高三物理 二輪第四講功能關係在力學中的應用

2022-12-11 07:24:06 字數 3967 閱讀 6411

a.小車做勻加速運動b.小車受到的牽引力逐漸增大

c.小車受到的合外力所做的功為pt d.小車受到的牽引力做的功為fs+mv

【**2】 放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6 s內其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象分別如圖甲、乙所示.下列說法正確的是(  ).

a.0~6 s內物體的位移大小為30 mb.0~6 s內拉力做的功為70 j

c.合外力在0~6 s內做的功與0~2 s內做的功相等 d.滑動摩擦力的大小為5 n

考向二動能定理的應用

【典例2】 如圖所示,水平路面cd的右側有一長l1=2 m的板m,一物塊放在板m的最右端,並隨板一起向左側固定的平台運動,板m的上表面與平台等高.平台的上表面ab長s=3 m,光滑半圓軌道afe豎直固定在平台上,圓軌道半徑r=0.4 m,最低點與平台ab相切於a點.當板m的左端距離平台l=2 m時,板與物塊向左運動的速度v0=8 m/s.當板與平台的豎直牆壁碰撞後,板立即停止運動,物塊在板上滑動,並滑上平台.已知板與路面的動摩擦因數μ1=0.

05,物塊與板的上表面及軌道ab的動摩擦因數μ2=0.1,物塊質量m=1 kg,取g=10 m/s2.

(1)求物塊進入圓軌道時對軌道上的a點的壓力;

(2)判斷物塊能否到達圓軌道的最高點e.如果能,求物塊離開e點後在平台上的落點到a點的距離;如果不能,則說明理由.

【**3】 如圖所示,水平軌道上輕彈簧左端固定,彈簧處於自然狀態時,其右端位於p點,現用一質量m=0.1 kg的小物塊(可視為質點)將彈簧壓縮後釋放,物塊經過p點時的速度v0=16 m/s,經過水平軌道右端q點後恰好沿光滑半圓軌道的切線進入豎直固定的圓軌道,最後物塊經軌道最低點a丟擲後落到b點,若物塊與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.5,r=1.

6 m,p到q的長度l=3.1 m,a到b的豎直高度h=1.25 m,取g=10 m/s2.

(1)求物塊到達q點時的速度大小;

(2)判斷物塊經過q點後能否沿圓周軌道運動;

(3)求物塊水平丟擲的位移大小.

【**4】 如圖所示,在光滑水平地面上放置質量m=2 kg的長木板,木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切.一質量m=1 kg的小滑塊自a點沿弧面由靜止滑下,a點距離長木板上表面高度h=0.6 m.滑塊在木板上滑行t=1 s後,和木板以共同速度v=1 m/s勻速運動,取g=10 m/s2.求:

(1)滑塊與木板間的摩擦力;

(2)滑塊沿弧面下滑過程中克服摩擦力做的功;

(3)滑塊相對木板滑行的距離及在木板上產生的熱量.

考向三機械能守恆定律的應用

【典例3】 (2013·浙江卷,23)山谷中有三塊石頭和一根不可伸長的輕質青藤,其示意圖如圖圖中a、b、c、d均為石頭的邊緣點,o為青藤的固定點,h1=1.8 m,h2=4.0 m,x1=4.

8 m,x2=8.0 m.開始時,質量分別為m=10 kg和m=2 kg的大、小兩隻滇金絲猴分別位於左邊和中間的石頭上,當大猴發現小猴將受到傷害時,迅速從左邊石頭的a點水平跳至中間石頭.大猴抱起小猴跑到c點,抓住青藤下端,盪到右邊石頭上的d點,此時速度恰好為零.運動過程中猴子均可看成質點,空氣阻力不計,重力加速度g=10 m/s2.求:

(1)大猴從a點水平跳離時速度的最小值;

(2)猴子抓住青藤盪起時的速度大小;

(3)猴子盪起時,青藤對猴子的拉力大小.

【**5】 如圖所示,勁度係數為k的輕質彈簧,一端繫在豎直放置的半徑為r的圓環頂點p,另一端系一質量為m的小球,小球穿在圓環上做無摩擦的運動.設開始時小球置於a點,彈簧處於自然狀態,當小球運動到最低點時速率為v,對圓環恰好沒有壓力.下列分析正確的是(  ).

a.從a到b的過程中,小球的機械能守恆

b.從a到b的過程中,小球的機械能減少

c.小球過b點時,彈簧的彈力為mg+m

d.小球過b點時,彈簧的彈力為mg+m

【**6】 如圖所示,在豎直平面內有一固定光滑軌道,其中ab是長為r的水平直軌道,bcd是圓心為o、半徑為r的圓弧軌道,兩軌道相切於b點.在外力作用下,一小球從a點由靜止開始做勻加速直線運動,到達b點時撤除外力.已知小球剛好能沿圓軌道經過最高點c,重力加速度大小為g.求:

(1)小球在ab段運動的加速度的大小;

(2)小球從d點運動到a點所用的時間.

考向四功能關係的應用

力學中常見的功能關係

【典例4】 (2013·江蘇卷,9)如圖所示,水平桌面上的輕質彈簧一端固定,另一端與小物塊相連.彈簧處於自然長度時物塊位於o點(圖中未標出).物塊的質量為m,ab=a,物塊與桌面間的動摩擦因數為μ.現用水平向右的力將物塊從o點拉至a點,拉力做的功為w.撤去拉力後物塊由靜止向左運動,經o點到達b點時速度為零.重力加速度為g.

則上述過程中(  ).

a.物塊在a點時,彈簧的彈性勢能等於w-μmga

b.物塊在b點時,彈簧的彈性勢能小於w-μmga

c.經o點時,物塊的動能小於w-μmga

d.物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小於物塊在b點時彈簧的彈性勢能

【**7】 有一塊長木板p放在固定斜面上,木板上又放物體m,p、m之間有摩擦,斜面和木板間摩擦不計,以恒力f沿斜面向上拉木板p,使之由靜止滑動一段距離x1,m只向上運動了x2,且x2 a.外力f做的功等於p和m機械能的增量

b.p對m摩擦力做的功等於m機械能的增量

c.外力f做的功等於p和m機械能的增量與p克服摩擦力做的功之和

d.p對m摩擦力做的功等於m對p摩擦力做的功

【**8】 如圖所示,甲、乙兩種粗糙面不同的傳送帶,傾斜於水平地面放置,以同樣恆定速率v向上運動.現將一質量為m的小物體(視為質點)輕輕放在a處,小物體在甲傳送帶上到達b處時恰好達到傳送帶的速率v,在乙傳送帶上到達離b豎直高度為h的c處時達到傳送帶的速率v.已知b處離地面的高度皆為h.則在物體從a到b的過程中(  ).

a.兩種傳送帶與小物體之間的動摩擦因數相同

b.將小物體傳送到b處,兩種傳送帶消耗的電能相等

c.兩種傳送帶對小物體做功相等

d.將小物體傳送到b處,兩種系統產生的熱量相等

【真題與定位】 做真題找規律準確定位

1.(2010·新課標全國卷,16)(多選)如圖所示,在外力作用下某質點運動的v-t圖象為正弦曲線.從圖中可以判斷(  ).

a.在0~t1時間內,外力做正功 b.在0~t1時間內,外力的功率逐漸增大

c.在t2時刻,外力的功率最大 d.在t1~t3時間內,外力做的總功為零

2.(2011·新課標全國卷,16)(多選)一綁緊跳運動員身繫彈性綁緊跳繩從水面上方的高台下落,到最低點時距水面還有數公尺距離.假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質點,下列說法正確的是(  ).

a.運動員到達最低點前重力勢能始終減小

b.綁緊跳繩張緊後的下落過程中,彈力做負功,彈性勢能增加

c.綁緊跳過程中,運動員、地球和綁緊跳繩所組成的系統機械能守恆

d.綁緊跳過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關

3.(2013·山東卷,16)(多選)如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一定滑輪.質量分別為m、m(m>m)的滑塊、通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連線,輕繩與斜面平行.兩滑塊由靜止釋放後,沿斜面做勻加速運動.若不計滑輪的質量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運動的過程中(  ).

a.兩滑塊組成的系統機械能守恆 b.重力對m做的功等於m動能的增加

c.輕繩對m做的功等於m機械能的增加 d.兩滑塊組成系統的機械能損失等於m克服摩擦力做的功

4.(2013·廣東卷,19)(多選)如圖,遊樂場中,從高處a到水面b處有兩條長度相同的光滑軌道,甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從a處自由滑向b處,下列說法正確的有(  ).

a.甲的切向加速度始終比乙的大

b.甲、乙在同一高度的速度大小相等

c.甲、乙在同一時刻總能到達同一高度

d.甲比乙先到達b處

主要題型:選擇題、計算題

熱點聚焦

(1)功、功率的理解及定量計算,往往與圖象相結合

(2)動能定理的應用

(3)機械能守恆定律的應用

(4)滑動摩擦力做功情況下的功能關係問題

【方法與技巧】 有方法有技巧胸有成竹

技法四計算題解題技巧

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