《全国高考物理(四川专用)精讲：专题+功能关系在力学中的应用(全国高考定位+审题破题含原创题组及解析)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国高考物理(四川专用)精讲：专题+功能关系在力学中的应用(全国高考定位+审题破题含原创题组及解析)（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高考定位功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点，也是高考考查的重点，常以选择题、计算题的形式出现，考题常与生产生活实际联系紧密，题目的综合性较强应考策略：深刻理解功能关系，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考题1力学中的几个重要功能关系的应用例1如图1所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m.开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中()矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。图1Aa的加速度为Ba的重力
2、势能增加mghC绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加DF对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加审题突破重力势能的变化和什么力做功相对应？机械能的变化和什么力做功相对应？动能的变化又和什么力做功相对应？聞創沟燴鐺險爱氇谴净。答案BD1如图2所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.此过程中，以下结论正确的是()残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。图2A小物块到达小车最右端时具有的动能为(Ff)(Lx)B
3、小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fxC小物块克服摩擦力所做的功为f(Lx)D小物块和小车增加的机械能为F(Lx)答案ABC解析小物块受到的合外力是Ff，位移为Lx，由动能定理可得小物块到达小车最右端时具有的动能为(Ff)(Lx)，同理小车的动能也可由动能定理得出为fx；由于小物块和小车间的滑动摩擦力产生内能，小物块和小车增加的机械能小于F(Lx)酽锕极額閉镇桧猪訣锥。2(2014广东16)图3是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。图3A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械
4、能C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能答案B解析由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项A错误，B正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能，选项C、D错误謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。3如图4甲所示，一倾角为37的传送带以恒定速度运行，现将一质量m1kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g10m/s2，sin370.6，cos370.8.则下列说法正确的是()厦礴恳蹒骈時盡继價骚。图4A物体与传送带间的动摩擦因数为0.875B08s内物体位移的大小为18mC08s内物
5、体机械能的增量为90JD08s内物体与传送带由于摩擦产生的热量为126J答案AC解析根据速度时间图像分析，前6秒钟，物体的加速度方向沿传送带向上，大小为a1m/s2，根据物体在传送带上受力分析有mgcosmgsinma，整理得0.875，选项A正确.08s内物体位移等于前8秒钟速度时间图像与时间轴围成的面积，时间轴上面的部分代茕桢广鳓鯡选块网羈泪。表位移为正，下面的部分代表位移为负，结合图像得位移xm14m，选项B错误.08s内物体动能增加量为mv2mv6J，重力势能增加mgxsin84J，机械能增加量为6J84J90J，选项C正确摩擦生热分为三部分，第一部分为前2秒：Q1mgcost114J
6、，第二部分为26s，摩擦生热Q2mgcost256J，最后物体做匀速直线运动摩擦力为静摩擦力，二者没有相对运动，不产生热量，所以08s内物体与传送带由于摩擦产生的热量为Q1Q270J，选项D错误鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。几个重要的功能关系1重力的功等于重力势能的变化，即WGEp.2弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹Ep.3合力的功等于动能的变化，即WEk.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E.5一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化，即Qfl相对考题2动力学方法和动能定理的综合应用例2光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图5所示装置，其中直轨道bc粗糙，直轨道cd光滑，两轨
7、道相接处为一很小的圆弧质量为m0.1kg的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动，到达轨道最高点a时的速度大小为v4m/s，当滑块运动到圆轨道与直轨道bc的相切处b时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc滑行，到达轨道cd上的d点时速度为零若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为R0.25 m，直轨道bc的倾角37，其长度为L26.25 m，d点与水平地面间的高度差为h0.2 m，取重力加速度g10 m/s2，sin370.6.求：籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。图5(1)滑块在圆轨道最高点a时对轨道的压力大小；(2)滑块与直轨道bc间的动摩擦因数；(3)滑块在直轨道bc上能够运动的时间审题
8、突破(1)在圆轨道最高点a处滑块受到的重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律即可求解；(2)从a点到d点重力与摩擦力做功，全程由动能定理即可求解；(3)分别对上滑的过程和下滑的过程中使用牛顿第二定律，求得加速度，然后结合运动学的公式，即可求得时间預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。解析(1)在圆轨道最高点a处对滑块，由牛顿第二定律得：mgNm，得Nm(g)5.4N由牛顿第三定律得滑块在圆轨道最高点a时对轨道的压力大小为5.4N.(2)从a点到d点全程，由动能定理得：mg(RRcosLsinh)mgcosL0mv20.8(3)设滑块在bc上向下滑动的加速度为a1，时间为t1，向上滑动的加速度为a2，时间
9、为t2，在c点时的速度为vc.渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。由c到d：mvmghvc2m/sa点到b点的过程：mgR(1cos)mvmv2铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。vb5m/s在轨道bc上：下滑：Lt1t17.5s上滑：mgsinmgcosma2a2gsingcos12.4m/s20vca2t2t2s0.16stan，滑块在轨道bc上停止后不再下滑滑块在bc斜面上运动的总时间：t总t1t2(7.50.16) s7.66s答案(1)5.4N(2)0.8(3)7.66s4如图6(a)所示，一物体以一定的速度v0沿足够长斜面向上运动，此物体在斜面上的最大位移与斜面倾角的关系由图(b)中的曲线给出设各种条件下，物
10、体运动过程中的摩擦系数不变g10m/s2，试求：擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。图6(1)物体与斜面之间的动摩擦因数；(2)物体的初速度大小；(3)为多大时，x值最小答案(1)(2)5m/s(3)解析(1)由题意可知，当为90时，v0由题图b可得：hm当为0时，x0m，可知物体运动中必受摩擦阻力设动摩擦因数为，此时摩擦力大小为mg，加速度大小为g.由运动学方程得贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。v2gx0联立两方程：(2)由式可得：v05m/s(3)对于任意一角度，利用动能定理得对应的最大位移x满足的关系式mvmgxsinmgxcos解得x坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。其中tan，可知x的最小值为xh1.08m蜡變黲癟報伥
11、铉锚鈰赘。对应的60買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。1应用动力学分析问题时，一定要对研究对象进行正确的受力分析、结合牛顿运动定律和运动学公式分析物体的运动綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。2应用动能定理时要注意运动过程的选取，可以全过程列式，也可以分过程列式(1)如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段(如加速、减速阶段)，可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。(2)因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系的选取有关在中学物理中一般取地面为参考系猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。(3)动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统如果涉及多
12、物体组成的系统，因为要考虑内力做的功，所以要十分慎重在中学阶段可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。考题3综合应用动力学和能量观点分析多过程问题例3 (14分)如图7所示，倾角30、长L4.5m的斜面，底端与一个光滑的圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道底端切线水平一质量为m1kg的物块(可视为质点)从斜面最高点A由静止开始沿斜面下滑，经过斜面底端B后恰好能到达圆弧轨道最高点C，又从圆弧轨道滑回，能上升到斜面上的D点，再由D点由斜面下滑沿圆弧轨道上升，再滑回，这样往复运动，最后停在B点已知物块与斜面间的动摩擦因数为，g10m/s2，假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连
13、接处速率不变求：構氽頑黉碩饨荠龈话骛。图7(1)物块经多长时间第一次到B点；(2)物块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力；(3)物块在斜面上滑行的总路程解析(1)物块沿斜面下滑时，mgsinmgcosma(2分)解得：a2.5m/s2(1分)从A到B，物块匀加速运动，由Lat2(1分)可得ts(1分)(2)因为物块恰好到C点，所以到C点速度为0.设物块到B点的速度为v，则mgRmv2(2分)Nmgm(1分)解得N3mg30N(1分)由牛顿第三定律可得，物块对轨道的压力为N30N，方向向下(1分)(3)从开始释放至最终停在B处，设物块在斜面上滑行的总路程为s，则mgLsinmgscos0(3分)解
14、得s9m(1分)答案(1)s(2)30N，方向向下(3)9m (18分)如图8所示，有一个可视为质点的质量为m1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v01.8m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进人固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v3 m/s，小物块与传送带间的动摩擦因数0.5，圆弧轨道的半径为R2m，C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角53，不计空气阻力，重力加速度g10m/s2，sin530.8，cos530.6.求：輒峄陽檉簖疖網儂號泶。图8(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量答案(1)22.5N，方向竖直向下(2)32J解析(1)设小物体在C点时的速度大小为vC，由平抛运动的规律可知，C点的速度方向与水平方向成53，则由几何关系可得：尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。vCm/s3 m/s识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。由C点到D点，由动能定理得：mgR(1cos)mv
