《（步步高）2016版高考物理 大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档专题四功能关系的应用第1讲 功能关系在力学中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（步步高）2016版高考物理 大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档专题四功能关系的应用第1讲 功能关系在力学中的应用（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题四 功能关系的应用 本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体 、 带电粒子 、导体棒在电场或磁场中的运动问题 考查的重点有以下几方面： 重力 、 摩擦力 、 静电力和洛伦兹力的做功特点和求解； 与功 、 功率相关的分析与计算； 几个重要的功能关系的应用； 动能定理的综合应用； 综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题 本专题是高考的重点和热点 ， 命题情景新 ， 联系实际密切 ， 综合性强 ， 侧重在计算题中命题 ， 是高考的压轴题 专题定位 深刻理解功能关系 ， 抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理 、 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；
2、二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场 、 磁场内带电粒子运动或电磁感应问题 应考策略 高考题型 1 力学中的几个重要功能关系的应用 高考题型 2 动力学方法和动能定理的综合应用 高考题型 3 综合应用动力学和能量观点分析多过程问题 栏目索引 第 1讲 功能关系在力学中的应用 1 常见的几种力做功的特点 (1)重力 、 弹簧弹力 、 静电力做功与路径无关 (2)摩擦力做功的特点 单个摩擦力 (包括静摩擦力和滑动摩擦力 )可以做正功，也可以做负功，还可以不做功 高考题型 1 力学中的几个重要功能关系的应用 解题 方 略 相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零 ， 在静摩擦力做功的过程中 ，
3、只有机械能的转移 ， 没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零 ，且总为负值 在一对滑动摩擦力做功的过程中 ， 不仅有相互摩擦物体间机械能的转移 ， 还有部分机械能转化为内能 转化为内能的量等于系统机械能的减少量 ， 等于滑动摩擦力与相对位移的乘积 摩擦生热是指滑动摩擦生热 ， 静摩擦不会生热 2 几个重要的功能关系 (1)重力的功等于重力势能的变化 ， 即 (2)弹力的功等于弹性势能的变化 ， 即 (3)合力的功等于动能的变化 ， 即 W (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 E. (5)一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化，
4、即 QFfl 相对 例 1 如图 1所示 ， 固定在水平面上的光滑 斜 面 倾角为 30 ， 质量分别为 M、 体 通过 细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧 ， 斜面 底端有一与斜面垂直的挡板 开始时 用 手 按住物体 M， 此时 s， 滑轮两边的细绳恰好伸直 ， 且弹簧处于原长状态 已知 M 2m， 空气阻力不计 松开手后 ， 关于两物体的运动 ， 下列说法中正确的是 ( ) 图 1 A M和 B 当 C 若 则此时 D若 此过程中重力对 解析 因 M、 两物体受弹簧的弹力做功，机械能不守恒，故 0 物体先做加速运动 ， 当受力平衡时 则此时 故 故 从 到达挡板处的过程中 ， 弹力的大小一直
5、大于 故 故 重力 对 弹簧的弹性势能的增加量和 故 答案 B 预测 1 (多选 )某蹦床运动员在一 次 蹦 床运动中仅在竖直方向运动 ， 如 图 2为蹦床对该运动员的作用力 时间 不考虑 空气阻力 的 影响 ， 下列说法正确的是 ( ) A B C D 图 2 解析 机械能守恒的条件是只有重力或弹簧的弹力做功 ， 所以整个过程重力势能 、 弹性势能和动能总量保持不变 运动员和蹦床构成的系统机械能增加 ， 故 蹦床的弹力最大值不变 ， 整个过程重力势能 、 弹性势能和动能总量保持不变 ， 重力大于弹力 ， 运动员做加速度减小的加速运动 ， 运动员的动能增加 ， 当重力等于弹力时 ， 加速度为零
6、速度最大 ， 再向后 ， 弹力大于重力 ， 运动员 做 加速度增大的减速运动 ， 运动员的动能减小 ， 故动能先增大后减小 ， 故运动员和蹦床的势能之和先减少后增加 ， 故 答案 测 2 某同学将质量为 可看成质点 )竖直向上抛出 ， 水瓶 以 的 加速度匀减速上升 ， 上升的最大高度为 H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变 ， 则 ( ) 5A 上升过程中水瓶的动能改变量为54B 上升过程中水瓶的机械能减少了54C 水瓶落回地面时动能大小 为水瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态 解析 上升过程受到的合外力 F f 54则 f 外力做功 W 54由动能定理可知，上升过程中水瓶的动能改变
7、量为54故 A 正确； 机械能的改变量等于重力之外的其他力做的功，故机械能的改变量为 4 ，故 B 错误； 下落过程，合外力为 F 4故由动能定理可知， 落回地面上的动能为 E k F H 34故 C 错误； 由于物体的加速度一直向下 ， 故物体一直处于失重状态 ， 故 答案 A 预测 3 如图 3所示 ， 某段滑雪道倾角为 30 ， 总质量为 加速度 为13g， 在他下滑到底端的过程中 ( ) 图 3 A 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B 运动员获得的动能为13mg h C 运动员克服摩擦力做功为23mg h D 运动员减少的机械能为13mg h 解析 若不受摩擦力，则加速度应为 a
8、g 0 12g ，而现在的加速度为运动员应受到摩擦力，故 减少的重力势能有一部分转化为了内能，故 A 错误； 运动员下滑的距离： L 0 2 h ；由运动学公式可得： 2 得 v 2 4 能为： E k 12m mg B 错误； 由动能定理可知 W f E k ，解得 W f 13故 C 错误； 机械能的减少量等于阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为mg D 正确 答案 D 考 向 一 高考题型 2 动力学方法和动能定理的综合应用 解题 方 略 1 动能定理的适用情况：解决单个物体 (或可看成单个物体的物体系统 )受力与位移 、 速率关系的问题 动能定理既适用于直线运动 ， 也适用于曲
9、线运动；既适用于恒力做功 ， 也适用于变力做功 ， 力可以是各种性质的力 ， 既可以同时作用 ， 也可以分段作用 2 应用动能定理解题的基本思路 (1)选取研究对象 ， 明确它的运动过程 (2)分析研究对象的受力情况和各力做功情况 ， 然后求各个外力做功的代数和 (3)明确物体在运动过程初 、 末状态的动能 (4)列出动能定理的方程 及其他必要的解题方程 ，进行求解 例 2 如图 4所示为仓储公司常采用的 “ 自动化 ” 货物装卸 装臵 ， 两个相互垂直的斜面固定在 地 面 上 ， 货箱 A(含货物 )和配重 行 的 轻绳跨过光滑滑轮相连 h 8.0 运动到底端时 ， 同时被锁定 ， 缺货后解
10、除锁定 ， 的牵引下被拉回原高度处 ， 再次被锁定 已知 53 ， 为 103 A、 滑动摩擦力与最大静摩擦力相等 ， 0 m/ 3 3 图 4 (1)为使 其质量 解析 左斜面 倾角为 ， 则右斜面倾角为 90 53 37 ，货箱由静止释放后能沿斜面下滑 ， 则： 0 得 m103 答案 m103 2)若 m 103 求它到达底端时的速度 v； 解析 对系统应用动能定理： mg h Mg h ( mg Mg ) 12 ( M m ) v 2 得 v 2 10 m /s. 答案 2 10 m /s (3)为了保证能被安全锁定 ， 2 m/ 该装臵能否被安全锁定 解析 当 的质量 m 货箱下滑的
11、加速度最大 ， 到达斜面底端的速度也最大 ， 此时有： 5 m/： v 2m 2 a m L 货箱到达斜面底端的最大速度： 10 m/s12 m/s 所以，当 运输装臵能被安全锁定 答案 该装臵能被安全锁定 预测 4 (2015新课标全国 17) 如图 5， 一半径 为 R、 粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定 放臵 ， 直径 一质量为 点上方 高度 恰好从 质点 滑 到轨道最低点 对轨道的压力为 4 用 点运动到 则 ( ) 图 5 A W 12质点恰好可以到达 Q 点 B W 12质点不能到达 Q 点 C W 12质点到达 Q 点后，继续上升一段距离 D W 12质点到达 Q 点后，继续上升一段距离 解析 根据动能定理得 P 点动能 E k P 经过 N 点时，由牛顿第二定律和向心力公式可 得 4 以 N 点动能为 E k N3 P 点到 N 点根据动能定理可得 W 3 m
