2022屆高考物理一輪復習第六章機械能守恒第六節(jié)功能關(guān)系學案新人教版

1、第六節(jié)功能關(guān)系知識點一功與能的區(qū)別與聯(lián)系 1相同點：功和能都是標量，單位均為焦耳。2不同點：功是過程量，能是狀態(tài)量。3功能關(guān)系：(1)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，做多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。(2)做功的過程一定伴隨著能量轉(zhuǎn)化，而能量轉(zhuǎn)化則必須通過做功實現(xiàn)。知識點二常見的幾種功能關(guān)系 1物體動能的增量由合外力做的功來量度：ekw外。2物體重力勢能的增量由重力做的功來量度：epwg。3彈簧(彈簧類)的彈性勢能的增量由彈力做的功來量度：epw彈。4系統(tǒng)機械能的增量由除重力以外其他力做的功來量度：ew其他。當w其他0時，系統(tǒng)的機械能守恒。例1質(zhì)量為2 kg的物體以10 m/

2、s的初速度，從起點a出發(fā)豎直向上拋出，在物體上升到某一點的過程中，物體的動能損失了50 j，機械能損失了10 j，設(shè)物體在上升、下降過程空氣阻力大小恒定，則該物體再落回到a點時的動能為(取g10 m/s2)()a40 jb60 jc80 j d100 j【解析】 物體拋出時的總動能為100 j，在物體上升到某一點時，物體的動能損失了50 j，機械能損失了10 j，則動能損失100 j時，機械能損失20 j，此時物體速度為0，物體到達最高點，返回時，機械能還會損失20 j，故物體從拋出到落回到a點，共損失機械能40 j，則物體再落回到a點時的動能為60 j，a、c、d錯誤，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)的半圓形導軌在b點相切，半圓形導軌的半徑為r。一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至a點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右的速度后脫離彈簧，當它經(jīng)過b點進入導軌的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運動恰能到達最高點c。不計空氣阻力，重力加速度為g，試求：(1)物體在a點時彈簧的彈性勢能；(2)物體從b點運動至c點的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能?！窘馕觥?(1)設(shè)物體在b點的速度為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點時彈簧的彈性勢能epmvmgr(2)設(shè)物體在c點的速度為vc，由題意可知m

4、gm物體由b點運動到c點的過程中，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，原長為l，勁度系數(shù)為k?，F(xiàn)將彈簧上端b緩慢地豎直向上提起，使b點上移距離為l，此時物體a也已經(jīng)離開地面，則下列說法中正確的是()a提彈簧的力對系統(tǒng)做功為mglb物體a的重力勢能增加mglc系統(tǒng)增加的機械能小于mgld以上說法都不正確2(多選)如圖所示，在光滑四分之一圓弧軌道的頂端a點，質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點)由靜止開始下滑，經(jīng)圓弧最低點b滑上粗糙水平面，圓弧軌道在b點與水平軌道平滑相接，物塊最終滑至c點停止

5、。若圓弧軌道半徑為r，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為，下列說法正確的是()a物塊滑到b點時的速度為b物塊滑到b點時對b點的壓力是3mgcc點與b點的距離為d整個過程中物塊機械能損失了mgr3已知貨物的質(zhì)量為m，在某段時間內(nèi)起重機將貨物以加速度a加速升高h，則在這段時間內(nèi)，下列敘述正確的是(重力加速度為g)()a貨物的動能一定增加mahmghb貨物的機械能一定增加mahc貨物的重力勢能一定增加mahd貨物的機械能一定增加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。圓環(huán)從a處由靜止開始下滑，經(jīng)過b處的速度最大，到達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下滑過程中，加速度一直減小b下滑過程中，克服摩擦力做的功為mv2c在c處，彈簧的彈性勢能為mv2mghd上滑經(jīng)過b的速度大于下滑經(jīng)過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，已知物體的質(zhì)量m2.0 kg，物體與水平面間的動摩擦因數(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點由靜止開始向左移動10 cm，這時彈簧具有彈性勢能ep1.0 j，物體處于靜止狀態(tài)，若取g10 m/s2，則撤去外力f后()a物體向

7、右滑動的距離可以達到12.5 cmb物體向右滑動的距離一定小于12.5 cmc物體回到o點時速度最大d物體到達最右端時動能為0，系統(tǒng)機械能不為06如圖所示，斜面ab、db的動摩擦因數(shù)相同，可視為質(zhì)點的物體分別沿ab、db從斜面頂端由靜止下滑到底端，下列說法正確的是()a物體沿斜面db滑動到底端時動能較大b物體沿斜面ab滑動到底端時動能較大c物體沿斜面db滑動過程中克服摩擦力做的功較多d物體沿斜面ab滑動過程中克服摩擦力做的功較多7如圖所示，質(zhì)量為m、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小物塊，放在小車的最左端，現(xiàn)用一水平力f作用在小物塊上，小物塊與小車間的摩擦力為ff，經(jīng)過一段時間小

8、車運動的位移為x，小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說法中正確的是()a此時物塊的動能為f(xl)b此時小車的動能為ff(xl)c這一過程中，物塊和小車增加的機械能為fxffld這一過程中，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動，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，則此過程中，物塊的()a動能損失了2mghb動能損失了mghc機械能損失了mghd機械能守恒2如圖所示，足夠長的傳送帶以恒定速率順時針運行。將一個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、段與傳送帶相對靜止，勻速運動到達傳送帶頂端。下列說法中正確的是()a第一階段摩擦力對物體做正功，第二階段摩擦力對物體不做功b第一階段摩擦力對物體做的功等于第一階段物體動能的增加量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械能的增加量d物體從底端到頂端全過程機械能的增加量等于全過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，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上到相對木板a靜止的過程中，下述說法中正確的是()a物體b動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機械能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損失的機械能等于木板a獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和d摩擦力對物體b做的功和對木板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三個一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時開始運動，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。下列說法中正確的是(aa和c將同時滑到

11、斜面底端b滑到斜面底端時，b的機械能減少最多c滑到斜面底端時，b的動能最大dc的重力勢能減少最多6(多選)將三個木板1、2、3固定在墻角，木板與墻壁和地面構(gòu)成了三個不同的三角形，如圖所示，其中1與2底邊相同，2和3高度相同?，F(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的物塊分別從三個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摩擦因數(shù)均相同。在這三個過程中，下列說法正確的是()a沿著1下滑到底端時，物塊的速度最大b物塊沿著3下滑到底端的過程中，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，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。彈簧處于自然長度時物塊位于o點(圖中未標出)。物塊的質(zhì)量為m，aba，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從o點拉至a點，拉力做的功為w。撤去拉力后物塊由靜止向左運動，經(jīng)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，彈簧的彈性勢能等于wmgab物塊在b點時，彈簧的彈性勢能小于wmgac經(jīng)o點時，物塊的動能小于wmgad物塊動能最大時，彈簧的彈性勢能小于物塊在b點時彈簧的彈性勢能8(多選)游樂場的一種滑梯，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始自由下滑，經(jīng)過很小一段弧形軌道滑

13、到水平軌道上，繼續(xù)滑動一段距離后停下則小朋友()a沿傾斜軌道下滑過程中機械能一定增加b沿弧形軌道滑動過程中對軌道做了負功c沿水平軌道滑動過程中，摩擦力對小朋友做了負功d在整個滑動過程中，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點沿弧面由靜止滑下，a點距離長木板上表面高度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做勻速運動，取g10 m/s2。求：(1)滑塊與木板間的摩擦力；(2)滑塊沿弧面下滑過程中克服摩擦力做的功；(3)滑塊相對木板滑行的距離。10如

14、圖所示，一物體質(zhì)量m2 kg，在傾角37的斜面上的a點以初速度v03 m/s下滑，a點距彈簧上端b的距離ab4 m。當物體到達b后將彈簧壓縮到c點，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，d點距a點的距離ad3 m。擋板及彈簧質(zhì)量不計，g取10 m/s2， sin 370.6，cos 370.8，求：(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)彈簧的最大彈性勢能epm。第六節(jié)功能關(guān)系課堂練習1c2.bcd3.d4.bd5.bd6.b7.d課后練習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)勻變速直線運動的速度時間公式得木板的加速度a1 m/s2。以木板為研究對象，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)動量守恒定律得mv0(mm)v。計算得出v0m/s3 m/s?；瑝K沿弧面下滑的過程，根據(jù)動能定理得：mghwfmv0，代入數(shù)據(jù)計算得出wf1.5 j。(3)根據(jù)能量守恒定律得 fxmv(mm)v2。計算得出滑塊相對木板滑行的距離x1.5 m。10【答案】(1)0.52(2)24.4 j【解析】(1)物體從a點至最后彈到d點的全過