新高考物理选择性考试B方案一轮复习课件：第5章 第4讲 功能关系 能量守恒定律
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高考物理一轮复习5第4讲功能关系能量守恒定律课件
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)WG=-ΔEp=_E_p_1-_E_p_2
(1)弹力做正功，弹性势能_减__少__ 弹簧弹力的功 弹性势能变化 (2)弹力做负功，弹性势能_增__加__
(3)WF=-ΔEp=Ep1-Ep2
只有重力、弹 簧弹力做功
复习课件
高考物理一轮复习5第4讲功能关系能量守恒定律课件
2021/4/17
高考物理一轮复习5第4讲功能关系能量守恒定律课件
1
第4讲 功能关系 能量守恒定律
【知识建构】 一、功能关系 1.几种常见的功能关系及其表达式：
力做功 合力的功
能的变化 动能变化
定量关系 W=Ek2-Ek1=ΔEk
重力的功
(3)物体的重力势能在增大。 ( × )
(4)物体重力势能减少量一定大于W。 ( √ )
(5)弹簧弹性势能增加量一定小于W。 ( × )
(6)物体与弹簧组成的系统机械能增加量为W。 ( × )
(7)若将物体从A处由静止释放，则物体到达B处时的动能为W。
(8)弹簧和物体组成的系统机械能减少。 ( √ )
(√)
休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时 间，你们休息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一 动，久坐对身体不好哦~
2021/4/17
高考物理一轮复习5第4讲功能关系能量守恒定 律课件
11
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。
机械能 _不__变__化__
2024版高考物理一轮复习教材：功能关系与能量守恒教学课件
第4讲 功能关系与能量守恒教材知识萃取不同的力做功能的变化定量关系重力做功重力势能变化重力做正功,重力势能减少,重力做负功,重力势能增加,且W G=-ΔE p=E p1-E p2弹簧弹力做功弹性势能变化弹力做正功,弹性势能减少,弹力做负功,弹性势能增加,且W F=-ΔE p=E p1-E p2合力做功动能变化W合=ΔE k=E k2-E k1除重力和弹簧弹力之外的其他力做功机械能变化其他力做正功,物体的机械能增加,其他力做负功,物体的机械能减少,且W=ΔE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的总功一定为负,系统内能增加②Q=f·s相对1. 福州某地铁站的安检设施如图所示。
该设施中的水平传送带以恒定速率v运动,乘客将质量为m的物品静止放在传送带上,加速后匀速通过安检设施,对此过程,下列说法正确的是A.物品先受滑动摩擦力,后受静摩擦力作用B.物品受到滑动摩擦力的方向与其运动方向相反C.物品由于摩擦产生的热量为mv2D.传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量为mv21.D 将物品静止放在匀速运动的水平传送带上,物品在滑动摩擦力作用下匀加速运动,物品受到的滑动摩擦力的方向与其运动方向相同,物品速度与传送带速度相同后与传送带一起匀速运动,所受摩擦力为零,选项AB错误;在物品加速运动阶段,物品运动的位移x1=12at2,传送带位移x2=vt,f=ma,v=at,物品相对传送带的位移x=x2-x1,物品由于摩擦产生的热量Q=fx,联立解得Q=12mv2,选项C错误;由能量守恒定律可知,传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量为E=Q+12mv2=mv2,选项D正确。
答案2. 某节水喷灌系统如图所示,水以v0=15 m/s 的速度水平喷出,每秒喷出水的质量为2.0 kg。
喷出的水是从井下抽取的,喷口离水面的高度保持H=3.75 m不变。
水泵由电动机带动,电动机正常工作时,输入电压为220 V,输入电流为2.0 A。
高考一轮复习：5.4《功能关系、能量守恒定律》ppt课件
(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。
(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
D.力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析 答案
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-1100-
考点一 对功能关系的理解
几种常见的功能关系及其表达式
力做功
能的变化
定量关系
合力的功 重力的功
动能变化 重力势能变化
W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 (2)重力做负功,重力势能增加
机械能变化
一对相互作用 的滑动摩擦 力的总功
内能变化
(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=ΔE (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
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
答案:(1)30 N (2)1 m (3)6 J
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-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,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。
第四节 功能关系 能量守恒定律
(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
D.力 F 和阻力的合力所做的功等于木箱机械能的增量
解析 答案
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-1100-
考点一 对功能关系的理解
几种常见的功能关系及其表达式
力做功
能的变化
定量关系
合力的功 重力的功
动能变化 重力势能变化
W=Ek2-Ek1=ΔEk (1)重力做正功,重力势能减少 (2)重力做负功,重力势能增加
机械能变化
一对相互作用 的滑动摩擦 力的总功
内能变化
(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=ΔE (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
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
答案:(1)30 N (2)1 m (3)6 J
考点一
考点二
考点三
第五章
第四节 功能关系 能量守恒定律
-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,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。
第四节 功能关系 能量守恒定律
2024版高考物理一轮总复习专题五机械能第4讲功能关系能量守恒课件
平均速度均相同，可知小车通过每个减速带后的速度都相等，所以经过每
一个减速带时损失的机械能ΔE＝mgdsin θ.
解法2 小车在光滑斜面上滑行，由牛顿第二定律有mgsin θ＝ma，
设小车通过第30个减速带后速度为v1，到达第31个减速带时的速度为v2，则 有v22−v12＝2ad， 因为小车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同，故后
【解析】物块从高为h的斜面上由静止滑到底端时，根据动能定理，有mgh－W克＝
1 2
mv2，
其中W克为物块克服摩擦力做的功.因滑动摩擦力F＝μFN，又FN＝mgcos θ，所以物块克
服摩擦力做的功W克＝FL＝μmgcos θ×L＝μmgL底.由图可知，Lcos θ为斜面底边长L底，
即物体从斜面顶端下滑到底端时只要质量m与斜面底端长L底相同，则物体克服摩擦力做 的功就相同，因此沿着1和2下滑到底端时W克相同，沿2和3下滑到底端时W克不同，沿3
2.常见的功能关系
例1 (2021年全国卷)如图，一倾角为θ的光滑斜面上有50个减速带(图中 未完全画出)，相邻减速带间的距离均为d，减速带的宽度远小于d；一质 量为m的无动力小车(可视为质点)从距第一个减速带L处由静止释放.已知 小车通过减速带损失的机械能与到达减速带时的速度有关.观察发现，小 车通过第30个减速带后，在相邻减速带间的平均速度均相同.小车通过第 50个减速带后立刻进入与斜面光滑连接的水平地面，继续滑行距离s后停 下.已知小车与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.
1.[能量守恒]上端固定的一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气中摆动， 摆动的幅度越来越小.对此现象下列说法正确的是( ) A.摆球机械能守恒 B.总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能 C.能量正在消失 D.只有动能和重力势能的相互转化 【答案】B
高考物理(新课标)一轮全程复习构想课件5-4功能关系 能量守恒定律
温馨提示 1在应用功能关系时应注意，搞清力对 “谁”做功，对“谁” 做功就引起“谁”的能量变化. 2功是能量转化的量度.做功引起能量转化，但不能说“功就 是能”，也不能说“功变成能”.
解题方法
JIE TI FANG FA
细研深究
重难突破
归 /纳 /建 /模
一
功能关系的应用
1．不同的力对物体做功会引起不同形式能量的转化或转移，应 根据题中已知条件和所求量，选择合适的功能关系来分析问题． 2．不能只注意到物体的动能增加，却忽视了重力势能的减少．
【解析】 细线的拉力对物块做负功，因此，物块的机械能减 少，选项 A 错误；设斜面顶端所在水平面为零势能面，则开始时软 绳的重力势能 EP1＝－mg lsin30° ，软绳刚离开斜面顶端时的重力势 2
l mgl 能 EP2＝－mg ，减少 ΔE＝EP1－EP2＝ ，选项 B 正确；根据能 2 4 量守恒定律知， 物块和软绳减少的重力势能之和等于物块和软绳的 动能与摩擦力产生的内能(或物块克服摩擦力做的功)之和，选项 C 错误；对软绳由动能定理得，WT＋WG－Wf＝ΔEK>0，拉力的功 WT ＝ΔEK＋Wf－WG>0，有 ΔEK＋Wf>WG，选项 D 正确．
必修2 第五章 机械能及其守恒定律
第4讲 功能关系 能量守恒定律
走进教材
ZOU JIN JIAO CAI
知识回顾
基 /础 /梳 /理
夯实基础
一、功能关系 1 ．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． 和其他能相互转化． (2)弹簧弹力做功： 弹性势能
2023届高考物理一轮复习课件：功能关系、能量守恒定律
运动的整个过程，B克服弹簧弹力做的功为W，通过推导比较W与fxBC的大
小；
(3) B: －W－fSB＝0－Ek
C:－fxC＝0－Ek
SB＞xC－xBC
SB为路程
得:W＜fxBC
(4)若F＝5f，请在所给坐标系中，画出C向右运动过程中加速度a随位移
x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值(用f、k、
E多=Q+ ( − ) E多＝0.8 J
＝0.8 J
例2.如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高
度差为h 1 ＝0.3 m，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的
上端C点与B点的高度差为h 2 ＝0.1125 m(传送带传动轮的大小可忽略
不计)。一质量为m＝1 kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下，
Ek＝
。
k
[针对训练]
1．如图，一长为 L 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为 m 的
小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆
与水平方向夹角为 60°时，拉力的功率为(
C
A．mgLω
3
B． mgLω
2
1
C． mgLω
2
3
D． mgLω
6
)
PF＝P克 ＝mgvy
v
0
f
1.水平皮带
f
v0
+
x物 =
x皮
x皮= =2x物 ∆x= x皮-x物 =x物
=
f∆x=Q
fx物= −
思考:因传送物体多做的功？
小；
(3) B: －W－fSB＝0－Ek
C:－fxC＝0－Ek
SB＞xC－xBC
SB为路程
得:W＜fxBC
(4)若F＝5f，请在所给坐标系中，画出C向右运动过程中加速度a随位移
x变化的图像，并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值(用f、k、
E多=Q+ ( − ) E多＝0.8 J
＝0.8 J
例2.如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，上端A与B点的高
度差为h 1 ＝0.3 m，倾斜传送带与水平方向的夹角为θ＝37°，传送带的
上端C点与B点的高度差为h 2 ＝0.1125 m(传送带传动轮的大小可忽略
不计)。一质量为m＝1 kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下，
Ek＝
。
k
[针对训练]
1．如图，一长为 L 的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为 m 的
小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度ω匀速转动，当杆
与水平方向夹角为 60°时，拉力的功率为(
C
A．mgLω
3
B． mgLω
2
1
C． mgLω
2
3
D． mgLω
6
)
PF＝P克 ＝mgvy
v
0
f
1.水平皮带
f
v0
+
x物 =
x皮
x皮= =2x物 ∆x= x皮-x物 =x物
=
f∆x=Q
fx物= −
思考:因传送物体多做的功？
高考物理一轮总复习 必修部分 第5章 机械能及其守恒定律 第4讲 功能关系 能量守恒定律课件
1．[2015·河南八市质检]某同学将质量为 m 的一矿泉水瓶(可看成质点)竖直向上抛出，水瓶以54g 的加速 度匀减速上升，上升的最大高度为 H。水瓶往返过程受到的阻力大小不变。则( )
A．上升过程中水瓶的动能减少量为54mgH B．上升过程中水瓶的机械能减少了54mgH C．水瓶落回地面时动能大小为 mgH/4 D．水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 解析 水瓶以 a＝54g 减速上升，设阻力为 f，则有 mg＋f＝ma，解得阻力 f＝14mg，上升阶段动能的改 变量等于合外力做功，W 合＝－maH＝－54mgH，故 A 选项正确。由动能定理：－54mgH＝0－Ek0 得初动能 为54mgH，全程由动能定理得：－2fH＝Ek－Ek0，解得 Ek＝34mgH，故 C 选项错误。上升过程机械能的变化 看阻力做功，即－fH＝ΔE，所以机械能减少14mgH，故 B 选项错误。上升阶段加速度方向向下，下降阶段 加速度方向向下，均为失重状态，故 D 项错误。
板块二 考点细研·悟 法培优
考点 功能关系的理解和应用 深化理解
1．对功能关系的进一步理解
(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值上相等。
二、对点激活 1．[功和能的关系]有关功和能，下列说法正确的是( ) A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功，就有多少能量消失 D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的多少
解析 功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了转化；并非力对物体做了多少功， 物体就具有多少能；也并非物体具有多少能，就一定能做多少功，所以 A、B 错误。做功的过程是能量转 化的过程，能量在转化过程中总量守恒并不消失，所以 C 错误。正确选项是 D。
高考物理一轮总复习 第五章 机械能 第4讲 功能关系 能量守恒定律课件(必修2)
小车受到水平向右的摩擦力 f 作用，对地位移为 x，根据 动能定理同样有 fx＝E′k－0，选项 B 错误．在这一过程， 物块和小车增加的机械能等于增加的动能，即 Ek＋E′k＝ F(x＋L)－fL，选项 C 正确．此过程中系统产生的内能等于系 统克服滑动摩擦力做功，即 Q＝f(x＋L)－fx＝fL，选项 D 正 确．
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ； (2)弹簧的最大弹性势能Epm. [思维启迪] (1)判断物体到达C点时，原来在A点的动 能和重力势能转化成了何种能量． (2)分析物体由A到D的整个过程中，能量如何转化． [尝试解答] (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ΔE＝ΔEk＋ΔEp＝12mv20＋mglADsin37°①
[解析] 除重力、弹力以外的力做功时，物体的机械能 才会变化，一个系统的机械能增大，一定是除重力、弹力以 外的力对系统做正功．重力做功时物体的动能和重力势能之 间相互转化，不影响物体的机械能的总和．故 A 错误；除重 力以外的力做功时，物体的机械能才会变化．“合外力”“拉 力”没有说清楚(若是只有重力)．故 B、C 错误．如果摩擦力 对系统做正功，系统的机械能可以增大．故 D 正确．
[答案] D
2．(多选)如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体， 一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板 B 上，另一 端与质量为 m 的物块 A 相连，弹簧与斜面平行．整个系统由 静止开始加速上升高度 h 的过程中( )
A．物块 A 的重力势能增加量一定等于 mgh B．物块 A 的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉 力对其做功的代数和 C．物块 A 的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的 拉力对其做功的代数和 D．物块 A 和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面 对物块的支持力和 B 对弹簧的拉力做功的代数和 [答案] CD
高考物理大一轮复习 第五章 第4讲 功能关系 能量守恒课件
图5－4－1
A．运动员的机械能增加了12mv2 B．运动员的机械能增加了12mv2＋mgh C．运动员的重力做功为 W 重＝mgh D．运动员自身做功 W 人＝12mv2＋mgh－W 阻 解析 机械能包括动能和势能，故选项 B 正确，A 错误； 重心升高 h，运动员的重力做功为 W 重＝－mgh，选项 C 错误；
摩擦力做功分析
类别 比较
静摩擦力
在静摩擦力做功的过程
不
能量 转化 方面
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
同
其他形式的能量
点 一对
摩擦 力的 总功
一对静摩擦力所做功的代 数总和等于零
方面
相同点 正功、负功、不做功方面
滑动摩擦力
(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
A．她的动能减少了Fh B．她的重力势能减少了mgh C．她的机械能减少了(F－mg)h D．她的机械能减少了Fh 【答案】BD
【解析】 运动员进水过程中合力对他做功为(mg－F)h， 由动能定理可知，她的动能减少了(F－mg)h.故A错误．重力对 运动员做功为mgh，她的重力势能减小了mgh，故B正确．运动 员克服阻力做功为Fh，她的机械能减少了Fh，故C错误，D正 确．
如图5－4－2所示，绷紧的传送 带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保 持v0＝2 m/s 的速率运行．现把一质量m＝10 kg的工件(可看为 质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2.求：
图5－4－2 (1)工件与皮带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能．
A．运动员的机械能增加了12mv2 B．运动员的机械能增加了12mv2＋mgh C．运动员的重力做功为 W 重＝mgh D．运动员自身做功 W 人＝12mv2＋mgh－W 阻 解析 机械能包括动能和势能，故选项 B 正确，A 错误； 重心升高 h，运动员的重力做功为 W 重＝－mgh，选项 C 错误；
摩擦力做功分析
类别 比较
静摩擦力
在静摩擦力做功的过程
不
能量 转化 方面
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
同
其他形式的能量
点 一对
摩擦 力的 总功
一对静摩擦力所做功的代 数总和等于零
方面
相同点 正功、负功、不做功方面
滑动摩擦力
(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
A．她的动能减少了Fh B．她的重力势能减少了mgh C．她的机械能减少了(F－mg)h D．她的机械能减少了Fh 【答案】BD
【解析】 运动员进水过程中合力对他做功为(mg－F)h， 由动能定理可知，她的动能减少了(F－mg)h.故A错误．重力对 运动员做功为mgh，她的重力势能减小了mgh，故B正确．运动 员克服阻力做功为Fh，她的机械能减少了Fh，故C错误，D正 确．
如图5－4－2所示，绷紧的传送 带与水平面的夹角θ＝30°，皮带在电动机的带动下，始终保 持v0＝2 m/s 的速率运行．现把一质量m＝10 kg的工件(可看为 质点)轻轻放在皮带的底端，经时间1.9 s，工件被传送到h＝1.5 m的高处，取g＝10 m/s2.求：
图5－4－2 (1)工件与皮带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能．
2025高考物理大一轮复习讲义人教版PPT课件功能关系 能量守恒定律
√B.人的动能增加1.0×104 J √C.人的机械能减少1.5×104 J
D.人克服阻力做功4.0×104 J
人沿沙坡下滑的距离 l＝12vt＝100 m，重力势能减少 ΔEp＝mglsin 30° ＝2.5×104 J，故 A 错误； 人的动能增加 ΔEk＝12mv2＝1.0×104 J，故 B 正确； 人的机械能减少ΔE＝ΔEp－ΔEk＝1.5×104 J，故C正确；
热量
√D.若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块与桌面间摩擦产生的热量
(3)弹簧的最大弹性势能。 答案 6 J
设弹簧的最大弹性势能为Epm，从C点到弹簧被压缩至最短过程中由
能量守恒定律可得
1 2
×3mv2＋2mgxsin
θ－mgx＝μ·2mgcos
θ·x＋Epm，
解得Epm＝6 J。
例6 (2021·江苏卷·14)如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴
的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为2L的细线和弹簧两端分别固定
2.常见的功能关系
能量
功能关系
表达式
重力做的功等于重力势能减少量
势能 弹力做的功等于弹性势能减少量 静电力做的功等于电势能减少量
W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
动能 合外力做的功等于物体动能变化量 W＝Ek2－Ek1＝12mv2－12mv02
能量
功能关系
表达式
除重力和弹力之外的其他力做的功 机械能
等于机械能变化量
C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2
D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J
由E－s图像知，物块动能与重力势能的和减小，则物块 下滑过程中机械能不守恒，故A正确； 由E－s图像知，整个下滑过程中，物块机械能的减少量 为ΔE＝30 J－10 J＝20 J，重力势能的减少量ΔEp＝mgh ＝30 J，又ΔE＝μmgcos α·s，其中cos α＝ s2－h2＝0.8，h＝3.0 m，g＝
D.人克服阻力做功4.0×104 J
人沿沙坡下滑的距离 l＝12vt＝100 m，重力势能减少 ΔEp＝mglsin 30° ＝2.5×104 J，故 A 错误； 人的动能增加 ΔEk＝12mv2＝1.0×104 J，故 B 正确； 人的机械能减少ΔE＝ΔEp－ΔEk＝1.5×104 J，故C正确；
热量
√D.若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块与桌面间摩擦产生的热量
(3)弹簧的最大弹性势能。 答案 6 J
设弹簧的最大弹性势能为Epm，从C点到弹簧被压缩至最短过程中由
能量守恒定律可得
1 2
×3mv2＋2mgxsin
θ－mgx＝μ·2mgcos
θ·x＋Epm，
解得Epm＝6 J。
例6 (2021·江苏卷·14)如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴
的O点，小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上，长为2L的细线和弹簧两端分别固定
2.常见的功能关系
能量
功能关系
表达式
重力做的功等于重力势能减少量
势能 弹力做的功等于弹性势能减少量 静电力做的功等于电势能减少量
W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
动能 合外力做的功等于物体动能变化量 W＝Ek2－Ek1＝12mv2－12mv02
能量
功能关系
表达式
除重力和弹力之外的其他力做的功 机械能
等于机械能变化量
C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2
D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J
由E－s图像知，物块动能与重力势能的和减小，则物块 下滑过程中机械能不守恒，故A正确； 由E－s图像知，整个下滑过程中，物块机械能的减少量 为ΔE＝30 J－10 J＝20 J，重力势能的减少量ΔEp＝mgh ＝30 J，又ΔE＝μmgcos α·s，其中cos α＝ s2－h2＝0.8，h＝3.0 m，g＝
高考物理一轮复习：5-4《功能关系、能量守恒定律》ppt课件
(g为当地的重力加速度)( BCD )
动能减少了(F－
A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了mgh C．他的动能减少了(F－mg)h D．他的机械能减少了Fh
答案 解析
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2．(能的转化与守恒的理解)上端固定的 一根细线下面悬挂一摆球，摆球在空气 中摆动，摆动的幅度越来越小，对此现 象下列说法正确的是( B )
A．摆球机械能守恒
内容
B．总能量守恒，摆球的机械能正在减 少，减少的机械能转化为内能
C．能量正在消失
D．只有动能和重力势能的相互转化
由于空气阻力的作用， 机械能减少，机械能不 守恒，内能增加，机械 能转化为内能，能量总 和不变，B正确．
答案 解析
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3．(功能关系的应用)(多选)在2014年8月南 跳水运动员入水减速
京青奥会上，质量为m的跳水运动员入水 下降h的过程中，他
后受到水的阻力而竖直向下做减速运动， 的重力势能减少了
设水对他的阻力大小恒为F.那么在他减速 mgh，则B选项正
下降深度为h的过程中，下列说法内容正确的是 确；由动能定理知，
高基三础自物测理一轮复习
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第五章 机械能及其守基恒础定自测律
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第4节 功能关系 能量守恒定律
内容 考点一 对功能关系的理解
考
考点二 摩擦力做功与能量关系
点 考点三 能量转化守恒问题的应用
高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 第四节 功能关系 能量守恒定律课件
【例1】 (2016·山东省实验中学模拟)如图所示，有一个可视 为质点的质量为m＝1 kg的小物块．从光滑平台上的A点以v0＝2 m/s 的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在 水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的 质量为M＝3 kg的长木板．已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相 平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦 因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.4 m，C点和圆弧的圆心连线 与竖直方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：
答案：CD
突破考点02
摩擦力做功与能量的关系
分类例析
1．两种摩擦力做功的比较
静摩擦力
滑动摩擦力
能量的转 只有能量的转移， 既有能量的转移，
化方面 没有能量的变化 又有能量的转化摩擦 点 力的总功
方面
一对静摩擦力所做 功的代数和等于零
做功的代数和为负 值，总功W＝－ Ff·s相对，即摩擦时 产生的热量
解析：由于斜面光滑，物块A静止时弹簧弹力与斜面支持 力的合力与重力平衡，当整个装置加速上升时，由牛顿第二 定律可知物块A受到的合力应向上，故弹簧伸长量增加，物块 A相对斜面下滑一段距离，故选项A错误；根据动能定理可 知，物块A动能的增加量应等于重力、支持力及弹簧弹力对其 做功的代数和，故选项B错误；物块A机械能的增加量应等于 除重力以外的其他力对其做功的代数和，选项C正确；物块A 和弹簧组成的系统的机械能增加量应等于除重力和弹簧弹力 以外的其他力做功的代数和，故选项D正确．
(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力； (2)要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？
(1)小物块在C点的速度沿圆周上C点的切线方向，水平方 向的分速度为v0.
2025届高考物理一轮复习课件：第4讲+功能关系+能量守恒定律
g，则在这段运动过程中，以下说法正确的是( C )
1 2
A.轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于 mv
2
1 2
B.钢索的拉力所做的功等于 mv ＋MgH
2
1 2
C.轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于 mv
2
1
D.钢索的拉力所做的功等于 (m＋M)v2＋(m＋M)gH
2
1.(2023·山东潍坊高三月考)如图4甲所示，一质量为2 kg的物体静止在水平地面
到圆轨道最低点C的距离？
失，取重力加速度 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则(
A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.2
B.弹簧的劲度系数k为25 N/m
C.s3的大小为0.8 m
D.物块在斜面上运动的总路程大于s3
图7
D
)
12.(2023·广东华南师大附中高三期末)过山车是游乐场一项富有挑战性的娱乐项
斜面顶点C与桌面边缘D距离L＝0.4 m，Q为斜面上的一点，P是QC的中点。小
滑块与斜面间动摩擦因数μ1＝0.5，与桌面间动摩擦因数μ2＝0.1。将小滑块从
斜面上P点由静止释放，刚好能够停在D点；再将小滑块从斜面上Q点由静止释
放，小滑块越过D点做平抛运动落在水平地面上。小滑块从斜面到桌面转折处
机械能损失不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2。求：
后错开，小球可以从C点向右离开圆形轨道，在水平轨道上继续前进，小球
与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.4(不计其他阻力，重力加速度g＝10 m/s2)。
(1)若释放点A高度h1＝3 m，则小球经过圆形轨道
最高点E时对轨道的压力是多大？
(2)要使小球完成圆周运动，则释放点A的高度h需
1 2
A.轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于 mv
2
1 2
B.钢索的拉力所做的功等于 mv ＋MgH
2
1 2
C.轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于 mv
2
1
D.钢索的拉力所做的功等于 (m＋M)v2＋(m＋M)gH
2
1.(2023·山东潍坊高三月考)如图4甲所示，一质量为2 kg的物体静止在水平地面
到圆轨道最低点C的距离？
失，取重力加速度 g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。则(
A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.2
B.弹簧的劲度系数k为25 N/m
C.s3的大小为0.8 m
D.物块在斜面上运动的总路程大于s3
图7
D
)
12.(2023·广东华南师大附中高三期末)过山车是游乐场一项富有挑战性的娱乐项
斜面顶点C与桌面边缘D距离L＝0.4 m，Q为斜面上的一点，P是QC的中点。小
滑块与斜面间动摩擦因数μ1＝0.5，与桌面间动摩擦因数μ2＝0.1。将小滑块从
斜面上P点由静止释放，刚好能够停在D点；再将小滑块从斜面上Q点由静止释
放，小滑块越过D点做平抛运动落在水平地面上。小滑块从斜面到桌面转折处
机械能损失不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2。求：
后错开，小球可以从C点向右离开圆形轨道，在水平轨道上继续前进，小球
与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.4(不计其他阻力，重力加速度g＝10 m/s2)。
(1)若释放点A高度h1＝3 m，则小球经过圆形轨道
最高点E时对轨道的压力是多大？
(2)要使小球完成圆周运动，则释放点A的高度h需
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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 06 ___普__遍__适__用___的一条规律。
3．表达式
(1)E 初＝E 末，初状态各种能量的 07 __总__和_____等于末状态各种能量的 08 __总__和___。
(2)ΔE 增＝ΔE 减，增加的能量总和等于减少的能量总和。
A．他的加速度大小为 30 m/s2 B．他的动量减少了 300 kg·m/s C．他的动能减少了 4500 J D．他的机械能减少了 4500 J
答案
(1)运动员入水后受几个力？分别做什么功？ 提示：受重力和阻力共两个力。重力做正功，阻力做负功。 (2)运动员机械能如何变化？ 提示：阻力做负功，机械能减少。 尝试解答 选 AC。
必通过做功来实现。
知识点
能量守恒定律 Ⅱ
1．内容：能量既不会凭空 01 _产__生___，也不会凭空消失，它只能从一种
形式 02 _转__化___为另一种形式，或者从一个物体 03 _转__移___到另一个物体，在
04 ___转__化__或__转__移____的过程中，能量的总量 05 __保__持__不__变____。
二 对点激活 1．有关功和能，下列说法正确的是( ) A．力对物体做了多少功，物体就具有多少能 B．物体具有多少能，就一定能做多少功 C．物体做了多少功，就有多少能量消失 D．能量从一种形式转化为另一种形式时，可以用功来量度能量转化的 多少
答案
解析 功是能量转化的量度，物体做了多少功，就有多少能量发生了 转化；并非力对物体做了多少功，物体就具有多少能；也并非物体具有多 少能，就一定能做多少功，所以 A、B 错误。做功的过程是能量转化的过程， 能量在转化过程中总量守恒，并不消失，所以 C 错误，D 正确。
解析
2. 质量为 m 的物体以初速度 v0 沿水平面向左开始运动，起始点 A 与 一轻弹簧 O 端相距 s，如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为 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)
力做功
能的变化
定量关系
除重力和弹 簧弹力之外的其他
力做功
机械能 变化
(1)其他力做正功，机械能增加 (2)其他力做负功，机械能减少 (3)W＝ΔE
一对相互作用的滑 动摩擦力的总功
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力的总功一 内能变化 定为负值，系统内能增加
(2)Q＝Ff·l 相对
例 1 (多选)在奥运比赛项目中，10 m 跳台跳水是我国运动员的强项。 某次训练中，质量为 60 kg 的跳水运动员从跳台自由下落 10 m 后入水，在 水中竖直向下减速运动。设他在空中下落时所受空气阻力不计，水对他的 阻力大小恒为 2400 N。那么在他入水后下降 2.5 m 的过程中，下列说法正 确的是(取 g＝10 m/s2)( )
能的变化
定量关系
弹性势 能变化
电势能 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)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 (1)电场力做正功，电势能减少 (2)电场力做负功，电势能增加 (3)W 电＝－ΔEp (1)安培力做正功，电能减少
电能变化 (2)安培力做负功，电能增加
(3)W 安＝－ΔE 电
1．对功能关系的进一步理解 (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．几种常见的功能关系及其表达式
B．12mv20－μmgx
C．μmgs
D．μmg(s＋x)
答案
解析 物体克服弹簧弹力做功，弹性势能增加，克服弹力做多少功就 转化成多少弹性势能，由能量守恒得 Ep＋μmg(s＋x)＝12mv20，所以 Ep＝12mv20 －μmg(s＋x)，故 A 正确。
解析
考点细研 悟法培优
考点 1 功能关系的理解和应用
一 堵点疏通 1．物体下落 h，重力做功 mgh，物体具有了能量 mgh。( × ) 2．能量在转移或转化过程中是守恒的，故没有必要节约能源。( × ) 3．在物体的机械能减少的过程中，动能有可能是增大的。( √ ) 4．一个物体的能量增加，必定有别的物体能量减少。( √ ) 5．滑动摩擦力做功时，一定会产生热量。( √ ) 6．重力和弹簧弹力之外的力做功的过程是机械能和其他形式能量转化 的过程。( √ )
力做功
能的变化
定量关系
(1)合外力做正功，动能增加
合外力做功 动能变化 (2)合外力做负功，动能减少
重力做功
重力势 能变化
(3)W＝Ek2－Ek1＝ΔEk (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＝Ep1－Ep2
力做功 弹簧弹力做功
电场力做功 安培力做功
第五章 机械能及其守恒定律
第4讲 功能关系 能 量守恒定律
主干梳理 对点激活
知识点
功能关系 Ⅱ
1．能的概念：一个物体能对外做功，这个物体就具有能量。
2．功能关系
(1)功是 01 ___能__量__转__化___的量度，即做了多少功就有 02 __多__少__能__量____
发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随着 03 ___能__量__的__转__化____，而且 04 __能__量__转__化____
尝试解答
跳水运动员入水后，受到竖直向下的重力 mg＝600 N，水对他的阻力 f ＝2400 N，由牛顿第二定律有，f－mg＝ma，解得 a＝30 m/s2，A 正确；运 动员从 10 m 高跳台自由下落 h＝10 m 时的速度 v1＝ 2gh＝10 2 m/s，由 v21－v22＝2aH，解得入水后下降 H＝2.5 m 时速度 v2＝5 2 m/s，他的动量 减少了 mv1－mv2＝300 2 kg·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－fH＝－4500 J，根据动能定理可知，他的 动能减少了 4500 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＝fH＝6000 J，根据功能关系，他的机械能减少了 6000 J，D 错误。