1 2 2R＝2gt 由以上三式得：x＝2 2R (1 分) (1 分) (1 分)
图2
1 2 A．运动员的机械能增加了 mv 2 1 2 B．运动员的机械能增加了 mv ＋mgh 2 C．运动员的重力做功为 mgh 1 2 D．运动员自身做功 W 人＝ mv ＋mgh＋W 阻 2 解析 机械能的增量等于重力势能和动能增量之和， 正 B
2019-2020年高中物理 《5.4 功能关系 能的转化和守恒定律》教案 新人教版必修1
2019-2020年高中物理《5.4 功能关系能的转化和守恒定律》教案新人教版必修1【预习内容】1、做功的过程就是的转化过程。
做了多少功，就有多少。
是能量转化的量度。
2、等于物体动能的增量，即：。
（填表达式）3、重力做正功，；，重力势能增加。
由于“增量”是终态量减去始态量，所以重力的功等于重力势能增量的负值，即：。
4、等于弹性势能增量的负值，即：。
5、除系统内的重力和弹簧的弹力外，其它力做的总功等于即：。
6、滑动摩擦力做功有以下特点：①滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，还可以不做功。
②一对滑动摩擦力做功的过程中能量的转化有两种情况：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
③相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做功总是负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对位移的乘积，即恰等于系统损失的机械能。
7、能的转化和守恒定律【典型例题】一、功能关系【例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.设上升过程中空气阻力F阻恒定.则对于小球的整个上升过程,下列说法中正确的是( ) A.小球动能减少了mgH B.小球机械能减少了F阻HC.小球重力势能增加了mgHD.小球的加速度大于重力加速度g【例2】如图所示,物体以100 J的初动能从斜面底端向上运动,当它通过斜面某一点M时,其动能减少80 J,机械能减少32 J,如果物体能从斜面上返回底端,则物体在运动过程中的下列说法正确的是 ( )A.物体在M点的重力势能为-48 JB.物体自M点起重力势能再增加21 J到最高点C.物体在整个过程中摩擦力做的功为-80 JD.物体返回底端时的动能为30 J二、一对滑动摩擦力做功及能的转化和守恒定律【例3】在工厂的流水线上安装有水平传送带,用水平传送带传送工件,可大大提高工作效率.如图所示,水平传送带以恒定速率v=2 m/s,运送质量为m=0.5 kg的工件,工件都是以v0=1m/s的初速度从A位置滑上传送带.工件与传送带之间的动摩擦因数为=0.2,每当前一个工件在传送带上停止相对滑动后,后一个工件立即滑上传送带.取g=10 m/s2.求:(1)传送带摩擦力对每个工件做的功.(2)每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量.(3)传送每个工件电动机做的功.【例4】某海湾共占面积1.0×107 m2,涨潮时平均水深20 m,此时关上水坝闸门,可使水位保持20 m不变.退潮时,坝外水位降至18 m并保持不变,如图所示.假如利用此水坝建设水电站,且重力势能变为电能的效率是10%,每天有两次涨潮,问该电站一天最多能发出多少电能?(g取 10 m/s2,不计发电机的能量损失)三、功能关系的应用【例5】如图所示,一物体质量m=2 kg.在倾角为=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AD=3 m.挡板及弹簧质量不计,g取10 m/s2.求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数.(2)弹簧的最大弹性势能E pm .【例6】如图所示,传送带与水平面之间的夹角为=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,在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中,求:(1)传送带对小物体做的功.(2)电动机做的功(g取10 m/s2).【巩固与提高】1．如图所示，一轻弹簧一端系在墙上的O点，自由伸长到B点，今将一质量为m的木块靠着弹簧，将弹簧压缩到A点，然后释放，小木块能在水平面上运动到C点而静止，AC距离为s；若将小木块系在弹簧上，在A点由静止释放，则小木块将做阻尼运动到最后静止，设小木块通过总路程为l，则下列答案中正确的是哪一个？（）A．＞sB．=sC．＜s OA B CD．以上B、C都有可能2．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。
5.4功能关系
高三物理功能关系能量守恒定律一、几种常见的功能关系及其表达式二、两种摩擦力做功特点的比较三、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．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．功是能量转化的量度力学中几种常见的功能关系如下：1. 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。
质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，当地的重力加速度为g，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（）A. 他的动能减少了FhB. 他的重力势能增加了mghC. 他的机械能减少了（F－mg）hD. 他的机械能减少了Fh2. 如图所示，光滑斜面体固定在水平地面上，顶端装有质量不计的光滑定滑轮，跨过定滑轮的不可伸长细线两端连接两质量相等的物块A和B。
物块A的正下方地面上固定一竖直轻弹簧，弹簧始终处于弹性限度内，忽略空气阻力。
物块B由斜面体底端静止释放后，在物块A下落至最低点的过程中。
下列说法正确的是（）A. 物块A与弹簧接触前，A，B组成的系统机械能守恒B. 物块A刚与弹簧接触时，物块B的动能最大C. 细线的拉力对物块B做的功等于B增加的机械能D. 弹簧的最大弹性势能等于物块A下降过程中减少的重力势能3. 如图所示，弹簧的下端固定在光滑斜面底端，弹簧与斜面平行。
高中物理课件-5-4-1-热点突破：功能关系的应用
D．上滑经过 B 的速度大于下滑经过 B 的速度
转到解析
目录
解析 对木箱受力分审析题如设图疑所示，则由动能定理：
WF1－.分m析gh－木W箱F受f＝几ΔE个k，力故作C用对？．
由上2.式重得力：势W能F－的W增Ff减＝与ΔE什k＋么m因gh素，故有关A ？错、D 对．
由重3.力合做力功做与的重功力与势什能么变因化素关有系关知？B 对，故 B、
C、4.D机对械．能答的案变化BC量D与什么因素有关？ 解析显隐
解析 由动能定理知,合外力对物体做的功等于物体动能的变化
量,升降机匀加速上升中,升降机底板对人做的功和人的重力做
功之和等于人增加的动能,故 A 错,B 正确；升降机匀速上升中,
升降机底板对人做的功等于克服重力做的功(此过程中动能不
变),即增加的机械能,C 正确；升降机上升的全过程中,升降机拉
力做的功等于升降机和人增加的机械能,D 错误。答案 BC 解析显隐 目录
一对相互作用的滑 动摩擦力的总功
内能变化
(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
目录
2.典例剖析
1．[只有弹力做功时的功能关系]如图1所示，在光滑水平面上有一 物体，它的Байду номын сангаас端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F 作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体 向右运动的过程中，下列说法正确的是( )
2．[重力、摩擦力做功时的功能关系](多选)如图2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，加速度大小等于重力加速度的大小g。物块上升 的最大高度为H，则此过程中，物块的( )
(武剑 庐阳中学)苏教版七年级生物上册：5.4植物茎的输导功能
第四节植物茎的输导功能（第一课时）合肥市庐阳中学武剑【一】教学目标：知识目标：1、说出枝芽的主要结构以及枝芽与茎的关系。
2、举例说出木本植物茎的基本结构及各部分的作用。
能力目标：1、通过观察芽、茎的结构培养学生的观察能力。
2、通过观察玻片标本的实验培养学生的实验能力及分析能力。
情感态度与价值观：1、培养学生实事求是的科学态度和合作精神。
2、帮助学生树立保护森林和爱护绿色植物的意识。
【二】教学重点1、说出枝芽的主要结构以及枝芽与茎的关系。
2、区分木本植物茎的基本结构，说出各部分的作用【三】教学难点：1、枝芽的结构及枝芽与茎的关系。
2、说出木本植物茎的基本结构及各部分的作用。
【四】教学方法：实验探究、归纳总结【五】学情分析：《植物茎的输导功能》是七年级生物第五章《绿色植物的一生》中的第四节教学内容，重点阐述了植物茎的结构及其输导功能，本节的知识内容对学生来说并不难，但学生在实际的生活中对植物的茎或芽缺乏仔细的观察，近距离的接触也不是很多，缺乏感性认识，因此教学的主导思想就要尽可能的为学生提供认知的资源、实物标本等，让学生认真观察，以获得更多的感性认识，提高他们的认知兴趣。
教师在实施教学之前，要根据本地区的季节和植物的种类多采集几种木本植物的枝芽供学生观察，同时还要配合图片充分利用多媒体教学手段来展示枝芽、茎的结构，加深对植物枝芽和茎结构的认识，从而进一步认知植物茎的输导功能。
【六】教材分析：本节课是在学习了多细胞植物体的组成，根、茎、叶的功能之后，进一步探究茎的结构和输导功能的，茎的结构是怎样的？以及茎是怎样输导水分和无机盐的，是本节课的重点和难点。
【七】课时安排：两课时（第一课时）【八】教师准备：相关图片、影视资料等。
【九】学生准备：分组、预习。
【十】教学过程：教学阶段教师活动学生活动设计意图导入：霍山游记展示周末霍山旅行拍摄的照片，提示植物根、叶的作用，探讨讨论茎的作用。
讨论激发学生学习兴趣引导学生热爱大自然一、枝芽发育成枝茎是多数植物地上部分的枝干，连接着根和叶。
5.4 功能关系 能量守恒定律_高三物理一轮复习精品课件
[例 2]
(2013· 山东高考)如图 5－4－2
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 图5－4－2 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 D．两滑块组成系统的机械能损失等于 M 克服摩擦力做的功 ( )
解析：由功能关系可知，人对物体所做的功等于物体机械能 1 2 的增量，为 mgh＋ mv ，选项 A 正确，C、D 错误；由动能 2 1 2 定理可知，物体所受合外力所做的功为 mv ，选项 B 正确。 2
答案：AB
能量守恒定律
[想一想]
试说明下列现象中，分别是什么能向什么能的转化。 (1)汽车由静止启动； (2)汽车刹车时由运动变为静止； (3) 水力发电；(4)太阳能热水器工作时。
提示：(1)化学能→动能 能→电能 (4)太阳能→内能
(2)动能→内能
(3)水的机械
[记一记]
1．内容
能量既不会凭空产生，也不会 凭空消失 ，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 。 ____________
(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 体机械能的改变，即 W 其他力＝E2－E1＝ΔE 。(功能原理)
功能关系PPT
W＝T 1 at2 2
与时间成二次函数关系，AB项错误；撤去拉力后，物体 只受重力作用，所以机械能守恒，D项错误，C项正确。
由功能关系得：W
EK
Ep
1 2
mv2
mgl
sin
300
255J
为23平,质在面点传之)送轻间带放的将在夹小角传拓为物送展体带θ=训从上30练°的A,其3点A上(2传点0A1送,3、已·到B知重两B小庆点点八物间的中体的拓过二与距展程诊传离训)中送为如练(带g图l3=取(之所520m间示11,30传·,的传m送重动/送s庆带2摩)带,八在擦与中电-水因9二-动数诊
系 的 表 达 式
弹力做功与弹性势能 W弹 EP EP1 EP2
除重力和系统 内弹力以外，
其他力做的功
其他力做功与机械能 W其 E=E2 E1
系统克服滑动摩擦力做功与内能 f L相对 Q
功是能量转化的 量度
相对路程
能量守恒定律：
高考侧重综合能力
能量既不会消灭，也不会创生，它只能从一种形式转
机的带动下以 v=1 m/s 的速度匀平速面之运间动的,现夹将角一为质θ=量30为°,其m上=1A0、kgB小两物点体间(的可距离
机的带动下以 v=1 m/s 的速度匀速运动,现将一质量
视为质点)轻放在传送带上的 A视点为,质已点知)轻小放物在体传与送传带送上带的之A间点的,已动知摩小擦物因体数与传 μ= 23,在传送带将小物体从 A 点μ=传23送,在到传送B 点带将的小过物程体中从(gA取点1传0 送m/到s2)B, 点的过程
如图所示,在抗洪救灾中,一架直升机通过绳索,用恒力 F 竖直向上拉起一个
5.4功能关系
（1）
（2）
2、静摩擦力做功与滑动摩擦力做功的相同点： 两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功。
1、一个质量为m的物体以a=2g的加速度由静止向上运动， 则在此物体上升h高度的过程中，物体的 ( ）
BD
A、动能增加了mgh C、机械能减少了2mgh
B、重力势能增加了mgh D、机械能增加了3mgh
A D h B d C
点 评
滑动摩擦力做功跟路程有关。
h
4、如图所示，皮带的速度是3m/s，两圆心距离S=4.5。 现将m=1kg的小物体轻放到左轮正上方的皮带上，物体 与皮带间的动摩擦因数为u=0.15,电动机带动皮带将物体 从左轮运送到右轮正上方时，电动机消耗的电能是多少？
m
s
3、如图所示，一物体质量m=2kg，在倾角为θ=370的斜面上 的A点以初速度V0=3m/s下滑，A点距弹簧上端B的距离AB=4m. 最大压缩量BC=0.2m,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=3m。挡板及弹簧质量不计。求： （1）、物体与斜面间的动摩擦因数u。 （2）、弹簧的最大弹性势能Epm A
(1)除重力以外的其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少。 (2)除重力以外的其他力做多少负功，物体的机械能就增加多少。 (3)除重力以外的其他力不做功，物体的机械能守恒。
四、两种摩擦力做功特点比较：
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2m 1 ( m 1 m 2 ) g ( 2m 1 m 3 ) k
解法一
开始时，A、B 静止，设弹簧压缩量为 x1，有 kx1=m1g①
挂 C 并释放后，C 向下运动，A 向上运动，设 B 刚要离地时弹簧伸长 量为 x2，有 kx2=m2g ② B 不再上升表示此时 A 和 C 的速度为零， C 已降到其最低点.由机械能守 恒 ， 与 初 始 状 态 相 比 ， 弹 簧 弹 性 势 能 的 增 加 量 为 Δ E=m3g(x1+x2)-m1g(x1+x2) 时 A、D 速度为 v，由能量关系得
答案：D
变题1：物块动能？小车 动能？:两者增加的机械 能？产生的热量？（已 知F，L，x，地面光滑， 物块和木板间摩擦力为f）
变题2：已知物块m轻放， 皮带一直V0匀速，求热量？ 多消耗电能？（轮心间距为 L，摩擦因数为u）
变题3：已知物块m轻放，皮带 一直V0匀速，求热量？多消耗电 能？（轮心间高度为h，摩擦因 数为u，夹角为θ）
题型一
功能关系
P90T1．[视角 1](多选)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的大小 g.若物块 上升的最大高度为 H，则此过程中，物块的( A．动能损失了 2mgH B．动能损失了 mgH C．机械能损失了 mgH 1 D．机械能损失了 mgH 2
作业：
大本第四节的
例题
题型三
弹力做功与能的转化的关系
P90L3．[多选](2015· 江苏高考)如图所示，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 处获得一竖直向上的 速度 v，恰好能回到 A。弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为 g。 则圆环( )
A．轻弹簧的劲度系数为 50 N/m B．从 d 点到 b 点滑块克服重力做功 8 J C．从 d 点到 c 点弹簧的弹力对滑块做功 8 J D．滑块的最大动能为 8 J
答案 A
1．
答案
A
1．
答案
A
m 1g m 2 g h= k
据题设，弹簧的总形变量即物体 A 上升的距离为
①
第二次释放 D 与第一次释放 C 相比较，根据能量守恒，可得 m1gh= 1 (2m1+m3)v 2
2
②
由 ①②得 v=g
2m 1 ( m 1 m 2 ) ( 2m 1 m 3 ) k
题型四
能量守恒定律的应用
1 2
③
C 换成 D 后，当 B 刚离地时弹簧弹性势能的增量与前一次相同，设此
（m3+m1）v + 1 m1v =(m3+m1)g(x1+x2)-m1g(x1+x2)-Δ E 2
2m 1 ( m 1 m 2 ) ( 2m 1 m 3 ) k
2
2
④
由①~④式得 v=g 解法二
功与能的转化的关系
P92T6．[视角 3]如图所示，一张薄纸板放 在光滑水平面上，其右端放有小木块，小 木块与薄纸板的接触面粗糙，原来系统静止．现用水平恒力 F 向右拉薄纸板，小木块在薄纸板上发生相对滑动，直到从薄纸 板上掉下来．上述过程中有关功和能的说法正确的是( A．拉力 F 做的功等于薄纸板和小木块动能的增加量 B．摩擦力对小木块做的功一定等于系统中由摩擦产生的热量 C．离开薄纸板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动 D．小木块动能的增加量可能小于系统中由摩擦产生的热量 )
A．下滑过程中，加速度一直减小 1 2 B．下滑过程中，克服摩擦力做的功为 mv 4 1 2 C．在 C 处，弹簧的弹性势能为 mv －mgh 4 D．上滑经过 B 的速度大于下滑经过 B 的速度
答案 BD
例题 2.(05 全国卷Ⅰ24)如图， 质量为 m1 的物体 A 经一轻质弹簧
与下方地面上的质量为 m2 的物体 B 相连， 弹簧的劲度系数为 k，A、B 都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮， 一端连物体 A，另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸 直状态，A 上方的一段绳沿竖直方向.现在 挂钩上挂一质量为 m3 的物体 C 并从静止状 态释放，已知它恰好能使 B 离开地面但不 继续上升.若将 C 换成另一个质量为 （m1+m3）的物体 D，仍从上述初始位置由 静止状态释放，则这次 B 刚离地时 D 的速 度的大小是多少？已知重力加速度为 g.
第4节
功能关系 能量守恒定律
电场力做功？ 安培力做功？
内能是怎么产生的？
(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)既然能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。 (× ) (5)节约可利用能源的目的是为了减少污染排放。 (6)滑动摩擦力做功时，物体机械能一定改变。 (7)一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。 (× ) ( ×) (√ )
m3
， 活塞光滑，水面很宽）
[答案]
1×104 J
作业：
小本第四节
2．如图所示，水平传送带在电动机带动下以速度 v1＝2 m/s 匀速运动， 小物体 P、Q 质量分别为 0.2 kg 和 0.3 kg。由通过定滑轮且不可伸长的 轻绳相连，t＝0 时刻 P 放在传送带中点处由静止释放。已知 P 与传送 带间的动摩擦因数为 0.5，传送带水平部分两端点间的距离为 4 m，不 计定滑轮质量及摩擦，P 与定滑轮间的绳水平，取 g＝10 m/s2。 (1)判断 P 在传送带上的运动方向并求其加速度大小； (2)求 P 从开始到离开传送带水平端点的过 程中，与传送带间因摩擦产生的热量； (3)求 P 从开始到离开传送带水平端点的 过程中，电动机多消耗的电能。
答案： (1)P 向左运动， 加速度大小为 4 m/s2 (2)4 J (3)2 J
1．如图所示，重 10 N 的滑块在倾角为 30°的斜面上，从 a 点由静止开始下滑，到 b 点开始压缩轻弹簧，到 c 点时达到最大 速度，到 d 点(图中未画出)开始弹回，在 b 点离开弹簧，并恰能再 回到 a 点。若 bc＝0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为 8 J，则下列 说法正确的是 ( )
【例 1】 假设某地区的平均风速是 6.0 m/s， 已知空气密 度是 1.2 kg/m3，此地有一风车，它的车叶转动时可以形成半 径为 20 m 的圆面 ，假如这个风车能将此圆面内 10%的气流 的动能转变为电能．问： (1)在圆面内，每秒冲击风车车叶的气流的动能是多少？ (2)这个风车平均每秒内发出的电能是多少？
[答案] (1)1.63×105 J (2)1.63×104 J
例题 2：平静的池塘，把一根两端开口带有活塞的直管浸入水 中，活塞刚好与水面平齐。 现将活塞缓慢提升离水面 H=15m，
5 P 1 10 Pa ，水 整个过程外力做功？（活塞 S=1dm ，大气压 0
2
3 kg 1 10 的