【三维设计】（广东专版）2016年高考物理一轮复习第6章第4单元功能关系能量守恒定律课件

摩擦力为变力，应从功能关系上求小球克服摩擦力做功。

机械能的减少量与哪个力做功相对应。

解析小球在点正上方由静止释放，通过点时恰好对轨道没有压力，此时小球的重力提供向心力，即，得，小球从到的过程中，重力做功，错误减小的机械能，错误合外力做功合，错误由动能定理得，所以，项正确。

答案功能关系的选用技巧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。

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。

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。

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。

能量守恒定律的应用对定律的理解种形式的能量减少，定有另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等。

个物体的能量减少，定有别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等。

应用定律的般步骤例节能混合动力车是种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。

有质量的混合动力轿车，在平直公路上以匀速行驶，发动机的输出功率为。

当驾驶员看到前方有的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动后，速度变为。

此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有转化为电池的电能。

假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。

求轿车以在平直公路上匀速行驶时，所受阻力阻的大小轿车从减速到过程中，获得的电能电轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能电维持匀速运动的距离。

审题指导第步抓关键点电能的转化是有效率的，要求转化的电能需先求输送给发电机的总能量转化为电池的电能牵引轿车的功率恒定，轿车的运动不是匀减速直线运动轿车的牵引力等于轿车阻力阻以匀速行驶获取信息关键点发动机功率的用于轿车的牵引第二步找突破口要求电池获得的电能利用动能定理求出发动机输出的总能量求出输送给发电机的总能量。

解析轿车牵引力与输出功率关系牵，将，代入得牵当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有阻在减速过程中，注意到发动机只有用于轿车的牵引。

根据动能定理有阻代入数据得电源获得的电能为电根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为阻。

在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功电阻代入数据得。

答案涉及能量转化问题的解题方法当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，般应用能的转化和守恒定律。

解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和减和增加的能量总和增，最后由减增列式求解。

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相互摩擦的物体通过滑动摩擦力做功，将部分机械能从个物体转移到另个物体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在静摩擦力做功的过程中，只有机械能从个物体转移到另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其他形式的能量能量的转化方面不同点滑动摩擦力静摩擦力类别比较不同点两种摩擦力对物体可以做正功负功，还可以不做功正功负功不做功方面相同点对相互作用的滑动摩擦力对物体系统所做的总功，等于摩擦力与两个物体相对路程的乘积，即相对，表示物体克服摩擦力做功，系统损失的机械能转化成内能对静摩擦力所做功的代数总和等于零对摩擦力的总功方面滑动摩擦力静摩擦力类别比较例如图所示，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。

试求图滑块到达端时，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。

审题指导判断车被锁定时滑块与小车间是否还在相对滑动。

摩擦产生内能的过程发生在滑块与小车相对滑动的过程。

解析由机械能守恒定律和牛顿第二定律得则。

设滑上小车后经过时间与小车同速，共同速度大小为，对滑块有，对于小车，解得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。

相对。

答案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。

公式相对中相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上往复运动时，则相对为总的相对路程。

功能关系和能量守恒定律是高考的必考内容，具有非常强的综合性，题目类型以计算题为主，大部分试题都与牛顿运动定律圆周运动平抛运动知识及电磁学知识相联系，试题过程复杂灵活性强难度较大。

典例分如图所示，质量为的可视为质点的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的点，随传送带运动到点后水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从点进入竖直光滑圆弧轨道下滑，圆弧轨道与质量为的足够长的小车左端在最低点点相切，并在点滑上小车，水平地面光滑，当物块运动到障碍物处时与发生无机械能损失的碰撞。

碰撞前物块和小车已经相对静止，而小车可继续向右运动物块始终在小车上，小车运动过程中和圆弧无相互作用。

已知圆分由于碰撞不损失能量，物块在小车上重复做匀减速和匀加速运动，相对小车始终向左运动，物块与小车最终静止，摩擦力做功使动能全部转化为内能，故有相得相分小车从物块碰撞后开始匀减速运动，每个减速阶段加速度不变，得⑩分答案考生易犯错误在中，不注意受力分析，将关系式写成，得出，将丢分。

在中，忘记应用牛顿第三定律，丢分。

在⑩中，分析不清小车的运动规律，此关系式无法列出，将丢分。

名师叮嘱多种运动组合的多运动过程问题是近几年高考试题中的热点题型，往往应用动能定理或机械能守恒定律能量守恒定律等规律，需要在解题时冷静思考，弄清运动过程，注意不同过程连接点速度的关系，对不同过程运用不同规律分析解决。

高考试题中常有功能与电场磁场联系的综合问题，这类问题常以能量守恒为核心考查重力摩擦力电场力磁场力的做功特点，以及动能定理机械能守恒定律和能量守恒定律的应用。

分析时应抓住能量核心和各种力做功的不同特点，运用动能定理和能量守恒定律进行分析。

随堂巩固落实多选惠州调研如图为城市车站的站台。

为了有效地利用能量，进站和出站的轨道都与站台构成缓坡。

关于列车在进站和出站过程中能量的转化，下列说法正确的是图出站时列车的动能转化为势能进站时列车的势能转化为动能出站时列车的势能转化为动能进站时列车的动能转化为势能解析列车在进站时动能转化为重力势能，使列车速度减小列车在出站时重力势能转化为动能，使列车加速。

答案如图所示，在水平地面上放个竖直轻弹簧，弹簧上端与木块相连。

平衡后，在木块上再作用个竖直向下的力，使木块缓慢下移，力做功，此时木块刚好再次处于平衡状态，则在木块下移的过程中，弹簧弹性势能的增加量图等于大于小于无法确定解析因木块下移过程中还有木块重力做正功，其重力势能转化成弹簧的弹性势能，故弹簧弹性势能的增加量定大于，正确。

答案多选琼海模拟短跑比赛时，运动员采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心，示意图如图所示。

假设质量为的运动员，在起跑时前进距离内，重心升高，获得的速度为，阻力做功为阻，则在此过程中图答案运动员的机械能增加了运动员的机械能增加了运动员的重力做功为重运动员自身做功人阻解析机械能包括动能和势能，故选项正确，错误重心升高，运动员的重力做功为重，选项错误由功能关系可得，运动员自身做功人，而阻，即人克服阻力做的功，故选项正确。

安徽高考质量为的人造地球卫星与地心的距离为时，引力势能可表示为，其中为引力常量，为地球质量。

该卫星原来在半径为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行段时间后其圆周运动的半径变为，此过程中因摩擦而产生的热量为解析卫星做匀速圆周运动，有，变形得，即卫星的动能，结合题意，卫星的机械能，题述过程中因摩擦产生的热量等于卫星的机械能损失，即。

答案深圳模拟如图所示，工件置于水平地面上，其段为半径的光滑圆弧轨道，段为长度的粗糙水平轨道，二者相切于点，整个轨道位于同竖直平面内，点为圆弧轨道上的个确定点。

可视为质点的物块，其质量，与间的动摩擦因数。

工件质量，与地面间的动摩擦因数。

取图若工件固定，将物块由点无初速度释放，滑至点时恰好静止，求两点间的高度差。

若将水平恒力作用于工件，使物块在点与工件保持相对静止，起向左做匀加速直线运动。

求的大小。

当速度时，使工件立刻停止运动即不考虑减速的时间和位移，物块飞离圆弧轨道落至段，求物块的落点与点间的距离。

解析物块从点下滑经点到点的整个过程，由动能定理，带入数据解得。

设物块的加速度大小为，点与圆心连线与竖直方向夹角为，由几何知识得对由牛顿第二定律有对工件和物块整体带入数据解联立方程得。

物块飞离弧面做平抛运动，设水平射程为，有带入数据解得落点到点距离。

答案见解析第单元功能关系能量守恒定律功能关系想想如图所示，质量为的物体在力的作用下由静止从地面运动到离地高处，已知，试分别求出在此过程中重力力和合力的功，以及物体的重力势能动能和机械能的变化量，并分析这些量之间存在什么关系图提示重力做功，力做功，合力做功，重力势能增加，动能增加，机械能增加。

关系重力做功等于重力势能变化量的负值，合外力的功等于物体动能的变化量，力的功等于物体机械能的变化量。

记记功和能功是的量度，即做了多少功，就有多少发生了转化。

做功的过程定伴随有，而且必须通过做功来实现。

力学中常用的种功能对应关系合外力做功等于物体动能的改变即动能定理。

能量转化能量能量的转化能量的转化合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。

弹其他力试试对于功和能的关系，下列说法中正确的是功就是能，能就是功功可以变为能，能可以变为功做功的过程就是能量转化的过程功是物体能量的量度答案解析功和能是两个密切相关的物理量，但功和能有本质的区别，功是反映物体在相互作用过程中能量变化多少的物理量，与具体的能量变化过程相联系，是个过程量能是用来反映物体具有做功本领的物理量，物体处于定的状态如速度和相对位置就具有定的能量，功是反映能量变化的多少，而不是反映能量的多少能量守恒定律想想试说明下列现象中，分别是什么能向什么能的转化。

汽车由静止启动汽车刹车时由运动变为静止水力发电太阳能热水器工作时。

提示化学能动能动能内能水的机械能电能太阳能内能记记内容能量既不会凭空产生，也不会，它只会从种形式为其他形式，或者从个物体到另个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量。

表达式。

凭空消失转移保持不变减增转化试试人掷铅球，出手时铅球的动能为。

关于人对铅球的做功情况和能量转化情况，下列说法正确的是此人对铅球做了的功，将体内的