功能关系的知识点总结

1 05专题：功能关系和能量守恒专题

【知识点一】对功能关系的理解

1、如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为13g。在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是( )

A．运动员减少的重力势能全部转化为动能 B．运动员获得的动能为13mgh

C．运动员克服摩擦力做功为23mgh D．下滑过程中系统减少的机械能为13mgh

2、质量为m的物体在竖直向上的恒定拉力F的作用下，由静止开始向上运动H高度，所受空气阻力恒为f，g为当地的重力加速度。则此过程中，下列说法正确的是( )

A．物体的动能增加了(F－mg)H B．物体的重力势能增加了mgH

C．物体的机械能减少了fH D．物体的机械能增加了FH

【知识点二】功能关系的综合应用

3、(2020·全国卷Ⅰ，20)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s2。则( )

A.物块下滑过程中机械能不守恒

B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

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

4、 (多选)(2019·全国卷Ⅱ，18)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得( )

A.物体的质量为2 kg

B.h＝0时，物体的速率为20 m/s

C.h＝2 m时，物体的动能Ek＝40 J

D.从地面至h＝4 m，物体的动能减少100 J

2 【知识点三】能量守恒定律的应用

5、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＝34，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，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＝4 kg，B的质量为m＝2 kg，初始时物体A到C点的距离为L＝1 m，现给A、B一初速度v0＝3 m/s，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力，整个过程中轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：

高中物理功能关系

专题定位 本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题．考查的重点有以下几方面：①重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；②与功、功率相关的分析与计算；③几个重要的功能关系的应用；④动能定理的综合应用；⑤综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题．

本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题．

应考策略 深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场带电粒子运动或电磁感应问题．

1． 常见的几种力做功的特点

(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关． (2)摩擦力做功的特点

①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．

②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为能．转化为能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积．

③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热．

2． 几个重要的功能关系

(1)重力的功等于重力势能的变化，即WG＝－ΔEp.

(2)弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔEp.

(3)合力的功等于动能的变化，即W＝ΔEk.

(4)重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE.

(5)一对滑动摩擦力做的功等于系统中能的变化，即Q＝Ff·l 相对．

1． 动能定理的应用

(1)动能定理的适用情况：解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统)受力与位移、速率关系的问题．动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用．

人体功效学知识点总结

一、人体器官和组织的结构和功能

1.心脏

心脏是人体重要的器官之一，主要功能是泵血，将含氧的血液输送到全身各个部位，同时将含二氧化碳的血液送回肺部进行再次氧合，保证人体细胞的正常代谢。心脏由心房和心室组成，通过心脏内部的电气信号进行规律的节律性收缩和舒张。

2.肾脏

肾脏是排泄系统中的重要器官，主要功能是过滤血液，排除体内废物和多余的物质，并调节人体内的电解质平衡和酸碱平衡，保持体内环境的稳定。肾脏还参与调节血压、造血和合成激素等重要功能。

3.肝脏

肝脏是人体最大的腺器官，主要功能包括合成、排泄和代谢，是人体内脂肪、蛋白质和碳水化合物的主要代谢和储藏场所，同时肝脏还参与解毒和免疫功能，并且对维持胆固醇代谢和脂质代谢有着重要的作用。

4.肺部

肺部是呼吸系统的重要器官，主要功能是进行氧气和二氧化碳的交换，吸入氧气并将其输送到全身各个组织，同时将体内产生的二氧化碳排出体外。肺部同时参与免疫功能、激素转化和维持酸碱平衡。

5.胃肠道

胃肠道是消化系统的重要组成部分，主要功能是消化和吸收营养物质，同时参与免疫功能和蠕动运动。胃肠道同时对体内外的营养物质进行选择性的吸收，同时防止体内有害物质的吸收。

6.皮肤

皮肤是人体最大的器官，主要功能是保护内脏器官，同时参与体温调节和感觉传导，防止外界有害物质的侵入。皮肤还具有免疫和代谢功能，同时对维持体内水分和电解质平衡有着重要的作用。

二、人体健康和疾病的关系

1.营养与健康 营养是人体维持生命活动所必需的物质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、维生素和矿物质等。合理的营养摄入对人体的健康有着重要的影响，不同的营养素对人体的生长发育、免疫功能和代谢有着不同的影响，缺乏或过量都会引发一系列的疾病。

2.运动与健康

适量的运动对人体的健康有益，可以提高心肺功能、增强肌肉力量、改善代谢和免疫功能，同时可以改善心理状态和睡眠质量。但是过量的运动容易导致身体疲劳和运动损伤，甚至引发一些慢性疾病。

1 机械能知识点总结

功

一、功

1. 功的概念：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，力就对物体做了功。

2. 功的两个不可缺少的因素：力和在力方向发生的位移。

3. 功的计算公式：

（1）F和s同方向情况：FsW

（2）F和s不同方向的情况：cosFsW（为F与s的夹角）

解题思想：（1）、可以把力分解到位移的方向上，（2）可以把位移分解到力的方向上

4. 功的单位：焦耳（牛·米），符号J，（N·m）

二、正功和负功

1. 功的正负判定方法：功是表示力对空间积累效果的物理量，只有大小没有方向，是标量，功的正负既不是描述方向也不是描述大小而有另外意义。（说明：+表明力对研究的物体的运动器推动作用，做正功；—表明力对物体的运动起阻碍作用，做负功。）

（1）当900时，1cos0，W为正值，力对物体做正功，力对物体的运动起推动作用。

（2）当90时，0cos，0W，力对物体不做功，力对物体的运动既不推动也不阻碍。

（3）当18090时，0cos1，W为负值，力对物体做负功或者说物体克服力F做功，力对物体的运动起阻碍作用。

2. 在曲线运动中，功的正负判定方法：看力F与速度v的夹角。

3. 注意：讲“功”，一定要指明是哪个力对那个物体的功，功是标量。

三、总功

合力做功（总功）的求法：一种方法是先求出合力再用cossFW合总求总功，

另一种方法是21WWW总即总功等于各个力做功的代数和，这两种方法都要求先对物体进行正确的受力分析，后一种方法还要求把各个功的正负号代入运算。

四、变力做功

1、恒力做功的求法：cossFW中的F是恒力，求恒力所做的功只要找出F、s、即可。

2、一些变力（指大小不变，方向改变，如滑动摩擦阻力，空气阻力），在物体做曲线运动或往复运动过程中，这些力虽然方向变，但每时每刻与速度反向，此时可化成恒力做功，方法是分段考虑，然后求和。