专题18 功能关系、能的转化、能量守恒定律—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版
功能关系、能的转化、能量守恒定律—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版
一、单项选择题1．【2016·四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。
他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。
韩晓鹏在此过程中A．动能增加了1 900 J B．动能增加了2 000 JC．重力势能减小了1 900 J D．重力势能减小了2 000J 【答案】C考点：功能关系【名师点睛】此题是对功能关系的考查；关键是搞清功与能的对应关系：合外力的功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的变化量；除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量.2．【2012·浙江卷】功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率60W的白炽灯相当。
根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。
假设每户家庭有二只60W的白炽灯，均用10w的LED 灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近A．8╳108kW·h B．8╳1010kW·h C．8╳1011kW·h D．8╳1013kW·h【答案】B【解析】全国一年节省的电能最接近，故选B．【考点定位】本题考查功能估算及其相关知识3．【2016·上海卷】在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。
若减小风力，体验者在加速下落过程中A．失重且机械能增加B．失重且机械能减少C．超重且机械能增加D．超重且机械能减少【答案】B【解析】据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确。
【考点定位】平衡条件、机械能变化与外力做功关系、超重和失重【方法技巧】通过体验者加速度方向判断超重和失重，通过除重力外其他力做正功机械能增加，其他力做负功机械能减少判断机械能变化情况。
功能关系能量守恒(高三物理一轮专题.docx
功能关系能量守恒(一)一、功能关系1．做功的过程是能量转化的过程，功是能的转化的量度。
2.功能关系——功是能量转化的量度⑴重力所做的功等于重力势能的减少W G E P⑵电场力所做的功等于电势能的减少W电E P⑶弹力所做的功等于弹性势能的减少W弹E P⑷安培力所做的功等于电能的减少W安E k当克服安培力做功时，就有其它形式的能转化为电能；当安培力做正功时，就有电能转化为其它形式的能。
⑸ 只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守恒⑹ 重力和弹簧的弹力以外的力所做的功等于系统机械能的增加 F =2－ 1=EW E E⑺系统内部克服一对滑动摩擦力所做的功等于系统由于摩擦而产生的内能Q= f S （S 为相对滑动的距离）⑻合外力所做的功等于动能的增加W合E k二、能量守恒定律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，在转化和转移的过程中其总量不变。
三、例题讲解例 1、一带电小球在空中由 A 点运动到 B 点的过程中，只受重力和电场力作用 . 若重力做功 -3 J，电场力做功 1 J，则小球的（）A. 重力势能增加 3 JB. 电势能增加 1 JC. 动能减少 3 JD. 机械能增加 1 J例 2、如图所示，木块静止放在光滑水平面上，一颗子弹水平射入木块中，受到的平均阻力为 f ，射入木块的深度为d，此过程中木块位移为s ，则（）A．子弹损失的动能为fsB． s ＞dC．子弹动能的减少等于木块动能的增加D．子弹、木块系统总机械能的损失为fd例 3、如图所示， A、 B 两小球用细线跨过半径为R 的光滑圆柱，圆柱固定在地面上．已知m B m A，且mB k，m A一开始两球与圆柱轴心等高，在 B 球释放后直到 A 球沿圆柱面上升到最高点的过程中：（）A.系统重力势能的减少是m A m B gRB.系统重力势能的减少是m B m A gRC.系统动能的增加是m A m B gRD.A 球到达圆柱体最高点时的速度大小为gR(k2)。
高考物理一轮复习 专题5.4 功能关系、能量转化和守恒定律(精讲)(含解析)
专题5.4 功能关系、能量转化和守恒定律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。
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。
考点一对功能关系的理解及其应用【典例1】（2019·新课标全国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/s2。
由图中数据可得A．物体的质量为2 kg B．h=0时，物体的速率为20 m/sC．h=2 m时，物体的动能E k=40 J D．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=85J–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–80 J=0 J，故E k–E k′=100 J，故D正确。
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。
【高中物理】功能关系、能量守恒定律的知识点汇总,务必掌握
【高中物理】功能关系、能量守恒定律的知识点汇总，务必掌握！知识网络图一、功能关系1．功和能(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有能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。
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W(G)＝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－E1＝ΔE。
(功能原理)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。
三、功能关系的应用1.对功能关系的进一步理解(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量上相等。
2．不同的力做功对应不同形式的能的改变四、能量守恒定律的应用1.对定律的理解(1)某种形式的能量减少，一定有另外形式的能量增加，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。
2．应用定律的一般步骤(1)分清有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在变化。
(2)分别列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式。
(3)列恒等式：ΔE减＝ΔE增。
五、相对滑动物体的能量分析静摩擦力与滑动摩擦力做功特点比较。
物理学能量转化与守恒定律
物理学能量转化与守恒定律能量是物理学中的一个重要概念，可以通过各种方式进行转化和传递。
在物理学中有几个基本的能量转化与守恒定律，它们是能量守恒定律、机械能守恒定律和动量守恒定律。
本文将详细介绍这些定律以及它们在物理学中的应用。
能量守恒定律是物理学中最基本的定律之一。
根据能量守恒定律，能量在一个封闭系统中是不会丢失的，只会从一种形式转化为另一种形式。
简单来说，能量既不能被创造也不能被破坏，只能进行转化。
例如，当一个物体从高处掉落时，它的势能会转化为动能，并在着地时转化为热能和声能。
这个过程中总能量保持不变。
在力学中，机械能守恒定律是一个重要的定律。
机械能是指一个物体的动能和势能的总和。
根据机械能守恒定律，当没有非保守力做功时，机械能在一个封闭系统中保持恒定。
也就是说，当物体只受到重力等保守力的作用时，它的机械能是守恒的。
例如，当一个摆球在摆动过程中，由于没有摩擦等非保守力的存在，机械能（动能和重力势能）将始终保持恒定。
动量守恒定律是描述物体间相互作用的定律。
根据动量守恒定律，当一个封闭系统内部没有外力作用时，系统内各个物体的总动量保持不变。
这意味着在一个封闭系统中，物体间的相互作用会导致动量的转移，但总动量将始终保持恒定。
例如，当两个物体发生碰撞时，它们的动量会相互转移，但碰撞前后系统的总动量保持不变。
能量转化与守恒定律在物理学中有着广泛的应用。
首先，它们可以用来解释和预测各种物理现象和实验结果。
例如，在机械运动中，我们可以使用能量守恒定律和机械能守恒定律来计算物体的速度、位置和加速度等参数。
其次，能量转化与守恒定律也适用于其他领域，例如热力学和电磁学。
在热力学中，我们可以使用能量转化与守恒定律来解释热能和功的转化关系。
在电磁学中，能量转化与守恒定律可以帮助我们理解电能和磁能之间的相互转换。
总之，能量转化与守恒定律是物理学中非常重要的概念和定律。
它们揭示了能量和动量在物理系统中的转化和守恒规律，为我们理解和解释各种物理现象和实验结果提供了基础。
高一物理功能关系 能量守恒定律
功能关系 能量守恒定律
一.功能关系:
3.动能发生变化与什么力做功相关?
4.机械能发生变化与什么力做功相关?
2.弹性势能发生变化与弹力做功相关.
功能关系 能量守恒定律
(1).形变量变大
(2).形变量变小
,弹性势能增加
,弹力做负功
,弹性势能减少
,弹力做正功
二.能量守恒定律
功能关系 能量守恒定律
扩展1：如图所示, B与一轻质弹簧一端相连,弹簧另一端固定在竖直板上,当A以速度V向B撞击时,由于有橡皮泥而粘在一起运动,那么弹簧被压缩到最短时,具有的弹性势能大小为
B
A
V
m V2
4
m V2
4
B
A
V
例：A 、B质量均为m,用弹簧相连,置于光滑水平面上, B刚开始静止,A以初速度 V向左运动,当弹簧最短时,具有的弹性势能大小为
3.动能发生变化与什么力做功相关?
4.机械能发生变化与什么力做功相关?
功能关系 能量守恒定律
一.功能关系:
1.重力势能发生变化与重力做功相关.
2.弹性势能发生变化与什么力做功相关?
3.动能发生变化与什么力做功相关?
4.机械能发生变化与什么力做功相关?
△Ep增= W克
功能关系 能量守恒定律
,重力势能增加
,重力做负功
,重力势能减少
,重力做正功
(1).物体上升
h1
h2
△Ep增= mg (h2 - h1)
WG = - mg (h2 - h1)
(2).物体下降
h1
h2
△Ep减= WG
△Ep减= mg (h1 – h2)
功能关系能量守恒定律课件
[典例 1] 如图所示，AB 为半径 R＝0.8 m 的 14光滑圆弧轨道，下端 B 恰与小车右端平滑 对接．小车质量 m0＝3 kg，车长 l＝2.06 m，车上表面距地面 的高度 h＝0.2 m．现有一质量 m＝1 kg 的滑块，由轨道顶端无 初速释放，滑到 B 端后冲上小车．已知地面光滑，滑块与小车 上表面间的动摩擦因数 μ＝0.3，当车运动了 1.5 s 时，车被地面 装置锁定．(g 取 10 m/s2)试求：
功能关系能量守恒定律
核心要点突破
1．两种摩擦力做功的比较
类别 比较
静摩擦力
滑动摩擦力
在静摩擦力做功的过程 相互摩擦的物体通过滑
中，只有机械能从一个物 动摩擦力做功，部分机 能量的
体转移到另一个物体，而 械能从一个物体转移到 转化方面
没有机械能转化为其他形 另一个物体，部分机械
式的能量
能转化为内能
功能关系能量守恒定律
功能关系能量守恒定律
2．[功能关系的冬奥会雪上项目夺冠的运动员．他在一次自由式滑雪空中技巧
比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他
做功 1 900 J，他克服阻力做功 100 J．韩晓鹏在此过程中( )
A．动能增加了 1 900 J
B．动能增加了 2 000 J
功能关系能量守恒定律
(1)滑块到达 B 端时，轨道对它支持力的大小； (2)车被锁定时，车右端距轨道 B 点的距离； (3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而 产生的内能大小．
功能关系能量守恒定律
[思路点拨] (1)滑块从 A 点到 B 点的运动为圆周运动，满足机 械能守恒的条件．B 点为圆轨道的最低点，重力和支持力的合 力提供向心力． (2)滑块在小车上的运动，属于滑块—木板模型．滑块和小车的 所受摩擦力及运动示意图如图所示：
高考物理复习：功能关系、能量守恒定律
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'-Ffh'=-4 500 J,根据动能定理可知,他的动能减少了 4 500 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=Ffh'=6 000 J,
根据功能关系,他的机械能减少了 6 000 J,D 错误。
m/s2。下列说法正确的是( BC )
A.小球到达B点速度最大
B.小球在A点的弹性势能为0.6 J
C.小球从位置A到位置B的过程,动能先增大后减小
D.小球从位置B到位置C的过程,重力对小球做功为0.4 J
解析:小球从位置A上升到位置B的过程中,弹簧的弹力先大于重力,后小于
重力,小球的合力先向上后向下,则小球先加速后减速,当弹簧的弹力等于
中,B始终未离开桌面。在此过程中A、B组成的系统机械能守恒吗?A的重
力势能的减小量等于两物体总动能的增加量吗?
提示 (1)因为地面有摩擦力,故A、B组成的系统机械能不守恒。
(2)A的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量与产生的内能之
和。
【知识巩固】
1.思考判断
(1)物体下落h,重力做功mgh,物体具有了能量mgh。( × )
μmg=ma1,v=vB-a1t1
对于小车,μmg=m0a2,v=a2t1
解得v=1 m/s,t1=1 s<1.5 s
故滑块与小车同速后,小车继续向左匀速行驶了0.5 s,
则小车右端距 B 点的距离为 l
(3)Q=μmgl
车= t1+v(1.5
2
+
t1-2t1)=6
高三物理：功能关系及能量守恒的综合应用(解析版)
功能关系及能量守恒的综合应用1.功能关系及能量守恒在高考物理中占据了至关重要的地位，因为它们不仅是物理学中的基本原理，更是解决复杂物理问题的关键工具。
在高考中，这些考点通常被用于检验学生对物理世界的深刻理解和应用能力。
2.从命题方式上看，功能关系及能量守恒的题目形式丰富多样，既可以作为独立的问题出现，也可以与其他物理知识点如牛顿运动定律、动量守恒定律等相结合，形成综合性的大题。
这类题目往往涉及对能量转化、传递、守恒等概念的深入理解和灵活运用，对考生的逻辑思维和数学计算能力有较高的要求。
3.备考时，考生需要首先深入理解功能关系及能量守恒的基本原理和概念，明确它们之间的转化和守恒关系。
这包括理解各种形式的能量(如动能、势能、热能等)之间的转化关系，以及能量守恒定律在物理问题中的应用。
同时，考生还需要掌握相关的公式和计算方法，如动能定理、机械能守恒定律等，并能够熟练运用这些公式和方法解决实际问题。
4.考向一：应用动能定理处理多过程问题1．解题流程2．注意事项(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系。
(2)应用动能定理的关键在于对研究对象进行准确的受力分析及运动过程分析，并画出运动过程的草图，借助草图理解物理过程之间的关系。
(3)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；当所求解的问题不涉及中间的速度时，也可以全过程应用动能定理求解，这样更简便。
(4)列动能定理方程时，必须明确各力做功的正、负，确实难以判断的先假定为正功，最后根据结果加以检验。
考向二：三类连接体的功能关系问题1.轻绳连接的物体系统常见情景二点提醒(1)分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。
(2)用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。
2.轻杆连接的物体系统常见情景三大特点(1)平动时两物体线速度相等，转动时两物体角速度相等。
(2)杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。
高考物理《功能关系：能量守恒定律》总复习专题精品PPT
重力势能减少ΔEp'=mglAC sin 37°=50.4 J
克服摩擦力做功Wf'=f· lAC=μmg cos 37°×lAC=34.9 J
由能量的转化与守恒定律得:
Epm=ΔEk'+ΔEp'-Wf'=24.5 J。
栏目索引
重难三
类别 比较 静摩擦力
摩擦力做功的计算
滑动摩擦力
功能关系的应用
(1)合外力做的功等于物体动能的改变,
栏目索引
即W合=Ek2-Ek1=ΔEk。(动能定理) (2)重力做的功等于物体重力势能的改变, 即WG=Ep1-Ep2=-ΔEp。 (3)弹簧弹力做的功等于弹性势能的改变, 即W弹=Ep1-Ep2=-ΔEp。 (4)除了重力和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除=E2-E1=ΔE。(功能关系) (5)电场力做功等于电势能的改变,即W电=Ep1-Ep2=-ΔEp。
栏目索引
栏目索引
4.(多选)如图所示,在光滑四分之一圆弧轨道的顶端a点,质量为m的物块(可 视为质点)由静止开始下滑,经圆弧最低点b滑上粗糙水平面,圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接,物块最终滑至c点停止。若圆弧轨道半径为R,物块 与水平面间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是 ( A.物块滑到b点时的速度为 gR B.物块滑到b点时对b点的压力是3mg
栏目索引
二、能量守恒定律 1.内容:能量既不会消灭,也不会消失,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=① -ΔE增 。
注意 ΔE增为末状态的能量减去初状态的能量,而ΔE减为初状态的能量
2024届高考物理总复习：功能关系能量守恒定律的理解及应用教师用书
第1课时功能关系、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力的功动能变化W ＝E k2－E k1＝ΔE k重力的功重力势能变化(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)W G ＝－ΔE p ＝E p1－E p2弹簧弹力的功弹性势能变化(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)W F ＝－ΔE p ＝E p1－E p2只有重力、弹力做功机械能不变化机械能守恒，ΔE ＝0除重力和弹力之外的其他力做的功机械能变化(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 其他＝ΔE一对相互作用的滑动摩擦力的总功机械能减少内能增加(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)摩擦生热Q ＝F f ·s 相对2．两个特殊的功能关系(1)滑动摩擦力与两物体间相对滑动的路程的乘积等于产生的内能，即F f ·s 相对＝Q 。
(2)感应电流克服安培力做的功等于产生的电能，即W 克安＝E 电。
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)某种形式能量减少，一定存在其他形式能量增加，且减少量和增加量相等。
(2)某个物体能量减少，一定存在其他物体能量增加，且减少量和增加量相等。
情境创设如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一物体，物体在A 处时，弹簧处于原长状态。
现用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体自然分开。
此过程中，物体克服手的支持力所做的功为W，不考虑空气阻力。
微点判断对于上述情境所描述的过程：(1)支持力对物体做负功。
(√)(2)弹簧的弹性势能一直增大。
(√)(3)物体的重力势能一直增大。
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一、单项选择题
1．【2016〃四川卷】韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。
他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。
韩晓鹏在此过程中
A．动能增加了1 900 J B．动能增加了2 000 J
C．重力势能减小了1 900 J D．重力势能减小了2 000J
【答案】C
考点：功能关系
【名师点睛】此题是对功能关系的考查；关键是搞清功与能的对应关系：合外力的功等于动能的变化量；重力做功等于重力势能的变化量；除重力以外的其它力做功等于机械能的变化量.
2．【2012〃浙江卷】功率为10W的发光二极管（LED灯）的亮度与功率60W的白炽灯相当。
根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰。
假设每户家庭有二只60W的白炽灯，均用10w的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近
A．8╳108kW·h B． 8╳1010kW·h C． 8╳1011kW·h
D． 8╳1013kW·h
【答案】B
【解析】全国一年节省的电能最接近
()810
W Pt
==⨯⨯⨯⨯⨯⋅，故选B．
20.06kW-0.01kW 5.5104h365=8.0310kW h
【考点定位】本题考查功能估算及其相关知识
3．【2016〃上海卷】在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。
若减小风力，体验者在加速下落过程中
A．失重且机械能增加 B．失重且机械能减少
C．超重且机械能增加 D．超重且机械能减少
【答案】B
【解析】据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重
力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B 正确。
【考点定位】平衡条件、机械能变化与外力做功关系、超重和失重
【方法技巧】通过体验者加速度方向判断超重和失重，通过除重力外其他力做正功机械能增加，其他力做负功机械能减少判断机械能变化情况。
4．【2017〃新课标Ⅲ卷】如图，一质量为m ，长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂。
用
外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点，M 点与绳的上端P 相距13l 。
重力加速度大小为
g 。
在此过程中，外力做的功为
A ．19mgl
B ．16mgl
C ．13mgl
D ．12mgl
【答案】A
【考点定位】重力势能、功能关系
【名师点睛】重点理解机械能变化与外力做功的关系，本题的难点是过程中重心高度的变化情况。
5．【2012〃安徽卷】如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力。
已知AP=2R ，重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中。