2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第六章機(jī)械能守恒第六節(jié)功能關(guān)系學(xué)案新人教版

1、第六節(jié)功能關(guān)系知識(shí)點(diǎn)一功與能的區(qū)別與聯(lián)系 1相同點(diǎn)：功和能都是標(biāo)量，單位均為焦耳。2不同點(diǎn)：功是過(guò)程量，能是狀態(tài)量。3功能關(guān)系：(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，做多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(2)做功的過(guò)程一定伴隨著能量轉(zhuǎn)化，而能量轉(zhuǎn)化則必須通過(guò)做功實(shí)現(xiàn)。知識(shí)點(diǎn)二常見(jiàn)的幾種功能關(guān)系 1物體動(dòng)能的增量由合外力做的功來(lái)量度：ekw外。2物體重力勢(shì)能的增量由重力做的功來(lái)量度：epwg。3彈簧(彈簧類(lèi))的彈性勢(shì)能的增量由彈力做的功來(lái)量度：epw彈。4系統(tǒng)機(jī)械能的增量由除重力以外其他力做的功來(lái)量度：ew其他。當(dāng)w其他0時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。例1質(zhì)量為2 kg的物體以10 m/

2、s的初速度，從起點(diǎn)a出發(fā)豎直向上拋出，在物體上升到某一點(diǎn)的過(guò)程中，物體的動(dòng)能損失了50 j，機(jī)械能損失了10 j，設(shè)物體在上升、下降過(guò)程空氣阻力大小恒定，則該物體再落回到a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為(取g10 m/s2)()a40 jb60 jc80 j d100 j【解析】 物體拋出時(shí)的總動(dòng)能為100 j，在物體上升到某一點(diǎn)時(shí)，物體的動(dòng)能損失了50 j，機(jī)械能損失了10 j，則動(dòng)能損失100 j時(shí)，機(jī)械能損失20 j，此時(shí)物體速度為0，物體到達(dá)最高點(diǎn)，返回時(shí)，機(jī)械能還會(huì)損失20 j，故物體從拋出到落回到a點(diǎn)，共損失機(jī)械能40 j，則物體再落回到a點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為60 j，a、c、d錯(cuò)誤，b正確?！敬鸢浮?b例

3、2如圖所示，光滑水平面ab與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在b點(diǎn)相切，半圓形導(dǎo)軌的半徑為r。一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至a點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過(guò)b點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌的瞬間對(duì)軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)最高點(diǎn)c。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，試求：(1)物體在a點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能；(2)物體從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至c點(diǎn)的過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)能?！窘馕觥?(1)設(shè)物體在b點(diǎn)的速度為vb，所受彈力為fnb，由牛頓第二定律得：fnbmgm由牛頓第三定律fnbfnb8mg由能量守恒定律可知物體在a點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能epmvmgr(2)設(shè)物體在c點(diǎn)的速度為vc，由題意可知m

4、gm物體由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，由能量守恒定律得qmv(mv2mgr)解得qmgr?！敬鸢浮?(1)mgr(2)mgr1如圖所示，物體a的質(zhì)量為m，置于水平地面上，a的上端連一輕彈簧，原長(zhǎng)為l，勁度系數(shù)為k。現(xiàn)將彈簧上端b緩慢地豎直向上提起，使b點(diǎn)上移距離為l，此時(shí)物體a也已經(jīng)離開(kāi)地面，則下列說(shuō)法中正確的是()a提彈簧的力對(duì)系統(tǒng)做功為mglb物體a的重力勢(shì)能增加mglc系統(tǒng)增加的機(jī)械能小于mgld以上說(shuō)法都不正確2(多選)如圖所示，在光滑四分之一圓弧軌道的頂端a點(diǎn)，質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)圓弧最低點(diǎn)b滑上粗糙水平面，圓弧軌道在b點(diǎn)與水平軌道平滑相接，物塊最終滑至c點(diǎn)停止

5、。若圓弧軌道半徑為r，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，下列說(shuō)法正確的是()a物塊滑到b點(diǎn)時(shí)的速度為b物塊滑到b點(diǎn)時(shí)對(duì)b點(diǎn)的壓力是3mgcc點(diǎn)與b點(diǎn)的距離為d整個(gè)過(guò)程中物塊機(jī)械能損失了mgr3已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時(shí)間內(nèi)起重機(jī)將貨物以加速度a加速升高h(yuǎn)，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列敘述正確的是(重力加速度為g)()a貨物的動(dòng)能一定增加mahmghb貨物的機(jī)械能一定增加mahc貨物的重力勢(shì)能一定增加mahd貨物的機(jī)械能一定增加mahmgh4(多選)如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿a處的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長(zhǎng)。圓環(huán)從a處由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)b處的速度最大，到達(dá)c處的

6、速度為零，ach。圓環(huán)在c處獲得一豎直向上的速度v，恰好能回到a。彈簧始終在彈性限度內(nèi)，重力加速度為g。則圓環(huán)()a下滑過(guò)程中，加速度一直減小b下滑過(guò)程中，克服摩擦力做的功為mv2c在c處，彈簧的彈性勢(shì)能為mv2mghd上滑經(jīng)過(guò)b的速度大于下滑經(jīng)過(guò)b的速度5(多選)如圖所示，水平面上的輕彈簧一端與物體相連，另一端固定在墻上p點(diǎn)，已知物體的質(zhì)量m2.0 kg，物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，彈簧的勁度系數(shù)k200 n/m?，F(xiàn)用力f拉物體，使彈簧從處于自然狀態(tài)的o點(diǎn)由靜止開(kāi)始向左移動(dòng)10 cm，這時(shí)彈簧具有彈性勢(shì)能ep1.0 j，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，若取g10 m/s2，則撤去外力f后()a物體向

7、右滑動(dòng)的距離可以達(dá)到12.5 cmb物體向右滑動(dòng)的距離一定小于12.5 cmc物體回到o點(diǎn)時(shí)速度最大d物體到達(dá)最右端時(shí)動(dòng)能為0，系統(tǒng)機(jī)械能不為06如圖所示，斜面ab、db的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，可視為質(zhì)點(diǎn)的物體分別沿ab、db從斜面頂端由靜止下滑到底端，下列說(shuō)法正確的是()a物體沿斜面db滑動(dòng)到底端時(shí)動(dòng)能較大b物體沿斜面ab滑動(dòng)到底端時(shí)動(dòng)能較大c物體沿斜面db滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功較多d物體沿斜面ab滑動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做的功較多7如圖所示，質(zhì)量為m、長(zhǎng)度為l的小車(chē)靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車(chē)的最左端，現(xiàn)用一水平力f作用在小物塊上，小物塊與小車(chē)間的摩擦力為ff，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小

8、車(chē)運(yùn)動(dòng)的位移為x，小物塊剛好滑到小車(chē)的右端，則下列說(shuō)法中正確的是()a此時(shí)物塊的動(dòng)能為f(xl)b此時(shí)小車(chē)的動(dòng)能為ff(xl)c這一過(guò)程中，物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為fxffld這一過(guò)程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為ffl1(多選)如圖所示，一固定斜面傾角為30，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為h，則此過(guò)程中，物塊的()a動(dòng)能損失了2mghb動(dòng)能損失了mghc機(jī)械能損失了mghd機(jī)械能守恒2如圖所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行。將一個(gè)物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階

9、段與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶頂端。下列說(shuō)法中正確的是()a第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體不做功b第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量c第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量d物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量等于全過(guò)程物體與傳送帶間的摩擦生熱3如圖所示，木塊a放在木塊b的左端，用恒力f將a拉至b的右端，第一次將b固定在地面上，f做功為w1，生熱為q1；第二次讓b可以在光滑地面上自由滑動(dòng)，仍將a拉到b的右端，這次f做功為w2，生熱為q2。則應(yīng)有()aw1w2，q1q2 bw1w2，q1q2cw1w2，q1q2 dw1w2，q

10、1q24(多選)如圖所示，長(zhǎng)木板a放在光滑的水平地面上，物體b以水平速度沖上a后，由于摩擦力作用，最后停止在木板a上，則從b沖到木板a上到相對(duì)木板a靜止的過(guò)程中，下述說(shuō)法中正確的是()a物體b動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能b物體b克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量c物體b損失的機(jī)械能等于木板a獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和d摩擦力對(duì)物體b做的功和對(duì)木板a做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量5如圖所示，a、b、c三個(gè)一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，a由靜止釋放，b的初速度方向沿斜面向下，大小為v0，c的初速度方向沿斜面水平向左，大小也為v0。下列說(shuō)法中正確的是(aa和c將同時(shí)滑到

11、斜面底端b滑到斜面底端時(shí)，b的機(jī)械能減少最多c滑到斜面底端時(shí)，b的動(dòng)能最大dc的重力勢(shì)能減少最多6(多選)將三個(gè)木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個(gè)不同的三角形，如圖所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同?，F(xiàn)將一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊分別從三個(gè)木板的頂端由靜止釋放，并沿木板下滑到底端，物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同。在這三個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()a沿著1下滑到底端時(shí)，物塊的速度最大b物塊沿著3下滑到底端的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量是最多的c物塊沿著1和2下滑到底端的過(guò)程中，產(chǎn)生的熱量是一樣多的d沿著2和3下滑到底端時(shí)，物塊的速度相同7(多選)如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定

12、，另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于o點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)。物塊的質(zhì)量為m，aba，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。現(xiàn)用水平向右的力將物塊從o點(diǎn)拉至a點(diǎn)，拉力做的功為w。撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)o點(diǎn)到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為零，重力加速度為g。則上述過(guò)程中()a物塊在a點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于wmgab物塊在b點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于wmgac經(jīng)o點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于wmgad物塊動(dòng)能最大時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在b點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能8(多選)游樂(lè)場(chǎng)的一種滑梯，它是由很小一段弧形軌道將傾斜直軌道和水平軌道連接組成的，如圖所示。一位小朋友從斜軌道頂端由靜止開(kāi)始自由下滑，經(jīng)過(guò)很小一段弧形軌道滑

13、到水平軌道上，繼續(xù)滑動(dòng)一段距離后停下則小朋友()a沿傾斜軌道下滑過(guò)程中機(jī)械能一定增加b沿弧形軌道滑動(dòng)過(guò)程中對(duì)軌道做了負(fù)功c沿水平軌道滑動(dòng)過(guò)程中，摩擦力對(duì)小朋友做了負(fù)功d在整個(gè)滑動(dòng)過(guò)程中，重力做功和小朋友克服摩擦力做的功相等9如圖所示，在光滑水平地面上放置質(zhì)量m2 kg的長(zhǎng)木板，木板上表面與固定的豎直弧形軌道相切。一質(zhì)量m1 kg的小滑塊自a點(diǎn)沿弧面由靜止滑下，a點(diǎn)距離長(zhǎng)木板上表面高度h0.6 m?；瑝K在木板上滑行t1 s后，和木板一起以速度v1 m/s做勻速運(yùn)動(dòng)，取g10 m/s2。求：(1)滑塊與木板間的摩擦力；(2)滑塊沿弧面下滑過(guò)程中克服摩擦力做的功；(3)滑塊相對(duì)木板滑行的距離。10如

14、圖所示，一物體質(zhì)量m2 kg，在傾角37的斜面上的a點(diǎn)以初速度v03 m/s下滑，a點(diǎn)距彈簧上端b的距離ab4 m。當(dāng)物體到達(dá)b后將彈簧壓縮到c點(diǎn)，最大壓縮量bc0.2 m，然后物體又被彈簧彈上去，彈到的最高位置為d點(diǎn)，d點(diǎn)距a點(diǎn)的距離ad3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì)，g取10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8，求：(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能epm。第六節(jié)功能關(guān)系課堂練習(xí)1c2.bcd3.d4.bd5.bd6.b7.d課后練習(xí)1ac2.c3.a4.cd5.c6.abc7.bc8.cd9【答案】(1)2 n(2)1.5 j(3)1.5 m【解析】(1)根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式得木板的加速度a1 m/s2。以木板為研究對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律得，滑塊與木板間的摩擦力 fma2 n。(2)取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得mv0(mm)v。計(jì)算得出v0m/s3 m/s。滑塊沿弧面下滑的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：mghwfmv0，代入數(shù)據(jù)計(jì)算得出wf1.5 j。(3)根據(jù)能量守恒定律得 fxmv(mm)v2。計(jì)算得出滑塊相對(duì)木板滑行的距離x1.5 m。10【答案】(1)0.52(2)24.4 j【解析】(1)物體從a點(diǎn)至最后彈到d點(diǎn)的全過(guò)