高考物理一轮复习第五章机械能第讲功能关系能量守恒定律课件.ppt
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高考物理一轮复习课件：第五章 第4讲 功能关系 能量守恒定律
【答案】 (1)损失的机械能 ΔE＝mgLcos θ (2)摩擦力做功 Wf＝－mgLcos θ mgLcos θ (3)动摩擦因数 μ＝ Fs
【即学即用】 1．(2013届陕西师大附中检测)已知货物的质量为m，在某 段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时 间内，下列叙述正确的是(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】 根据动能定理可知，货物动能的增加量等于货 物合外力做的功mah，A项错误；根据功能关系，货物机械 能的增量等于除重力以外的力做的功而不等于合外力做的功 ，B项错误；由功能关系知，重力势能的增量对应货物重力 做的负功的大小mgh，C项错误；由功能关系，货物机械能 的增量为起重机拉力做的功m(g＋a)h，D项正确． 【答案】 D
【即学即用】 3.(2013届陕西六校联考)如图5－4－5所 示，在光滑的水平面上有一个质量为M 的木板B处于静止状态，现有一个质量为 m的木块A在B的左端以初速度v0开始向 右滑动，已知M＞m，用①和②分别表示 木块A和木板B的图象，在木块A从B的左 端滑到右端的过程中，下面关于速度v随 时间t、动能Ek随位移s的变化图象，其中 可能正确的是( )
【解析】 (1) 选从右侧最高点到左侧最高点的过程研 究．因为初、末状态动能为零，所以全程损失的机械能 ΔE 等于减少的重力势能，即：ΔE＝mgLcos θ.① (2)对全程应用动能定理：WG＋Wf＝0② WG＝mgLcos θ③ 由②、③得 Wf＝－WG＝－mgLcos θ.④ (3)由滑动摩擦力公式得 f＝μF⑤ 摩擦力做的功 Wf＝－fs⑥ mgLcos θ ④、⑤式代入⑥式得：μ＝ Fs .⑦
高三复习能量守恒定律.ppt
能量守恒定律
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）内容：能量既不会消灭，也不会创生，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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=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为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
基础整合
1.功是能量转化的量度 做功的过程对应能量的转化，做多少功就有多 少能量发生了转化，即功是能量转化的量度. 2.能量守恒定律 （1）内容：能量既不会消灭，也不会创生，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，这个规律叫做能量守恒定律.
θ=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为 μ= 3 ，在传送带将小物体从
2
A 点传送到 B 点的过程中，求：
（1）传送带对小物体做的功.
过程中（ BD ）
A.外力 F 做的功等于系统动能增量 B.B 对 A 的摩擦力所做的功等于 A 的动能增量 C.A 对 B 的摩擦力所做的功等于 B 对 A 的摩擦力
所做的功
D.外力 F 对 B 所做的功等于 B 的动能的增量与 B
克服摩擦力所做功之和
解析：滑动摩擦力做的功大小等于滑动摩擦力
大小乘以相对路程，即 W=Ff·d 相，故选项 C 错误.
（1）小球到 C 点时速度 v0 的大小； （2）小球在 C 点对环的作用力大小.
（g 取 10 m/s2）
思路点拨：小球从 B 到 C 的过程中重力和弹簧
的弹力做功，重力势能、弹性势能及动能相互转化， 利用能量守恒定律求解.
解析：（1）小球在 B 点时弹簧的长度为 l1=R=l0
所以在此位置时弹簧处于自然状态，弹簧的弹
重力和摩擦力做负功.支持力不做功，
由动能定理得：WF－WG－Wf=1 mv2－0.
2015高考物理一轮复习课件：5-4 功能关系 能量守恒定律
)
B． 静摩擦力起着阻碍物体的相对运动趋势的作用， 一定不做 功 C．静摩擦力和滑动摩擦力一定做负功 D．系统内两物体间相互作用的一对摩擦力做功的总和恒等 于零
解析：功的计算公式 W＝Fscosα 中的 s 是指相对于地面的位 移，滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动(或相对运 动趋势)的作用，它与物体对地“绝对位移”的方向既可能相同也 可能相反，说它们一定做负功是错误的．物体间有静摩擦力作用 时两物体相对静止，物体可以对地移动，所以静摩擦力也可能做 功．物体间有相对滑动时，伴随机械能的损耗(转化为内能)，所以 一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值．
10 保持不变 和转移的过程中，能量的总量□
2．应用能量守恒的两条基本思路 11 增加 ，且 (1)某种形式的能减少，一定存在另一种形式的能□ 12 相等 减少量和增加量□ 13 增加， (2)某个物体的能量减少，一定存在另一个物体的能量□ 14 相等 且减少量和增加量□
考点自测 考点一 功能关系 )
【例 1】 已知货物的质量为 m，在某段时间内起重机将 货物以加速度 a 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
思路分析
1．(多选题)对于功和能，下列说法正确的是( A．功和能的单位相同，它们的概念也相同 B．做功的过程就是物体能量转化的过程 C．做了多少功，就有多少能量发生了转化
D．各种不同形式的能可以互相转化，且在转化的过程中， 能的总量是守恒的
答案：BCD
2．(多选题)关于摩擦力做功的下列说法中不正确的是( A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，一定做负功
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
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）
________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________ _______________________________________________
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
机械能守恒定律——功能关系、能量守恒课件
3、(多选)如图1所示，质量为m的小车在水平恒力F推动下，从山坡底部
A处由静止运动至高为h的B处，获得的速度为v，AB的水平距离为s，重
力加速度为g.下列说法正确的是(
)
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是 mv2 2
C.推力对小车做的功是Fs－mgh
D.阻力对小车做的功是 m2v2＋mgh－Fs
功能关系、能量守恒定律
能量守恒
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．
弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加 W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp
机械能守恒ΔE＝0
除重力和弹力之 外的力做功
一对滑动摩 擦力的总功
机械能变化 内能变化
除重力和弹力之外的力做多少正功，物体的机械能就增加多 少；除重力和弹力之外的力做多少负功，物体的机械能就减 少多少 W除G、弹力外＝ΔE
2、静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤 去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关 系是( )
3、 某物体沿光滑斜面由静止开始下滑至斜面底端的过程中，若不计空 气阻力，下列图像中能正确表示该物体的机械能E随位移X变化规律的 是（ ）
4、物体以100J的初动能从固定的斜面底端向上运动,当它过斜面 上的M点时,其动能减少了80J, 机械能减少了32J.如果物体从斜 面上返回底端,则物体到达底端时的动能为( )
高考物理一轮复习 第五单元 机械能 54 功能关系和能量
【答案】 BC
【解析】 物体下落的高度 h＝ssinθ＝1 m，根据动能定理， 有 W 合＝12mv2－0＝1 J，B 项正确；摩擦力对物体做功 Wf＝－fs ＝－μmgcosθ·s＝－20 J，物体克服摩擦力做功 20 J，C 项正 确；重力做功 WG＝mgh＝20 J，物体重力势能减少 20 J，D 项 错误；根据动能定理，有 WF＋Wf＋WG＝12mv2－0，解得人对物 体做功 WF＝1 J，A 项错误．
A．物块的最大动能 Ekm 等于对应过程中重力与摩擦力对物 块做功之和
B．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物 块做功之和
C ． 当 物 块 的 最 大 动 能 为 Ekm 时 ， 弹 簧 的 压 缩 量 x＝ mgsinα －μmgcosα
k D．若将物块从离弹簧上端 2s 的斜面上由静止释放，则下滑 过程中物块的最大动能等于 2Ekm
电场力做的功等于电势能的减少量． 感应电流克服安培力做的功等于产生的电能．
二、能量守恒定律 内容：能量既不会消灭，也不会创生，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．
表达式：Δ E增＝Δ E减．
考点讲练
考点一 功能关系的理解与应用
力 F 作用下沿斜面移动．已知金属块在移动
的过程中，力 F 做功 32 J，金属块克服电场力做功 8 J，金属块
克服摩擦力做功 16 J，重力势能增加 18 J，则在此过程中金属块
的( )
Hale Waihona Puke A．动能减少 10 JB．电势能增加 24 J
C．机械能减少 24 J
D．内能增加 16 J
【答案】 AD 【解析】 根据动能定理，合力做功等于动能变化量，则 W 合＝WF＋W 电＋W 阻＋W 重＝－10 J，即动能减少 10 J；电势能 的变化量等于电场力做功，即ΔEp 电＝－W 电＝8 J，即电势能增 加 8 J；机械能的变化量等于除重力以外的其他力做功，即 E＝ WF＋W 电＋W 阻＝8 J，即机械能增加 8 J；内能增加量等于克服 摩擦力做功，即 16 J．综上所述，A、D 项正确．
【解析】 物体下落的高度 h＝ssinθ＝1 m，根据动能定理， 有 W 合＝12mv2－0＝1 J，B 项正确；摩擦力对物体做功 Wf＝－fs ＝－μmgcosθ·s＝－20 J，物体克服摩擦力做功 20 J，C 项正 确；重力做功 WG＝mgh＝20 J，物体重力势能减少 20 J，D 项 错误；根据动能定理，有 WF＋Wf＋WG＝12mv2－0，解得人对物 体做功 WF＝1 J，A 项错误．
A．物块的最大动能 Ekm 等于对应过程中重力与摩擦力对物 块做功之和
B．弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物 块做功之和
C ． 当 物 块 的 最 大 动 能 为 Ekm 时 ， 弹 簧 的 压 缩 量 x＝ mgsinα －μmgcosα
k D．若将物块从离弹簧上端 2s 的斜面上由静止释放，则下滑 过程中物块的最大动能等于 2Ekm
电场力做的功等于电势能的减少量． 感应电流克服安培力做的功等于产生的电能．
二、能量守恒定律 内容：能量既不会消灭，也不会创生，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．
表达式：Δ E增＝Δ E减．
考点讲练
考点一 功能关系的理解与应用
力 F 作用下沿斜面移动．已知金属块在移动
的过程中，力 F 做功 32 J，金属块克服电场力做功 8 J，金属块
克服摩擦力做功 16 J，重力势能增加 18 J，则在此过程中金属块
的( )
Hale Waihona Puke A．动能减少 10 JB．电势能增加 24 J
C．机械能减少 24 J
D．内能增加 16 J
【答案】 AD 【解析】 根据动能定理，合力做功等于动能变化量，则 W 合＝WF＋W 电＋W 阻＋W 重＝－10 J，即动能减少 10 J；电势能 的变化量等于电场力做功，即ΔEp 电＝－W 电＝8 J，即电势能增 加 8 J；机械能的变化量等于除重力以外的其他力做功，即 E＝ WF＋W 电＋W 阻＝8 J，即机械能增加 8 J；内能增加量等于克服 摩擦力做功，即 16 J．综上所述，A、D 项正确．
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
高考物理(新课标)功能关系 能量守恒定律 课件
2.相对滑动物体能量的求解方法 (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．
典例剖析 【例 2】 如图 5－4－5 所示，木块 A 放在木块 B 的左端，用恒力 F 将 A 拉至 B 的 ) 右端，第一次将 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，仍将 A 拉到 B 右端，这次 F 做功为 W2，生热为 Q2；则应有(
答案 知识点 1 (2)能量转化 (3)动能 知识点 2 1．产生 2．ΔE 增 转化 转移 转化或转移 保持不变 多少能量 能量的转化 能量转化 机械能 重力势能 弹性势能 电势能
温 馨 提 示
请做：自主测评
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总结提炼 功是能量转化的量度，不同力做功，改变对应形式的能 (1)在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析． (2)只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析． (3)只涉及机械能变化用除重力和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做功与电势能变化的关系分析．
【解析】 木箱加速上移的过程中，拉力 F 做正功，重力和摩擦力做负功．支持力 不做功，由动能定理得： 1 2 WF－WG－Wf＝ mv －0. 2 1 即 WF＝WG＋Wf＋ mv2. 2 A，B 错误，D 正确，又因木箱克服重力做功 WG，等于木箱重力势能的增加，故 C 正确．
【答案】 CD
即学即练 1 已知货物的质量为 m， 在某段时间内起重机将货物以加速度 a 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 )
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。
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 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.
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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.
基础题组自测
1.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，对此现象下列说法是否正确.
【例1】 (多选)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
题眼
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 分析 答案
题眼
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 分析 答案
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
题组阶梯突破
5.如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿 斜面上升的最大高度为H，已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，且μ ＜tan α，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在 斜面上运动的机械能E、动能Ek、势能Ep与上升高度h之间关系的图象是
一对静摩擦力所做功的代数 和总等于零
(1)将部分机械能从一个物体转移到 另一个物体 (2)一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
一对滑动摩擦力做功的代数和总是 负值
正功、负功、不做功方 两种摩擦力对物体均可以做正功，做负功，还
相同点
面
Hale Waihona Puke 可以不做功三、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 .
(1)水平作用力F的大小； 答案
10 3 3N
解析
mg
F＝mgtan θ＝10 3 N. 3
(2)滑块下滑的高度；
答案 0.1 m或0.8 m 解析
下滑过程 mgh＝12mv2， 得 v＝ 2gh μmgl＝12mv02－12mv2 则 h＝v20g2－μl，代入数据解得 h＝0.1 m －μmgl＝12mv02－21mv2 则 h＝v20g2＋μl 代入数据解得h＝0.8 m.
＝10 m/s2，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始
时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下
滑，A刚离开地面时，B获得最大速度，求：
(1)从释放C到物体A刚离开地面时，物体C沿
题眼
斜面下滑的距离； 答案 0.25 m
(1)摆球机械能守恒.( × )
(2) 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.( √ ) (3)能量正在消失.( × ) (4)只有动能和重力势能的相互转化.( × )
2.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧形轨道，半径OA水平、
(2)重力做负功，重力势能______ 增加 (3)WG＝－ΔEp＝_____E__p1_－__Ep2
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)WF＝－ΔEp＝Ep1－Ep2
只有重力、弹簧弹力做功
机械能_不___变__化__
机械能守恒ΔE＝___0
除重力和弹簧弹力之外的其他 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
多少 增加
(2)其他力做多少负功，物体的机械能就
多少 减少
(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
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摩擦产生的热等于第一阶段物体机械能的增
加量
4.(多选)如图所示，一块长木块B放在光滑的水平面上，在B上放一物体A， 现以恒定的外力F拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以 地面为参考系，A、B都向前移动一段距离.在此过程中 答案 解析 A.外力F做的功等于A和B动能的增量
√B.B对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量
C.A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功
√D.外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和
4
命题点三
能量守恒定律及应用
【例3】 如图所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦
因数μ＝ 3，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点. 2
答案
3mv0 4
2－3m4gL
解析 弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，对A、B组成的系 统根据功能关系有Ep＋mgx＝2mgxsin θ＋Ffx 所以 Ep＝Ffx＝3m4v0 2－3m4gL
方法感悟 应用能量守恒定律解题的基本思路
1.分清有多少种形式的能量[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电 势能)、内能等]在变化. 2.明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减小，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：ΔE减＝ΔE增.
√B.W物－块12在μmB点ga时，弹簧的弹性势能小于W－32μmga √C.经O点时，物块的动能小于W－μmga
D.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能
3
命题点二
摩擦力做功的特点及应用
1.静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能. 2.滑动摩擦力做功的特点 相互间存在滑动摩擦力的系统内，一对滑动摩擦力做功将产生两种可能 效果： (1)机械能全部转化为内能； (2)有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外一部分转化为内能.
方法感悟 摩擦力做功的分析方法
1.无论是滑动摩擦力，还是静摩擦力，计算做功时都是用力与对地位移 的乘积. 2.摩擦生热的计算：公式Q＝Ff·x相对中x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x相对为总的相对路程.
题组阶梯突破 3.如图所示，某工厂用传送带向高处运送物体，将一物体轻轻放在传送 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，匀速运动到传送带顶端.下列说法正确的是 答案 分析 A.第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力
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至B的运动过程中 答案
A.重力做功2mgR
B.机械能减少mgR
C.合外力做功mgR
√D.克服摩擦力做功
1 2
mgR
3.如图所示，质量相等的物体A、B通过一轻质弹簧相连， 开始时B放在地面上，A、B均处于静止状态.现通过细绳 将A向上缓慢拉起，第一阶段拉力做功为W1时，弹簧变为 原长；第二阶段拉力再做功W2时，B刚要离开地面.弹簧 一直在弹性限度内，则 答案 A.两个阶段拉力做的功相等
√B.拉力做的总功等于A的重力势能的增加量
C.第一阶段，拉力做的功大于A的重力势能的增加量 D.第二阶段，拉力做的功等于A的重力势能的增加量
4.(多选)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.关于此过程， 下列说法正确的有 答案 解析
第五章 机械能
第3讲 功能关系 能量守恒定律
内容索引
基础 知识梳理
命题点一
命题点二
功能关系的理解和应用 摩擦力做功的特点及应用
命题点三
能量守恒定律及应用
课时作业
11
基础知识梳理
一、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
动能变化
W＝Ek2－Ek1＝ΔEk
重力的功
重力势能变化
(1)重力做正功，重力势能______减少
√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
2.(多选)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块 相连.弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出).物块的质量为m， AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点 拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到 达B点时速度为零.重力加速度为g.则上述过程中 答案 A.物块在A点时，弹簧的弹性势能等于
(3)若滑块滑上传送带时速度大于3 m/s，滑块在传送带上滑行的整个过程 中产生的热量.
答案 0.5 J 解析 设滑块在传送带上运动的时间为 t，则 t 时间内传送带的位移 x＝
v0t，mgh＝12mv2，v0＝v－at，μmg＝ma 滑块相对传送带滑动的位移Δx＝l－x 相对滑动生成的热量Q＝μmg·Δx 代入数据解得Q＝0.5 J.
用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧
绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的
距离为L.现给A、B一初速度v0＞ gL，使A开始沿斜 面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短