2025版物理分类试卷复习讲义第4讲　功能关系和能量守恒定律.docxVIP

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第4讲功能关系和能量守恒定律

考点一功能关系的理解及应用

1.对功能关系的理解

（1）做功的过程就是的过程，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，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.常见的功能关系

能量

功能关系

表达式

势能

重力做的功等于重力势能减少量

W＝Ep1－Ep2＝－ΔEp

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

分子力做的功等于分子势能减少量

动能

合外力做的功等于物体动能变化量

W＝Ek2－Ek1＝12mv2－12

机械能

除重力和弹力之外的其他力做的功等于机械能变化量

W其他＝E2－E1＝ΔE

摩擦产生

的内能

一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能

Q＝Ff·x相对

电能

克服安培力做的功等于电能增加量

W电能＝E2－E1＝ΔE

1.【功能关系的理解】神舟十四号飞船夜间返回时的某一红外照片如图所示，打开降落伞后，飞船先减速后匀速下降，最后安全着陆。若不计空气对飞船的作用力，则（）

A.打开降落伞之后，飞船仍处于失重状态

B.匀速下降阶段，飞船的机械能守恒

C.减速下降阶段，飞船的机械能的减少量等于合力对飞船做的功

D.匀速下降阶段，飞船的机械能的减少量等于重力对飞船做的功

2.【功能关系的应用】如图所示，在竖直平面内有一半径为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时对轨道压力为12mg。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.合力做功34

C.克服摩擦力做功12mgR D.机械能减少2

功能关系的选用原则

（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。

考点二摩擦力做功与能量转化

1.静摩擦力做功的特点

（1）静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

（2）相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零。

（3）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

（1）滑动摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。

（2）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。

（3）摩擦生热的计算：Q＝Ff·x相对。其中x相对为相互摩擦的两个物体间的相对位移。

【例1】（多选）如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（）

A.弹簧的最大弹力为μmg B.物块克服摩擦力做的功为2μmgs

C.弹簧的最大弹性势能为μmgs D.物块在A点的初速度为2

听课记录

【例2】如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那么力F对木板做功的数值是多少？

尝试解题

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，计算做功时都应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。

考点三能量守恒定律的理解及应用

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，或者从一个物体转移到，在转化或转移的过程中，能量的总量。

2.理解

（1）某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量，且减少量和增加量一定；

（2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量，且减少量和增加量一定。

1.能