【高频考点解读】
1.掌握功和能的对应关系，特别是合力功、重力功、弹力功分别对应的能量转化关系 2.理解能量守恒定律，并能分析解决有关问题． 【热点题型】
题型一 功能关系的理解与应用
例1、自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图5-4-1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( )
图5-4-1
A．增大 C．不变
B．变小 D．不能确定
解析：选A 人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A正确。 【提分秘籍】 1．对功能关系的理解
(1)做功的过程就是能量转化的过程。不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。 (2)功是能量转化的量度，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．几种常见的功能关系及其表达式 各种力做功 合力的功 重力的功 弹簧弹 力的功 只有重力、 弹簧弹力的功 非重力和 对应能 的变化 动能变化 重力势 能变化 弹性势 能变化 不引起机 械能变化 机械能 定量的关系 合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝Ek2－Ek1 重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性势能增加，且W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 机械能守恒ΔE＝0 除重力和弹力之外的其他力做正功，物体的机械能 1
弹力的功 电场力的功
【举一反三】
变化 电势能 变化 增加，做负功，机械能减少，且W其他＝ΔE 电场力做正功，电势能减少，电场力做负功，电势能增加，且W电＝－ΔEp 轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5 kg的物块相连，如图5-4-2甲所示。弹簧处于原长状态，物块静止且与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示。物块运动至x＝0.4 m处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)( )
图5-4-2 A．3.1 J C．1.8 J
B．3.5 J D．2.0 J
题型二 摩擦力做功与能量的关系
例2、如图5-4-4所示，有一个可视为质点的质量为m＝1 kg的小物块。从光滑平台上的A点以v0＝2 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M＝3 kg的长木板。已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，圆弧轨道的半径为R＝0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ＝60°，不计空气阻力，g取10 m/s2。求： (1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力； (2)要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？
图5-4-4
【解析】(1)小物块在C点时的速度大小为
2
v0vC＝①
cos 60°
小物块由C到D的过程中，由机械能守恒定律得： 11
mgR(1－cos 60°)＝mvD2－mvC2②
22代入数据解得vD＝25 m/s 小球在D点时由牛顿第二定律得： vD2
FN－mg＝m③
R
代入数据解得FN＝60 N④
由牛顿第三定律得FN′＝FN＝60 N，方向竖直向下。
【答案】(1)60 N 方向竖直向下 (2)2.5 m 【方法规律】
(1)小物块刚要到达D点时具有竖直向上的加速度，支持力大于重力，区别于小物块刚过C点的情况。
(2)木板的最小长度对应小物块与长木板相对滑动的最大位移。 【提分秘籍】
1．两种摩擦力做功的比较 能量的转不 化方面 同 一对摩擦点 力的总功方面 相同点 静摩擦力 只有能量的转移，没有能量的转化 一对静摩擦力所做功的代数和等于零 滑动摩擦力 既有能量的转移，又有能量的转化 一对滑动摩擦力所做功的代数和为负值，总功W＝－Ff·s相对，即摩擦时产生的热量 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 3
2016年高考物理热点题型和提分秘籍专题 5.4功能关系能量守恒定律
