高三物理课件-功能关系
湖南省2015届高三物理 专题二 第一节 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件
【分析与解答】(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 1 2 ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝ vm0＋mglADsin37° ① 2 物体克服摩擦力产生的热量为 Q＝Fx ② 其中 x 为物体的路程，即 x＝5.4 m F＝μmgcos37° ④ ⑤ 由能量守恒定律可得ΔE＝Q 由①②③④⑤式解得 μ＝0.52. ③
专题二第6课时功能关系_机械能守恒 定律能量守恒定律
3. 机械能瞬时损失问题
例 4.质量为 m 的质点，系于长为 R 的轻绳的一端，绳的另一端固定在 空间的 O 点，假定绳是不可伸长的、 柔软且无弹性的．今把质点从 O 点的 8 正上方离 O 点的距离为 R 的 O1 点以 9 3 水平的速度 v0＝ gR抛出，如图所示．试求： 4 (1)轻绳即将伸直时，绳与竖直方向的夹角为多少？ (2)当质点到达 O 点的正下方时，绳对质点的拉力 为多大？
(2)由 A 到 C 的过程中，动能减少 1 2 ΔE′k＝ mv0 2 ⑥
重力势能减少ΔE′p＝mglACsin37° 摩擦生热 Q＝FxAC＝μmgcos37°xAC ΔEpm＝ΔE′k＋ΔE′p－Q 联立⑥⑦⑧⑨解得ΔEpm＝24.4 J. ⑨
⑦ ⑧
由能量守恒定律得弹簧的最大弹性势能为
• 6、 如图所示，斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ＝ 53°，BD为半径R＝4 m的圆弧形轨道，且B点与D点 在同一水平面上，在B点，斜面轨道AB与圆弧形轨道 BD相切，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑，在A 点处有一质量m＝1 kg的小球由静止滑下，经过B、C 两点后从D点斜抛出去，最后落在地面上的S点时的速 度大小vS＝8 m/s，已知A点距地面的高度H＝10 m， B点距地面的高度h＝5 m，设以MDN为分界线，其左 边为一阻力场区域，右边为真空区域，g取10 m/s2， cos53°＝0.6，求： • (1)小球经过B点时的速度为多大？ • (2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大？ • (3)小球从D点抛出后，受到的阻力Ff与其瞬时速度方向 始终相反，求小球从D点至S点的过程中阻力Ff所做的 功。
第2讲 机械能守恒定律和功能关系
3L 2
，而砝码的高度不
变，设圆环的速度为v2，此时砝码的速度为v2cos 53°.由系统机械
能守恒
mghAB＝12mv22＋12×5m(v2cos 53°)2
得圆环下滑到B点时的速度v2＝
15gL 14 .
第29页
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答案：(1)2 gL
25L (2) 12
(3)
15gL 14
物理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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物理
A．若R不变，m越大，则v0越大 B．若R不变，m越大，则小球经过c点对轨道的压力变大 C．若m不变，R越大，则v0越小 D．若m不变，R越大，则小球经过b点后的瞬间对轨道的压力仍 不变
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物理
解析：选D.由题意知，小球刚好通过轨道最高点，即在最高点，
小球所受重力完全充当向心力，mg＝m
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物理
(1)砝码下降到最低点时，圆环的速度大小； (2)圆环能下滑的最大距离； (3)圆环下滑到B点时的速度大小．
第26页
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物理
解析：(1)当圆环到达C点时，砝码下降到最低点，此时砝码速度 为零 圆环下降高度为hAC＝34L 砝码下降高度为Δh＝54L－L＝L4 由系统机械能守恒mghAC＋5mgΔh＝12mv21 则圆环的速度v1＝2 gL.
第27页
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物理
(2)当圆环下滑最大距离为H时，圆环和砝码的速度均为零 砝码上升的高度ΔH＝ H－34L2＋L2－54L 由系统机械能守恒，圆环重力势能的减少量等于砝码重力势能的 增加量，即mgH＝5mgΔH，得圆环能下滑的最大距离H＝2152L.
高三物理二轮复习专题课件精编：专题四 第1课时 功能关系在力学中的应用
热点题型例析
解析
专题四 第1课时
(1)滑块从 A 点到 D 点的过程中，根据动能定理有
本 课 时 栏 目 开 关
2R mg· (2R－R)－μmgcos 37° · ＝0－0 sin 37° 1 解得：μ＝ tan 37° ＝0.375 2
(2)若使滑块能到达 C 点，根据牛顿第二定律有
mvC 2 mg＋FN＝ R
知识方法聚焦
专题四 第1课时
2．机械能守恒定律的应用 (1)机械能是否守恒的判断
本 课 时 栏 目 开 关
①用做功来判断，看重力 (或弹簧弹力)以外的其他力做功 的代数和是否为 零 ． ②用能量转化来判断，看是否有机械能转化为其他形式的能． ③对一些“绳子突然绷紧”、“ 物体间碰撞 ”等问题，机 械能一般不守恒，除非题目中有特别说明及暗示．
专题四 第1课时
(3)滑块离开 C 点后做平抛运动，有
本 课 时 栏 目 开 关
1 2 x＝vC′t，y＝2gt 2R－y 由几何知识得 tan 37° ＝ x 整理得：5t2＋3t－0.8＝0 解得 t＝0.2 s(t＝－0.8 s 舍去)
答案 (1)0.375
(2)2 3 m/s (3)0.2 s
答案 CD
热点题型例析
题型 2 例2 动力学方法和动能定理的综合应用 (15 分)如图 3 所示，上表面光滑、
专题四 第1课时
长度为 3 m、质量 M＝10 kg 的木板，
图3
在 F＝50 N 的水平拉力作用下，以 v0＝5 m/s 的速度沿水平
本 课 时 栏 目 开 关
地面向右匀速运动．现将一个质量为 m＝3 kg 的小铁块(可 视为质点)无初速度地放在木板最右端，当木板运动了 L＝ 1 m 时，又将第二个同样的小铁块无初速地放在木板最右 端， 以后木板每运动 1 m 就在其最右端无初速度地放上一个 同样的小铁块．(g 取 10 m/s2)求： (1)木板与地面间的动摩擦因数； (2)刚放第三个小铁块时木板的速度； (3)从放第三个小铁块开始到木板停止的过程，木板运动的 距离．
2015届高三物理二轮复习 专题3 第2讲机械能守恒定律功能关系课件
(2014·吉林九校联合体)把质量为m的小球(可看做质点)放 在竖直的轻质弹簧上，并把小球下按到 A 的位置 ( 图甲 ) ，如图
所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点(图
丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知AB 的高度差为 h1，BC的高度差为 h2，重力加速度为 g，不计空气 阻力。则( )
专题三
第二讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
以月面为零势能面，“玉兔”在 h 高度的引力势能可表示 GM＋h 为 EP＝ ，其中 G 为引力常量，M 为月球质量。若忽略 RR＋h 月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为 ( ) mg月R A． (h＋2R) R＋h mg月R 2 C． (h＋ R) 2 R＋h mg月R B． (h＋ 2R) R＋h mg月R 1 D． (h＋ R) 2 R＋h
专题三
第二讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
3.选取三种表达式时应注意的问题 第一种表达式是从“守恒”的角度反映机械能守恒，解题 必须选取参考平面，而后两种表达式都是从“转化”的角度来 反映机械能守恒，不必选取参考平面，具体用哪种表达式解
题，要注意灵活选取。
专题三
第二讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
g＝10m/s2)
专题三
第二讲
走向高考 · 二轮专题复习新课标版 ·物理
[解析]
对 A、B 两物体组成的系统，只有动能和重力势
能的相互转化，机械能守恒。设绳与水平杆夹角 θ2＝53° 时，A 的速度为 vA、B 的速度为 vB，此过程中 B 下降的高度为 h1， 1 2 1 2 h h 则有 mgh1＝ mvA＋ mvB， 其中 h1＝ － ， v cosθ2＝vB， 2 2 sinθ1 sinθ2 A 代入数据，解以上关系式得 vA＝1.1m/s。A 沿着杆滑到左侧滑 轮正下方的过程，绳子拉力对 A 做正功，A 做加速运动，此后 绳子拉力对 A 做负功，A 做减速运动。
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第五章第4节 功能关系、能的转化和守恒定律
高考调研
高三物理（新课标版）
1 2 1 2 1 2 －μmgL＝( mv1＋ mv2)－ mv0 2 2 2
(3)
(3)式中，等号右边表明系统动能的减少，等号左边 为摩擦力对系统做的总功．即系统减少的机械能(动能) 转化为内能，而增加的内能又等于滑动摩擦力和相对路 程(不是相对位移)的乘积．
第五章
第五章
第4节)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转 移(静摩擦力起着传递机械能的作用)， 而没有机械能转化 成其他形式的能．所以，也就不存在“摩擦生热”的问 题．
第五章
第4节
高考调研
2．滑动摩擦力做功的特点 先研究以下实例：
高三物理（新课标版）
如图所示， 质量为 m 的木块以速度 v0 滑上原来静止 的质量为 M 的木板，水平地面光滑，木板长为 L，当木 块运动到木板的另一端时，它们的速度分别是 v1 和 v2， 木板的位移为 s.
第五章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
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第五章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
A．他的动能减少了 Ffh B．他的重力势能增加了 mgh C．他的机械能减少了 Ffh D．他的机械能减少了(Ff－mg)h
湖南省2015届高三物理 专题二 第6课时 功能关系 机械能守恒定律能量守恒定律课件
2.用功能关系分析解答相关问题
例 3 .(2012 安徽)如图所示，在竖直平面内有一个 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 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( ) A．重力做功 2mgR B．机械能减少 mgR C．合外力做功 mgR 1 D．克服摩擦力做功 mgR 2
• 3、(2013年山东)如图，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 • 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
重点知识诠释 一、功能关系
1. 功
功是__________ 能量转化 的量度。做功的过程就是 ___________ 能量转化 的过程。做了多少功，就有多少能 量发生转化。 2. 具体情况 (1)重力做功：___________ 重力势能 和其他能相互转化。 (2)弹簧弹力做功：____________ 弹性势能 和其他能相互 转化。 (3)滑动摩擦力做功：机械能转化为_______ 内能 。
【分析与解答】(1)该系统在自由转动过程中，只有 重力做功，机械能守恒．设 A 球转到最低点时的线速度 为 vA，B 球的速度为 vB，则据机械能守恒定律可得： mgr mvA mvB mgr－ ＝ ＋ 2 2 2 据圆周运动的知识可知：vA＝2vB 由上述二式可求得：vA＝ 4gr 5
广东省新兴县惠能中学高三物理复习《功能关系》课件
Mg-2mgsinα=0
即 Mg 2m g
h l 2 h ( ) 2
2
解得 h
Ml 2 4m M
2 2
【例9】如图，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球， 另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子， 把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰 能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置 解析： 设绳碰到钉子后恰能绕P点做圆周运动的半径 为r，运动到最高点的速率为V，由机械能守恒定律得
能的转化和守恒
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， 能的总量保持不变。 1．应用能量守恒定律的两条思路：
（1）某种形式的能 的减少量，一定等 于其他形式能的增 加量．
（2）某物体能量的 减少量，一定等于 其他物体能量的增 加量．
到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停止，在
不计空气和摩擦阻力的情况下，h为 D (
v A． 2g ( M m )v C． mg
2 2
)
( M m )v 2 B． 2mg ( 2 M m )v 2 D． 2mg
A
B 电动机
解见下页
解： 以电梯和平衡重物作为整体来分析，
整体的动能转化为电梯中人的势能
A着地后,B做竖直上抛运动,竖直上抛能上升的高度为
v2 h 2g 代入数据有 h 0.2m
B物体上升过程中距地面的最大高度为
H h h 1.2 m
⑥
例7：将细绳绕过两个定滑轮A和B．绳的两端各 系一个质量为m的砝码。A、B间的中点C挂一质量 为M的小球，M<2m，A、B间距离为l，开始用手托 住M使它们都保持静止，如图所示。放手后M和2个 m开始运动。求(1)小球下落的最大位移H是多少？ (2)小球的平衡位置距C点距离h是多少？
2024届高考一轮复习物理课件(新教材粤教版)：电场中功能关系及图像问题
例6 一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep 随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x＝x1对称的曲线， x2～x3段是直线，则下列说法正确的是 A.x1处电场强度最小，但不为零 B.粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动 C.若x1、x3处电势为φ1、φ3，则φ1<φ3
x≥5d的区域内电场方向沿x轴负方向，所以电子释 放后受水平向右的力，电场力一直做正功，电势能 一直减小，故D正确.
考向4 Ep－x图像、Ek－x图像
1.Ep－x图像 由电场力做功与电势能变化关系 F 电 x＝Ep1－Ep2＝－ΔEp 知 Ep－x 图像的 切线斜率 k＝ΔΔExp，其绝对值等于电场力大小，正负代表电场力的方向. 2.Ek－x图像 当带电体只有电场力做功，由动能定理 F 电 x＝Ek－Ek0＝ΔEk 知 Ek－x 图 像的切线斜率 k＝ΔΔExk，斜率表示电场力.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2.(2023·广东深圳市高三检测)如图所示，有一竖直固定放置的绝缘圆环， 圆环上均匀分布着正电荷，一固定绝缘光滑细杆过圆心且沿垂直圆环平 面方向穿过圆环，细杆上套有一个带正电的小环，小环从A点由静止释 放，沿细杆运动.下列说法一定正确的是 A.小环所受电场力逐渐变小 B.小环的加速度先向右后向左 C.小环的电势能逐渐增加
专
题
强 化 十
电场中功能关系及图像问题
三
目标 1.学会处理电场中的功能关系.2.能解决电场中各种图像问题，理解图像斜率、面积等表示的物理意义并能解 要求 决相关问题.
内容索引
题型一 电场中功能关系的综合问题 题型二 电场中的图像问题
电场中功能关系的综合问题
高三物理电场中的功能关系
考点四电场中的功能关系(高频41)1．静电力做功的计算方法(1)W AB＝qU AB(普遍适用)；(2)W＝qEl cos_θ(适用于匀强电场)；(3)W AB＝－ΔE p＝E p A－E p B(从能量角度求解)；(4)W电＋W非电＝ΔE k(由动能定理求解)．2．带电粒子在电场中做曲线运动时正负功的判断(1)粒子速度方向一定沿轨迹的切线方向，粒子合力方向一定沿电场线指向轨迹弯曲的凹侧．(2)静电力与速度方向间夹角小于90°，静电力做正功；夹角大于90°，静电力做负功．3．功能关系(1)若只有静电力做功，电势能与动能之和保持不变；(2)若只有静电力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变；(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化；(4)合力对物体所做的功，等于物体动能的变化．命题点1电场力做功与电势能变化的判断1．(2018·江苏泰州高三上学期期中)如图所示为某静电除尘装置的原理图，废气先经过一个机械过滤装置再进入静电除尘区．图中虚线是某一带电的尘埃(不计重力)仅在电场力作用下向集尘极迁移并沉积的轨迹，A、B两点是轨迹与电场线的交点．不考虑尘埃在迁移过程中的相互作用和电量变化，则以下说法正确的是()A．尘埃在A点的加速度大于在B点的加速度B．尘埃带正电C．A点电势高于B点电势D．尘埃在迁移过程中电势能一直在增大命题点2电场中的功能关系1．(2015·课标卷Ⅱ，24)如图，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点．已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°.不计重力．求A、B两点间的电势差．2．(2013·课标卷Ⅱ，24)如图，匀强电场中有一半径为r 的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行．a 、b 为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行．一电荷量为q (q >0)的质点沿轨道内侧运动，经过a 点和b 点时对轨道压力的大小分别为N a 和N b .不计重力，求电场强度的大小E 、质点经过a 点和b 点时的动能．考点五 等分法的灵活应用(高频42)解决匀强电场中电势差与电场强度关系时应抓住“一式二结论”(1)一式：E ＝U d ＝W 电qd，其中d 是沿电场强度方向上的距离． (2)二结论：结论1 匀强电场中的任一线段AB 的中点C 的电势，等于φC ＝φA ＋φB 2，如图甲所示．结论2 匀强电场中若两线段AB ∥CD ，且AB ＝ CD ，则U AB ＝U CD (或φA －φB ＝φC －φD )，如图乙所示．命题点 等分法的灵活应用1．(2017·课标卷Ⅲ，21)一匀强电场的方向平行于xOy 平面，平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V 、17 V 、26 V ．下列说法正确的是( )A ．电场强度的大小为2.5 V/cmB ．坐标原点处的电势为1 VC ．电子在a 点的电势能比在b 点的低7 eVD．电子从b点运动到c点，电场力做功为9 eV[高考真题]1．(2015·海南卷，7)如图，两电荷量分别为Q(Q＞0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b点位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零．下列说法正确的是()A．b点电势为零，电场强度也为零B．正的试探电荷在a点的电势能大于零，所受电场力方向向右C．将正的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功D．将同一正的试探电荷先后从O、b两点移到a点，后者电势能的变化较大2.(2016·课标卷Ⅰ，20)如图，一带负电荷的油滴在匀强电场中运动，其轨迹在竖直面(纸面)内，且相对于过轨迹最低点P的竖直线对称．忽略空气阻力．由此可知()A．Q点的电势比P点高B．油滴在Q点的动能比它在P点的大C．油滴在Q点的电势能比它在P点的大D．油滴在Q点的加速度大小比它在P点的小3.(2018·山东泰安高三上学期期中)如图，两电荷量分别为Q(Q>0)和－Q的点电荷对称地放置在x轴上原点O的两侧，a点位于x轴上O点与点电荷Q之间，b位于y轴O点上方．取无穷远处的电势为零，下列说法正确的是()A．O点的电势为零，电场强度也为零B．a点的电势高于b点电势，a点电场强度大于b点电场强度C．正的试探电荷在b点的电势能大于零，所受电场力方向指向O点D．将负的试探电荷从O点移到a点，必须克服电场力做功4．(2018·山东潍坊高三上学期期中)匀强电场的方向平行于xOy平面，平面内a、b、c三点的位置如图所示，三点的电势分别为10 V、16 V、22 V．下列说法正确的是()A．电场强度的大小为 5 V/cmB．坐标原点处的电势为0 VC．电子在a点的电势能比在b点的低6 eVD．电子从c点运动到b点，电场力做功为6 eV课时作业(二十)[基础小题练]1．将一正电荷从无限远处移入电场中M点，静电力做功W1＝6×10－9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无限远处，静电力做功W2＝7×10－9 J，则M、N两点的电势φM、φN，有如下关系()A．φM＜φN＜0 B．φN＞φM＞0C．φN＜φM＜0 D．φM＞φN＞02.如图所示，空间中存在着由一固定的正点电荷Q(图中未画出)产生的电场，另一正点电荷仅在电场力作用下沿曲线MN运动，在M点的速度大小为v0，方向沿MP方向，到达N点时速度大小为v，且v<v0，则()A．Q一定在虚线MP上方B．M点的电势比N点的电势高C．正点电荷在M点的电势能比在N点的小D．正点电荷在M点的加速度大小比在N点的大3.如图所示，在某电场中画出了三条电场线，C点是AB连线的中点．已知A点的电势为φA＝50 V，B点的电势为φB＝10 V，则C点的电势()A．φC＝30 VB．φC＞30 VC．φC<30 VD．上述选项都不正确4．如图所示的虚线为电场中的三个等势面，三条虚线平行等间距，电势值分别为10 V、19 V,28 V，实线是仅受静电力的带电粒子的运动轨迹，A、B、C是轨迹上的三个点，A到中心虚线的距离大于C到中心虚线的距离，下列说法正确的是()A．粒子在三点受到的静电力方向相同B．粒子带负电C．粒子在三点的电势能大小关系为E p C>E p B>E p AD．粒子从A运动到B与从B运动到C，静电力做的功可能相等5.如图所示，在水平地面上竖直固定一绝缘弹簧，弹簧中心直线的正上方固定一个带电小球Q，现将与Q带同种电荷的小球P从直线上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中，下列说法中正确的是()A．小球P的电势能先减小后增加B．小球P与弹簧组成的系统机械能一定增加C．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和D．小球P速度最大时所受弹簧弹力和电场力的合力为零。
电场中的功能关系-PPT课件
利用W＝qU计算电场力的功时，可将q、U的正、负号一起代入，计算出 的W也有正、负之分，能表示电场力做正、负功；也可以只代入q、U的绝对值，然后 根据电场力的方向和电荷移动方向判断功的正负．
【例1】 (12分)如图所示，在O点放置一个正电荷．在过O点的竖直平面内的A点，自 由释放一个带正电的小球，小球的质量为m、电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线 所示，它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点，O、C在同一 水平线上，∠BOC＝30°，A距离OC的竖直高度为h.若小球通过B点的速度为v，试 求：
2．电场中的功能关系
(1)若只有电场力做功，电势能和动能之和保持不变．
(2)若只有电场力和重力做功，电势能和重力势能、动能之和保持不变．
(3)除重力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化．
3．电场力做功的计算方法 (1)由公式W＝Fscos α计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝qE·sE，其中sE 为电荷初、末位置在电场方向上的距离． (2)由电场力做功与电势能变化关系计算，WAB＝qUAB对任何电场都适用． (3)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk.
(1)小球通过C点的速度大小．
(2)小球由A到C的过程中电场力做的功．
思路点拨： φB＝φC ―→ WBC＝0 ―→ WAB＝WAC ―→ 由动能定理分析 ―→ 求解
规范解答：(1)因 B、C 两点电势相等，小球由 B 到 C 只有重力做功，由动能定理得： mgR·sin 30°＝12mv2C－12mv2(3 分) 得：vC＝ v2＋gR.(3 分) (2)由 A 到 C 应用动能定理得： WAC＋mgh＝12mv2C－0(3 分) 得：WAC＝12mv2C－mgh＝12mv2＋12mgR－mgh.(3 分) 答案：(1) v2＋gR (2)12mv2＋12mgR－mgh
高三物理二轮复习专题课件精编：专题二 第2课时 动力学观点在电学中的应用
热点题型例析
专题四 第2课时
(3)取向右为正方向， B 球进入电场前，带电系统做匀加速运动： v1 2qE qE 2mL a1＝ ＝ ，t ＝ ＝ qE 2m m 1 a1
本 课 时 栏 目 开 关
qE 带电系统在电场中时，做匀减速运动：a2＝－ 2m 设 A 球刚出电场时速度为 v2，由动能定理得： 1 －qEL＝ ×2m(v2 2－v1 2) 2 qEL 解得：v2＝ m
专题四 第2课时
1．功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种 性质不同的力，因此，通过审题，抓住 受力分析 和运动
本 过程分析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的 课 时 特点来选择相应规律求解． 栏 目 开 2．动能定理和能量守恒定律在处理电学中能量问题时仍然是 关
首选的方法.
热点题型例析
热点题型例析
审题突破
专题四 第2课时
带电粒子在水平匀强电场中做什么运动？速度与
电场方向成 30° 角，隐含条件是什么？ 1 解析 (1)由动能定理得：qU＝2mv1 2
本 课 时 栏 目 开 关
代入数据得 v1＝104 m/s
(2)粒子沿初速度方向做匀速运动：d＝v1t 粒子沿电场方向做匀加速运动：vy＝at v1 由题意得：tan 30° ＝v y 由牛顿第二定律得：qE＝ma 联立以上各式并代入数据得： E＝ 3×103 N/C＝1.732× 103 N/C
专题四 第2课时
题型 1
本 课 时 栏 目 开 关
几个重要的功能关系在电学中的应用
例1
如图 1 所示， 在竖直平面内有一匀强电
场，其方向与水平方向成 α＝30° 斜向上， 在电场中有一质量为 m、电量为 q 的带电 小球，用长为 L 的不可伸长的绝缘细线挂 于 O 点，当小球静止于 M 点时，细线恰好 则以下判断正确的是 图1 ( ) 水平．现用外力将小球拉到最低点 P，然后无初速度释放，
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)
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。
2013届高考一轮物理复习课件(人教版)：第九章第4节 电磁感应中的动力学问题和功能关系
高考调研
高三物理（新课标版）
【解析】
方法一：(1)细线烧断前：F＝3mg①
细线烧断后，MN 向上运动，M′N′向下运动，某 时刻，设 MN 和 M′N′的加速度分别为 a 和 a′，则由 牛顿第二定律得： F－mg－F 安＝ma② 2mg－F 安＝2ma′③ 由①②③得 a＝2a′
第九章
第4节
高考调研
第九章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
【重点提示】
外
当外力为恒力时，常常出现 F 安＝F
，导体最终达到平衡状态，此时 a＝0，速度达到最大速
度(稳定速度)．
第九章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
二、电磁感应过程中的能量转化 1．从能量转化角度看，电磁感应过程是⑤________ 能转化为⑥________能的过程． 2．能量转化流程 电磁感应 电流做功 其他能(如机械能) ――→ 电能 ――→ 其他能如内能
第九章
第4节
高考调研
高三物理（新课标版）
(3)下滑过程中，速度最大时，ab 杆所受合力为零， 即 B2L2vmax 0 F 合＝mgsinθ－ R ＝0， mgRsinθ 则 vmax＝ . B2L2 0
第九章
第4节
高考调研
题后反思
高三物理（新课标版）
(1)棒在重力作用下沿导轨向下运动，从而棒产生感 应电动势―→产生感应电流―→受到安培力阻碍棒的速 度增大． (2)只要安培力小于 mgsinθ.棒就要加速下滑，导致 E 继续增大，使 F 增大．当棒合力为零时，达到最终的最 大速度． (3)重点要放在受力及力的变化上，以及对运动全过 程的分析．同时注意分析速度及加速度的变化情况．
2014年《步步高》高三物理一轮复习课件(江苏专用) 第四章 第4讲 专题 功能关系、能量转化和守恒定律
1 2 解析 (1)由机械能守恒定律得 mgh＝ mv ，解得 v＝ 2gh. 2 (2)在水平滑道上物块 A 克服摩擦力所做的功为 W＝μmgd， 1 2 由能量守恒定律得 mv ＝Ep＋μmgd， 2 以上各式联立得 Ep＝mgh－μmgd. (3)物块 A 被弹回的过程中，克服摩擦力所做的功仍为 W＝ μmgd， 由能量守恒定律得 Ep＝μmgd＋mgh′ 所以物块 A 能够上升的最大高度为 h′＝h－2μd.
Hale Waihona Puke (3)滑块在从 B 到 C 运动过程中，设运动时间为 t，由运动学公 式得 v0＝vB＋at ⑥ 产生的热量 Q＝μmg(v0t－L) ⑦ 由①③⑤⑥⑦得 Q＝4 J
答案
(1)60 N
方向竖直向下
(2)0.3
(3)4 J
【应用】 如图4－4－6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
解析
对木箱受力分析如图所示，则由动能定理：
WF－mgh－WFf＝ΔEk，故C对． 由上式得：WF－WFf＝ΔEk＋mgh，故A错、D对． 由重力做功与重力势能变化关系知B对，故B、C、
D对．
答案 BCD
【变式跟踪 1】(多选)如图 4－4－2 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， 3 其运动的加速度为 g，此物体在斜面上上升的最大高度为 4 h，则在这个过程中物体 ( )．
(6)化学能→动能
常见的功能关系
题型一
对功能关系的理解
【典例1】 (多选)如图4－4－1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 漂在水面上的木箱，使其由水面开始加速上升到某 一高度，若考虑空气阻力而不考虑空气浮力，则在 图4-4-1 此过程中，以下说法正确的有 ( )． A．力F所做功减去克服空气阻力所做的功等于重力势能的 增量 B．木箱克服重力所做的功等于重力势能的增量 C．力F、重力、空气阻力三者合力所做的功等于木箱动能 的增量 D．力F和空气阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
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mg l 2r 1 mv2
2
在最高点，由向心力公式有：
v2 mg m
r
r 2l 5
OP 3 l 5
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【例】如图所示，木块A放在木块B上左端，用力F将A
拉至B的右端，第次将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，这次F
做的功为W2，生热为Q2，则应有
A． W1＜W2， Q1= Q2
B． W1= W2， Q1＝Q2
C． W1＜W2， Q1＜Q2
D． W1＝W2， Q1＜Q2
⑤
B物体上升过程中距地面的最大高度为
H h h 1.2 m
⑥
例7：将细绳绕过两个定滑轮A和B．绳的两端各 系一个质量为m的砝码。A、B间的中点C挂一质量 为M的小球，M<2m，A、B间距离为l，开始用手托 住M使它们都保持静止，如图所示。放手后M和2个 m开始运动。求(1)小球下落的最大位移H是多少？ (2)小球的平衡位置距C点距离h是多少？
解析：设B的长度为d，则系统损失的机械
能转化为内能的数量Q1＝Q2=μmAgd，所以 C、D都错．
在两种情况下用恒力F将A拉至B的右端的过程中．第二种
情况下A对地的位移要大于第一种情况下A对地的位移，所
以 W2＞W1，B错
某地强风的风速约为v=20m/s,设空气
密度ρ=1.3kg/m3,如果把通过横截面积 =20m2风的动能全部转化为电能,则利
即 Mg 2mg
h h2 ( l )2
2
解得 h Ml 2 4m2 M 2
【例9】如图，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球， 另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子， 把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰 能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置
解析： 设绳碰到钉子后恰能绕P点做圆周运动的半径 为r，运动到最高点的速率为V，由机械能守恒定律得
功能关系
1．能是物体做功的本领．也就是说是做功的根源．功是 能量转化的量度．究竟有多少能量发生了转化，用功来量 度，二者有根本的区别，功是过程量，能是状态量．
2．我们在处理问题时可以从能量变化来求功，也可以从 物体做功的多少来求能量的变化．不同形式的能在转化过 程中是守恒的． 3、功和能量的转化关系 ①合外力对物体所做的功等于物体动能的增量． W合=Ek2一Ek1（动能定理） ②只有重力做功（或弹簧的弹力）做功，物体的动能和 势能相互转化，物体的机械能守恒。
解：(1)如答案图(a)所示，M下降到最底端时速度 为零，此时两m速度也为零，M损失的重力势能等于 两m增加的重力势能(机械能守恒)
MgH 2mg
H2
( l )2
l
2 2
解得
2Mml H 4m2 M2
(2)如答案图(b)所示，当M处于平衡位置时，合 力为零，T=mg，则
Mg-2mgsinα=0
用上述已知量计算电功率的公式应为
P=_________,大小约为_____W(取一位
有效数字)
Ek=
1 mv2 1 v3ts
2
2
P=
Ek t
1 v3s 1 1.3 203 20 1105( w )
2
2
【例】一条长为L的均匀链条，放在光滑水平桌面上，
条自由滑落，当它全部脱离桌面时的速度为多大? 【解析】因桌面光滑，链条虽受桌面的支持力，但支 持力对链条不做功，在链条下滑过程中只有重力对链 条做功，故链条下滑过程中机械能守恒
⑧分子力功是分子势能变化的量度
能的转化和守恒
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， 能的总量保持不变。
1．应用能量守恒定律的两条思路：
（1）某种形式的能 的减少量，一定等 于其他形式能的增 加量．
（2）某物体能量的 减少量Βιβλιοθήκη 一定等于 其他物体能量的增 加量．
19．如图所示，A物体用板托着，位于离地h=1.0m 处，轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连，绳子 处于绷直状态，已知A物体质量M=1.5kg，B物体质 量m=1.0kg，现将板抽走，A将拉动B上升，设A与 地面碰后不反弹，B上升过程中不会碰到定滑轮， 问：B物体在上升过程中离地 的最大高度为多大？取g =10m/s2．
设链条总质量为ｍ，由于链条均匀，因此对链条所研
究部分可认为其重心在它的几何中心，选取桌面为零
势能面，则初、末状态的机械能分别为：
初态：
Eko
0,
Ep0
1 2
mg
L 4
末态：
Ekt
1 2
mvt2 , Ept
mg
L 2
o 1 mgL L 24
1 2
mvt2
mg
L 2
vt
1 2
3gL
037.2008届南通市第一次调研考试5
mg
B．( M m )v 2
2mg
D．( 2M m )v 2
2mg
A
B
电动机
解见下页
解： 以电梯和平衡重物作为整体来分析， 整体的动能转化为电梯中人的势能
( M m )gh Mgh 1 ( 2M m )v2 2
( 2M m )v 2 h
2mg
020.南京一中07—08学年第一次阶段性测试 19
③重力功是重力势能变化的量度,即 WG=－ΔEP重＝一（EP末一EP初) =EP初一EP末
④弹力功是弹性势能变化的量度，即： W弹＝一△EP弹＝一（EP末一EP初) =EP初一EP末 ⑤除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能变 化的量度，即：W其他=E末一E初 ⑥一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为 内能的量度，即：f·S相＝Q ⑦电场力功是电势能变化的量度，即： WE=qU=一ΔE =-(E末一E初）=E初一E末
5．右图是一种升降电梯的示意图，A为载人箱，B为平
衡重物，它们的质量均为M，上下均有跨过滑轮的钢索
系住，在电动机的牵引下使电梯上下运动．如果电梯
中载人的总质量为m，匀速上升的速度为v，电梯即将
到顶层前关闭电动机，依靠惯性上升h高度后停止，在
不计空气和摩擦阻力的情况下，h为 D(
)
A． v2
2g
C． ( M m )v 2
A
hB
解：在A下降B上升的过程中，A、B系统机械能守恒,
由机械能守恒定律得
( Mg m g )h 1 Mv 2 1 m v2
①
2
2
解得 v 2( Mg mg )h
②
Mm
代入数据有 v＝2m/s
③
A着地后,B做竖直上抛运动,竖直上抛能上升的高度为
h v 2
④
2g
代入数据有 h 0.2m