高考物理一轮复习5.4功能关系和能量守恒定律课件

考点考点二考点三规律总结功能关系问题选择题的解答技巧对各种功能关系熟记于心，力学范围内，应牢固掌握以下三条功能关系重力做的功等于重力势能的变化，弹力做的功等于弹性势能的变化合外力做的功等于动能的变化除重力弹力外，其他力做的功等于机械能的变化。

运用功能关系解题时，应弄清楚重力做什么功，合外力做什么功，除重力弹力外的力做什么功，从而判断重力势能或弹性势能动能机械能的变化。

􀎥拓展训练􀎥多选如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动，在移动过程中，下列说法正确的是力对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和力对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能力对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和考点考点二考点三答案解析解析关闭对物体应用动能定理知，力对木箱做的功应等于木箱机械能的增量和木箱克服摩擦力所做的功之和，选项错误，选项正确选项显然正确。

答案解析关闭考点考点二考点三考点二摩擦力做功与能量转化静摩擦力做功时，只有机械能的相互转移，不会转化为内能。

滑动摩擦力做功的特点相互间存在滑动摩擦力的系统内，对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果机械能全部转化为内能有部分机械能在相互摩擦的物体间转移，另外部分转化为内能。

摩擦生热的计算。

其中为相互摩擦的两个物体间的相对路程。

从功的角度看，对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量从能量的角度看，其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量。

考点考点二考点三例如图所示，为半径的光滑圆弧轨道，下端恰与小车右端平滑对接。

小车质量，车长，车上表面距地面的高度。

现有质量的滑块，由轨道顶端无初速度释放，滑到端后冲上小车。

已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数，当车运动了时，车被地面装置锁定取。

试求滑块到达端时，轨道对它支持力的大小。

车被锁定时，车右端距轨道端的距离。

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。

答案解析解析关闭由机械能守恒定律和圆周运动知识得𝑚𝑣𝐵，𝑣𝐵𝑅解得。

设滑上小车后经过时间与小车同速，共同速度大小为对滑块，对于小车，解得因故滑块与小车同速后，小车继续向左匀速行驶了，则小车右端距端的距离为车𝑣解得车。

𝑣𝐵𝑣𝑡𝑣𝑡解得。

答案解析关闭考点考点二考点三思路引导如何判断车运动时，滑块是否已相对车静止了如何求出因摩擦而产生的内能大小提示利用速度相等求出时间，然后与相比较。

提示利用。

考点考点二考点三规律总结求解相对滑动物体的能量问题的方法正确分析物体的运动过程，做好受力情况分析。

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。

公式中为两接触物体间的相对路程，若物体在传送带上做往复运动时，则为总的相对路程。

􀎥拓展训练􀎥海南单科，质量的物体以的初速度从倾角的斜坡底端沿斜坡向上运动。

当物体向上滑到位置时，其动能减少了，机械能减少了。

不计空气阻力，重力加速度取，求物体向上运动时加速度的大小物体返回斜坡底端时的动能。

考点考点二考点三答案解析解析关闭设物体在运动过程中所受的摩擦力大小为，向上运动的加速度大小为，由牛顿第二定律有𝑚𝑔𝛼𝐹𝑚设物体动能减少时，在斜坡上运动的位移为，由功能关系得联立式并代入数据可得。

设物体沿斜坡向上运动的最大位移为，由运动学规律可得𝑣𝑎设物体返回底端时的动能为，由动能定理有擦力做功发出的热量。

在时间内，皮带运动的位移皮在时间内，工件相对皮带的位移相皮在时间内，摩擦生热相工件获得的动能𝑚工件增加的势能电动机多消耗的电能步骤结论􀎥迁移训练􀎥如图所示，倾角为的光滑斜面的下端有水平传送带，传送带正以的速度运动，运动方向如图所示。

个质量为的物体物体可以视为质点，从高处由静止沿斜面下滑，物体经过点时，不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面，都不计其动能损失。

物体与传送带间的动摩擦因数为，物体向左最多能滑到传送带左右两端的中点处，重力加速度取，求物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间传送带左右两端间的距离至少为多少上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少。

答案解析解析关闭物体在斜面上，由牛顿第二定律得，ℎ𝜃，可得。

由能的转化和守恒得𝑙，解得。

此过程中，物体与传送带间的相对位移相𝑙带，又𝑙𝑡，而摩擦热相，以上三式可联立得。

答案解析关闭物体只在重力和个不为零的向上的拉力作用下，分别做了匀速上升加速上升和减速上升三种运动。

在这三种情况下物体机械能的变化情况是匀速上升机械能不变，加速上升机械能增加，减速上升机械能减小匀速上升和加速上升机械能增加，减速上升机械能减小由于该拉力与重力大小的关系不明确，所以不能确定物体机械能的变化情况三种情况中，物体的机械能均增加答案解析解析关闭除重力外，物体受到向上的其他力，且物体在三种情况中均向上运动，所以其他，机械能增加，只有选项正确。

答案解析关闭多选湖北重点中学联考在离水平地面高处将质量为的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为，落地时小球距抛出点的水平距离为，速率为，那么，在小球运动的过程中重力做功为克服空气阻力做的功为ℎ𝑥落地时，重力的瞬时功率为重力势能和机械能都逐渐减少答案解析解析关闭重力做功为，选项正确空气阻力做功与经过的路程有关，而小球经过的路程大于ℎ𝑥，故克服空气阻力做的功大于ℎ𝑥，选项错误落地时，重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积，故落地时重力的瞬时功率小于，选项错误重力做正功，重力势能减少，空气阻力做负功，机械能减少，选项正确。

答案解析关闭江苏连云港质检个质量为的小铁块沿半径为的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的倍，则此过程中铁块损失的机械能为答案解析解析关闭在半圆底部，由圆周运动知识得解得。

由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为，选项正确。

答案解析关闭广东理综，如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。

图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒垫板间均有摩擦。

在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中缓冲器的机械能守恒摩擦力做功消耗机械能垫板的动能全部转化为内能弹簧的弹性势能全部转化为动能答案解析解析关闭在弹簧压缩过程中，摩擦力做功，缓冲器的机械能不守恒，选项错误，选项正确根据能量守恒可知，垫板的动能转化为弹簧的弹性势能以及克服摩擦力做功产生的内能，选项错误。

答案解析关闭福建理综，如图，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。

质量不同形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。

现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第次减为零的过程，两物块最大速度相同最大加速度相同上升的最大高度不同重力势能的变化量不同答案解析解析关闭当物块达最大速度时，有，由机械能守恒定律得𝑚𝑣，由上两式可知两物块的最大速度不同，选项错误刚撤去时有最大加速度𝑘𝑥𝑚𝑔𝜃𝑚𝐹𝑚，所以两物块的最大加速度不同，选项错误由可知上升的最大高度不同，选项正确从撤去外力到物块速度第次为零时，弹性势能全部转化为重力势能，因此重力势能变化量相同，选项错误。

答案解析关闭第四节功能关系和能量守恒定律考点要求高考题型五年考题统计命题规律对功能关系的理解Ⅱ选择题全国理综Ⅱ全国理综，功能关系和能量守恒定律是从总体上把握力和运动的本质，高考中以选择题和计算题形式考查摩擦力做功与能量转化Ⅱ近五年课标高考全国卷无直接考查能量转化规律的应用Ⅱ近五年课标高考全国卷无直接考查知识梳理双基自测二功能关系内容功是的量度，即做了多少功，就有多少能量发生了转化。

做功的过程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。

几种常见的功能关系表达式合外力做功等于物体动能的改变，即。

动能定理重力做功等于物体重力势能的减少，即。

弹簧弹力做功等于弹性势能的减少，即。

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。

功能原理电场力做功等于电荷电势能的减少，即。

能量转化合弹其他电知识梳理双基自测二摩擦力做功的特点类别比较静摩擦力做功滑动摩擦力做功不同点能量的转化方面只有能量的转移，而没有能量的转化既有能量的转移，又有能量的转化对摩擦力的总功方面对静摩擦力所做功的代数和等于零对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，总功相对，即摩擦时产生的热量相同点正功负功不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功负功，还可以不做功知识梳理双基自测二二能量守恒定律内容能量既不会消灭，也不会创生，它只会从种形式转化为其他形式，或者从个物体转移到另个物体，而在转化或转移的过程中，能量的总量。

表达式。

对定律的理解种形式的能减少，定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量定相等。

个物体的能量减少，定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量定相等。

这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路。

保持不变减增请判断下列表述是否正确，对不正确的表述，请说明原因。

力对物体做了多少功，物体就有多少能。

能量在转化或转移的过程中，其总量有可能增加。

能量在转化或转移的过程中，其总量会不断减少。

能量在转化或转移的过程中总量保持不变，故没有必要节约能源。

能量的转化和转移具有方向性，且现在可利用的能源有限，故必须节约能源。

滑动摩擦力做功时，定会引起能量的转化。

知识梳理双基自测答案答案关闭功是能量“转化”的量度，力对物体做了多少功，物体就改变了多少能。

根据能量守恒定律知，能量在转化或转移的过程中，其总量保持不变。

同。

能量虽然守恒，但能量的转化具有方向性，在能源的利用过程中，即在能量转化的过程中，能量从便于利用的变成不便于利用的，故应节约能源。

多选对功能关系的理解人用力把质量为的物体由静止竖直向上匀加速提升，速度增加为，则对此过程，下列说法正确的是人对物体所做的功等于物体机械能的增量物体所受合外力所做的功为人对物体所做的功为人对物体所做的功为知识梳理双基自测答案解析解析关闭由功能关系可知，人对物体所做的功等于物体机械能的增量，为，选项正确，选项错误由动能定理可知，物体所受合外力所做的功为，选项正确。

答案解析关闭能量转化问题的应用上端固定的根细线下面悬挂摆球，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摆球机械能守恒总能量守恒，摆球的机械能正在减少，减少的机械能转化为内能能量正在消失只有动能和重力势能的相互转化知识梳理双基自测答案解析解析关闭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，只有选项正确。

答案解析关闭多选对功能关系的理解如图所示，在抗洪救灾中，架直升机通过绳索，用恒力竖直向上拉起个漂在水面上的木箱使其由水面