功能关系专题复习 1
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1 高考物理专题复习《力学》知识点总结
一 功能关系的理解和应用
1.两点理解:
(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.
2.五种关系:
二 摩擦力做功与能量转化
1.摩擦力做功的特点
(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零;
(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,差值为机械能转化为内能的部分,也就是系统机械能的损失量;
(3)说明:两种摩擦力对物体都可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
2.三步求解相对滑动物体的能量问题
(1)正确分析物体的运动过程,做好受力分析.
(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,求出两个物体的相对位移.
(3)代入公式Q =F f ·x 相对计算,若物体在传送带上做往复运动,则为相对路程s 相对.
三 能量守恒定律的理解与应用
1.能量守恒定律的两点理解
(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.
2.能量转化问题的解题思路
(1)
当涉及摩擦力做功,机械能不守恒时,一般应用能的转化和守恒定律.
(2)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ΔE 减与增加的能量总和ΔE 增,最后由ΔE 减=ΔE 增列式求解.。
功能关系练习题一、简答题1. 请解释什么是功能关系?功能关系是指两个或多个事物之间相互联系和相互依赖的关系。
其中一个事物的存在或表现会影响另一个事物的功能实现或结果。
2. 举一个实际生活中的功能关系的例子。
例如,电视遥控器和电视之间存在功能关系。
通过遥控器中的按钮,我们可以操作电视的开关、音量调节等功能,实现对电视的控制。
3. 功能关系与因果关系有什么不同?功能关系强调的是两个或多个事物之间的相互作用和相互依赖,而因果关系则强调的是一个事物的存在或行为引起了另一个事物的结果或变化。
4. 功能关系有哪些常见的表达方式?常见的功能关系表达方式包括:通过、借助、依靠、实现、影响、促进、阻碍等。
5. 功能关系是否一定是单向的?不一定,功能关系可以是单向的,即一个事物对另一个事物有影响,但另一个事物对其没有影响。
也可以是相互的,即两个事物互为功能关系,相互对彼此产生影响。
二、判断题1. 功能关系是单向的。
√2. 功能关系是因果关系的一种特例。
×3. 功能关系可以通过表达方式来展示。
√4. 功能关系只存在于实际生活中,而在学习中不存在。
×5. 功能关系中的一方可能对另一方产生影响。
√三、应用题请根据以下情景,给出相应的功能关系表达方式。
情景一:小明不会做数学题,于是向同学小红请教。
功能关系表达方式:小明通过向小红请教,在数学题上获得帮助。
情景二:小张想学习钢琴,于是购买了一本钢琴教材。
功能关系表达方式:小张通过购买钢琴教材,实现了学习钢琴的功能。
情景三:小王想提高自己的英语口语水平,于是报名参加了英语口语培训班。
功能关系表达方式:小王通过参加英语口语培训班,借助培训班的教学资源和环境,促进了自己的英语口语水平的提高。
通过以上练习题的回答,我们对功能关系有了更深入的了解。
功能关系是人们在日常生活中不可避免的存在,通过分析和理解功能关系,我们可以更好地把握事物之间的联系,更有效地解决问题和实现目标。
《功能关系》专题复习一、功能关系1.重力做功的特点与重力势能: 。
2.弹力做功与弹性势能: 。
3.机械能守恒定律: 。
机械能守恒定律的适用条件: (1)对单个物体,只有重力或弹力做功.(2)对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递, 机械能也没有转变成其它形式的能(如没有内能产生),则系统的机械能守恒.(3)定律既适用于一个物体(实为一个物体与地球组成的系统),又适用于几个物体组成的物体系,但前提必须满足机械能守恒的条件.4.重力或系统内弹力以外的力做功: 。
5.系统内滑动摩擦力做功: 。
二、典型例题例1、质量为m 的物体,从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h 米,以下判断正确的是: A .物体的重力可能做负功 B .物体的动能一定减少了3mgh/4 C .物体的重力势能增加了mgh D .物体的机械能减少mgh/4[针对训练1]:如图所示,一个质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度为3g/4,物体在斜面上上升的最大高度为h。
则物体在沿斜面上升的全过程中 A.重力势能增加了mgh 43 B.重力势能增加了mgh C.动能损失了mgh D.机械能损失了mgh 21例2.(2010年山东)如图所示,倾角 =30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。
用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中A .物块的机械能逐渐增加B .软绳重力势能共减少了14mgl C .物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功 D .软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦 力所做功之和[针对训练2](09年广东理基)8.游乐场中的一种滑梯如图所示。
小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则 A .下滑过程中支持力对小朋友做功B .下滑过程中小朋友的重力势能增加C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功[针对训练3].滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动, 当它回到出发点时速率为v2, 且v2<v1若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零,则A.上升时机械能减小,下降时机械能增大。
功能关系专题复习一、功与能得关系 做功得过程就就是 得过程,功就是能量转化得 。
二.几种常见得功能关系1.合力做功等于物体动能得改变,即W 合=E k2-E k1=ΔE k 、(动能定理)2.重力做功等于物体重力势能得改变,即W G =E p1-E p2=-ΔE p 、3.弹簧弹力做功等于弹性势能得改变,即W 弹=E p1-E p2=-ΔE p 、4.除了重力与弹簧弹力之外得其她力所做得总功,等于物体机械能得改变、即W 其她力=E 2-E 1=ΔE 、(功能原理)5、一对滑动摩擦力对系统所做得负功等于系统内能得增加即例1 下列关于功与机械能得说法,正确得就是( )A.在有阻力作用得情况下,物体重力势能得减少不等于重力对物体所做得功B.合力对物体所做得功等于物体动能得改变量C.物体得重力势能就是物体与地球之间得相互作用能,其大小与势能零点得选取有关D.运动物体动能得减少量一定等于其重力势能得增加量例2 如图所示,质量为m 得物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°得固定斜面,其运动得加速度为34g ,此物体在斜面上上升得最大高度为h,则在这个过程中物体( )A.重力势能增加了34mgh B.重力势能增加了mghC.动能损失了mghD.机械能损失了12mgh 例3 如图所示,在光滑得水平面上,有一足够长得质量M=1、5kg 得木板,今在木板得左端有一质量m=0、5kg 得木块,以v 0=2m/s 初速度滑上木板。
已知二者间得动摩擦因素为μ=0、2,求:(1)二者达到共速所需要得时间t 及共同速度v 共(2)木块相对于木板得滑行距离S 。
例4 电机带动水平传送带以速度v 匀速转动,一质量为m 得小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长),若小木块与传送带之间得动摩擦因数为μ,如图所示,当小木块与传送带相对静止时,求:(1)小木块得位移;(2)传送带转过得路程;(3)小木块获得得动能;(4)摩擦过程产生得摩擦热.课后练习:1.对于功与能得关系,下列说法中正确得就是( )A.功就就是能,能就就是功B.功可以变为能,能可以变为功C.做功得过程就就是能量转化得过程D.功就是物体能量得量度2.自然现象中蕴藏着许多物理知识,如图所示为一个盛水袋,某人从侧面缓慢推袋壁使它变形,则水得势能( )A.增大B.变小C.不变D.不能确定3.从地面竖直上抛一个质量为m 得小球,小球上升得最大高度为h 、设上升与下降过程中空气阻力大小恒定为f 、下列说法正确得就是( )A.小球上升得过程中动能减少了mghB.小球上升与下降得整个过程中机械能减少了fhC.小球上升得过程中重力势能增加了mghD.小球上升与下降得整个过程中动能减少了fh4、水平传送带由电动机带动,并始终保持以速度v 匀速运动,现将质量为m 得某物块由静止释放在传送带得左端,过一会儿物块能保持与传送带相对静止,设物块与传送带间动摩擦因素为u,对这一过程分析( )A 、电动机多做得功为21mv 2B 、摩擦力对物体做得功为mv 2C 、传送带克服摩擦力做得功为21mv 2 D 、电动机增加得功率为umgv 5.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A 位置有一只小球.小球从静止开始下落,在B 位置接触弹簧得上端,在C 位置小球所受弹力大小等于重力,在D 位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确得就是( )A.在B 位置小球动能最大B.在C 位置小球动能最大C.从A →C 位置小球重力势能得减少大于小球动能得增加D.从A →D 位置小球重力势能得减少等于弹簧弹性势能得增加6.一子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上得木块,并从中穿出,对于这一过程,下列说法正确得就是( )A.子弹减少得机械能等于木块增加得机械能B.子弹减少得机械能等于系统内能得增加量C.子弹减少得机械能等于木块增加得动能与内能之与D.子弹减少得动能等于木块增加得动能与子弹与木块系统增加得内能之与7.如图,一轻绳得一端系在固定粗糙斜面上得O点,另一端系一小球.给小球一足够大得初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中( )A.小球得机械能守恒B.重力对小球不做功C.绳得张力对小球不做功D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做得功总就是等于小球动能得减少8.一块质量为m得木块放在地面上,用一根弹簧连着木块,如图所示,用恒力F拉弹簧,使木块离开地面,如果力F得作用点向上移动得距离为h,则( )A.木块得重力势能增加了mghB.木块得机械能增加了FhC.拉力所做得功为FhD.木块得动能增加了Fh9.如图所示,将倾角为30°得斜面体置于水平地面上,一根不可伸长得轻绳两端分别系着小球A与物块B,跨过固定于斜面体顶端得光滑支点O、已知A得质量为m,B得质量为4m、现用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时物块B恰好静止不动.将A由静止释放,在其下摆过程中,斜面体与物块B始终保持静止,下列判断中正确得就是( )A.物块B受到得摩擦力先减小后增大B.物块B受到得摩擦力方向不变C.小球A与地球组成得系统机械能守恒D.小球A与地球组成得系统机械能不守恒10、如图所示,粗细均匀得U形管内装有总长为4L得水。
专题:功能关系总结【预习】:1.功能关系总汇(1)功是能量 的量度,即做了多少功就有多少 发生了转化.(2)做功的过程一定伴随着能量的 ,而且能量的 必通过做功来实现. (3)几种常见的功能关系①合外力做功等于 ,关系式:W 合= 。
②重力做功等于 ,关系式:W G = 。
③弹簧弹力做功等于 ,关系式:W 弹= 。
④只有重力和弹簧弹力做功 。
⑤重力和弹簧弹力以外的力对系统做功等于物体机械能的改变, 即 =ΔE 机.⑥一对滑动摩擦力做功代数和等于因摩擦而产生的内能,即Q = ,L 相对为 .⑦电场力做功等于 ,说明电势能与机械能总量 。
2、能量守恒定律(1)内容:能量既不会 ,也不会 ,它只会从一种形式 为其他形式,或者从一个物体 到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量 .(2)对能量守恒定律的理解(1)某种形式的能增加或减少,一定存在其他形式的能 ,且 和 一定相等;(2)某物体的能量增加或减少,一定存在其他物体的能 ,且 和 一定相等; 这是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路.由此可派生出其它定理与定律,应用举例:【范例1】设质量为m 的子弹以初速度v 0射向静止在光滑水平面上的质量为M=9m 的木块,并留在木块中不再射出,子弹钻入木块深度为d 。
求:1.对子弹应用动能定理列式:2.对木块应用动能定理列式:3.对系统应用能量守恒定理列式:4. 对系统应用机械能变化量与合外力做功关系列式:5.例题:子弹以某一初速度水平击穿放置在光滑水平面上的木块,子弹于木块的速度-时间图像如图所示。
假设木块对子弹的阻力大小不变,且子弹仍能击穿木块,下列说法正确的是: 1.仅增大子弹入射的初速度,木块获得的动能增加。
2.仅增大子弹入射的初速度,木块穿过木块的时间变短。
3.仅减小子弹的质量,木块获得的动能变大。
4.仅减小木块的质量,子弹和木块系统产生热量变大。
【范例2】如图所示,一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上,上端连接一带正电小球P ,电量为q ,质量为m .小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场,场强E ,小球平衡时,弹簧压缩量x 0.现给小球一竖直向上的初速度v 0,小球最高能运动到M 点.M 点离小球起始点高度为h . 1.对小球应用动能定理列式:2.对系统应用能量守恒定理列式:3.对系统应用机械能变化量与外力做功关系列式:【练习1】如图所示,半径为R 的 光滑半圆轨道ABC 与倾角为θ=37°的粗糙斜面轨道DC 相切于C ,圆轨道的直径AC 与斜面垂直。
高中物理功能关系解题专题整理高中物理功能关系解题专题整理一、功能关系概述功能关系是高中物理中的一个重要概念,它揭示了不同力做功与物体能量变化之间的关系。
通过理解并掌握功能关系,我们可以解决许多与能量转化和守恒相关的问题。
二、关键词梳理1、功能关系:描述了力做功与物体能量变化之间的关系。
2、几种常见的功能关系:(1) 动能定理:合外力所做的功等于物体动能的增量。
(2) 势能定理:克服重力所做的功等于物体重心位置的势能增量。
(3) 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的系统中,物体的动能和势能可以相互转化,机械能总量保持不变。
3、应用领域:解决与能量转化和守恒相关的问题,如动力学、机械能、热力学等。
三、功能关系解题思路1、明确研究对象的运动过程和状态变化。
2、分析研究对象所受到的力,特别是与能量转化相关的力。
3、根据功能关系,建立方程求解问题。
四、例题解析例1:一个质量为m的物体从高为h的斜坡上滑下,斜坡的摩擦系数为μ。
求物体在斜坡上滑下的加速度和滑行距离。
解:物体受到的重力沿斜坡向下产生正压力,大小为mgcosθ;斜坡对物体的支持力沿斜坡向上,大小为mgcosθ;摩擦力沿斜坡向下,大小为μmgcosθ。
因此,根据动能定理,合外力所做的功等于物体动能的增量,有:mgh - μmgcosθ·s = 0 - 0解得:s = (gh/μcosθ)例2:一个弹簧振子在水平面上做简谐振动,它的振幅为A,周期为T。
求振子的最大动能和最大势能。
解:根据动能定理,合外力所做的功等于物体动能的增量,有:|F振|·s = |ΔE动|其中,F振为振子受到的回复力,s为振子的位移,ΔE动为振子动能的增量。
当振子的位移为振幅A时,回复力F振为最大,此时动能E动最大。
因此有:|F振max|·s = |ΔE动max|代入得:kA·s = 2E动max解得:E动max = (kA/2)同理,当振子的位移为零时,势能E势max最大,此时有:|F振min|·s = |ΔE势max|代入得:kA·s = 2E势max解得:E势max = (kA/2)五、总结与建议功能关系是高中物理中的一个重要概念,通过理解并掌握几种常见的功能关系(如动能定理、势能定理、机械能守恒定律),我们可以解决许多与能量转化和守恒相关的问题。
功能关系专题复习
一.功和能的关系
做功的过程就是 的过程,功是能量转化的 。
二.几种常见的功能关系
1.合力做功等于物体动能的改变,
即W 合=E k2-E k1=ΔE k .(动能定理)
2.重力做功等于物体重力势能的改变,
即W G =E p1-E p2=-ΔE p .
3.弹簧弹力做功等于弹性势能的改变,
即W 弹=E p1-E p2=-ΔE p .
4.除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的改变.
即W 其他力=E 2-E 1=ΔE .(功能原理)
5.一对滑动摩擦力对系统所做的负功等于系统内能的增加
即 Q =∆E 减=fs 相
例1 下列关于功和机械能的说法,正确的是( )
A .在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功
B .合力对物体所做的功等于物体动能的改变量
C .物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关
D .运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量
例2 如图所示,质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度为34
g ,此物体在斜面上上升的最大高度为h ,则在这个过程中物体( ) A .重力势能增加了34
mgh B .重力势能增加了mgh
C .动能损失了mgh
D .机械能损失了12
mgh 例3 如图所示,在光滑的水平面上,有一足够长的质量M=1.5kg 的木板,今在木板的左端有一质量m=0.5kg 的木块,以v 0=2m/s 初速度滑上木板。
已知二者间的动摩擦因素为μ=0.2,求:
(1)二者达到共速所需要的时间t 及共同速度v 共
(2)木块相对于木板的滑行距离S 。
例4 电机带动水平传送带以速度v 匀速转动,一质量为m 的小木块由静止轻放在传送带上(传送带足够长),若小
木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,如图所示,当小木块与传送带相对静止时,求:
(1)小木块的位移;
(2)传送带转过的路程;
(3)小木块获得的动能;
(4)摩擦过程产生的摩擦热.
课后练习:
1.对于功和能的关系,下列说法中正确的是( )
A .功就是能,能就是功
B .功可以变为能,能可以变为功
C .做功的过程就是能量转化的过程
D .功是物体能量的量度
2.自然现象中蕴藏着许多物理知识,如图所示为一个盛水袋,某人从侧面缓慢推袋壁使它
变形,则水的势能( )
A .增大
B .变小
C .不变
D .不能确定
3.从地面竖直上抛一个质量为m 的小球,小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f.下列说法正确的是( )
A .小球上升的过程中动能减少了mgh
B .小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fh
C .小球上升的过程中重力势能增加了mgh
D .小球上升和下降的整个过程中动能减少了fh
4.水平传送带由电动机带动,并始终保持以速度v 匀速运动,现将质量为m 的某物块由静止释放在传送带的左端,过一会儿物块能保持与传送带相对静止,设物块与传送带间动摩擦因素为u ,对这一过程分析( )
A.电动机多做的功为21mv 2
B.摩擦力对物体做的功为mv 2
C.传送带克服摩擦力做的功为21mv 2
D.电动机增加的功率为umgv
5.如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A 位置有一只小
球.小球从静止开始下落,在B 位置接触弹簧的上端,在C 位置小球所受弹力大小等于重力,在D 位置小球速度减
小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是()
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A→C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加
D.从A→D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
6.一子弹以某一水平速度击中了静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出,对于这一过程,下列说法正确的是() A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能
B.子弹减少的机械能等于系统内能的增加量
C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能和内能之和
D.子弹减少的动能等于木块增加的动能与子弹和木块系统增加的内能之和
7.如图,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球.给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中()
A.小球的机械能守恒
B.重力对小球不做功
C.绳的张力对小球不做功
D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少
8.一块质量为m的木块放在地面上,用一根弹簧连着木块,如图所示,用恒力F拉弹簧,使木块离开地面,如果力F的作用点向上移动的距离为h,则()
A.木块的重力势能增加了mgh
B.木块的机械能增加了Fh
C.拉力所做的功为Fh
D.木块的动能增加了Fh
9.如图所示,将倾角为30°的斜面体置于水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O.已知A的质量为m,B的质量为4m.现用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时物块B恰好静止不动.将A由静止释放,在其下
摆过程中,斜面体与物块B始终保持静止,下列判断中正确的是()
A.物块B受到的摩擦力先减小后增大
B.物块B受到的摩擦力方向不变
C.小球A与地球组成的系统机械能守恒
D.小球A与地球组成的系统机械能不守恒
10.如图所示,粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水。
开始时阀门K闭合,左右支管
内水面高度差为L。
打开阀门K后,左右水面刚好相平时,重力所做的功为,
左管液面的速度是?(管的内部横截面很小,摩擦阻力忽略不计)
10.如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,皮带在电动机的带动下,始终保
持v0=2 m/s的速率运行,现把一质量为m=10 kg的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端,经过时间1.9 s,工件被传送到h=1.5 m的高处,取g=
10 m/s2,求:
(1)工件与传送带间的动摩擦因数;
(2)电动机由于传送工件多消耗的电能.
11.如图所示,在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动。
现将一质量为m的木块无初速地放上小车,由于木块和小车间的摩擦力的作用,小车的速度将发生变化。
为使小车保持原有的速度不变,必须及时对小车施加一向右的水平恒力F 。
当F作用一段时间后把它撤去时,木块恰能随小车一起以速度v共同向右运动,设木块和小车间的摩擦因数为 ,在上述过程中,求:
(1)水平恒力F对小车做多少功?
(2)摩擦生热Q=?
12.如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边.已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,小船从A点沿直线加速运动到B 点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计.求:
(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W f;
(2)小船经过B点时的速度大小v1;
(3)小船经过B点时的加速度大小a.。