高考物理一轮复习专题六机械能及其守恒定律考点四功能关系能量守恒定律教学案含解析19页

考点四 功能关系 能量守恒定律
基础点
知识点 1  功能关系
1．功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。
2．做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。
3．几种常见力的功与能量转化的关系
(1)重力做功：重力势能和其他能相互转化。
(2)弹簧弹力做功：弹性势能和其他能相互转化。
(3)滑动摩擦力做功：机械能转化为内能。
(4)电场力做功：电势能与其他能相互转化。
(5)安培力做功：电能和机械能相互转化。
知识点 2  能量守恒定律
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另一种形
式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的
一条规律。
3．表达式
(1)E 初＝E 末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和。
(2)ΔE 增＝ΔE 减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量。
重难点
一、功能关系
1．能的概念：一个物体能够对外做功，这个物体就具有能量。
2．功能原理：除重力、系统内弹力以外，其他所有外力对物体所做的功等于物体机械
能的变化，即功能原理。数学表达式 W 其他＝ΔE。
3．对功能关系的进一步理解
(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，一是体现到不同的力做功，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。
4．几种常见的功能关系及其表达式
不同的力做功
对应不同形式能的
变化
定量关系
合外力的功 动能变化
合外力所做的功等于物体动能的变化
量 W 合＝Ek2－Ek1＝ΔEk
重力的功 重力势能变化
重力做正功，重力势能减少；重力做
负功，重力势能增加 WG＝－ΔEp＝Ep1

－Ep2
弹簧弹力的功 弹性势能变化
弹力做正功，弹性势能减少；弹力做
负功，弹性势能增加 WF＝－ΔEp＝Ep1
－Ep2
只有重力、弹簧弹力的功 不引起机械能变化 机械能守恒ΔE＝0
除重力和弹力之外的力做的
功
机械能变化
除重力和弹力之外的力做多少正功，
物体的机械能就增加多少；除重力和
弹力之外的力做多少负功，物体的机
械能就减少多少 W＝ΔE
电场力的功 电势能变化
电场力做正功，电势能减少；电场力
做负功，电势能增加 W 电＝－ΔEp
安培力的功 电能的变化
安培力做正功，电能转化为其他形式
的能；安培力做负功，其他形式的能
转化为电能，W 安＝－ΔE 电
一对相互作用的滑动摩擦力
的总功
内能变化
作用于系统的一对滑动摩擦力一定做
负功，系统内能增加 Q＝Ff·l 相对
分子力的功 分子势能变化
分子力做正功，分子势能减小，分子
力做负功，分子势能增加 W 分子力＝－
ΔE 分子势能
特别提醒
(1)做功的过程就是能量转化的过程，但“功”并不是“能”，它仅仅是实现能量转化的
途径。功是过程量，能是状态量。不能说“功就是能”，也不能说“功变成能”。
(2)电场能、磁场能、内能、电能都不是机械能，他们是不同形式的能量。
(3)在应用功能关系时应注意是什么力做功及对“谁”做功，对“谁”做功就引起“谁”
的“相应”能量变化。
二、能量守恒
1．能量守恒的意义
能量守恒定律是最基本、最普遍、最重要的自然规律之一，它揭示了自然界中各种运动
形式不仅具有多样性，而且具有统一性。它指出了能量既不能无中生有，也不能消失，只能
在一定条件下相互转化或转移。
2．对能量守恒定律的两点理解
(1)某种形式的能量减少，一定有另外形式的能量增加，且减少量和增加量相等，即ΔE
减＝ΔE 增。
(2)某个物体的能量减少，一定有别的物体的能量增加，且减少量和增加量相等，即ΔEA
减＝ΔEB增。
3．应用能量守恒定律解题的步骤
(1)分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]
在变化。
(2)明确哪种形式的能量增加，哪种形式的能量减少，并且列出减少的能量 ΔE 减和增

加的能量ΔE 增的表达式。
(3)列出能量守恒关系式：ΔE 减＝ΔE 增。
特别提醒
能量守恒...