物理功能關(guān)系經(jīng)典例題匯總

1、 物理必修二動(dòng)能、機(jī)械能守恒 經(jīng)典例題分析hH2-7-2例題4將質(zhì)量m=2kg的一塊石頭從離地面H=2m高處由靜止開(kāi)始釋放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深處，不計(jì)空氣阻力，求泥對(duì)石頭的平均阻力。（g取10m/s2）解題過(guò)程石頭在空中只受重力作用；在泥潭中受重力和泥的阻力。對(duì)石頭在整個(gè)運(yùn)動(dòng)階段應(yīng)用動(dòng)能定理，有。所以，泥對(duì)石頭的平均阻力N=820N。3、解答 由于碰撞前后速度大小相等方向相反，所以v=vt-(-v0)=12m/s,根據(jù)動(dòng)能定理2-7-4例題5如圖2-7-4所示，繃緊的傳送帶在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，始終保持v02m/s的速度勻速運(yùn)行，傳送帶與水平地面的夾角30°，現(xiàn)把一質(zhì)量ml0k

2、g的工件輕輕地放在傳送帶底端，由傳送帶傳送至h2m的高處。已知工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)，g取10m/s2。(1) 試通過(guò)計(jì)算分析工件在傳送帶上做怎樣的運(yùn)動(dòng)?(2) 工件從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)至h2m高處的過(guò)程中摩擦力對(duì)工件做了多解答 (1) 工件剛放上皮帶時(shí)受滑動(dòng)摩擦力 ，工件開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可得 m/s2=2.5m/s2。設(shè)工件經(jīng)過(guò)位移x與傳送帶達(dá)到共同速度，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得  m=0.8m4m。故工件先以2.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)0.8m與傳送帶達(dá)到共同速度2m/s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(2)

3、 在工件從傳送帶底端運(yùn)動(dòng)至h2m高處的過(guò)程中，設(shè)摩擦力對(duì)工件做功Wf ，由動(dòng)能定理 ,可得 JJ=220J。例題6如圖4所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長(zhǎng)S=3m，BC處的摩擦系數(shù)為=1/15，今有質(zhì)量m=1kg的物體，自A點(diǎn)從靜止起下滑到C點(diǎn)剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對(duì)物體做的功。 解答：物體在從A滑到C的過(guò)程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三個(gè)力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物體在AB段受的阻力是變力，做的功不能直接求。根據(jù)動(dòng)能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-WAB=0即WAB=mgR-umgS=

4、1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)例題8質(zhì)量均為m的物體A和B分別系在一根不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩兩端，繩子跨過(guò)固定在傾角為300的斜面頂端的定滑輪上，斜面固定在水平地面上，開(kāi)始時(shí)把物體B拉到斜面底端，這時(shí)物體A離地面的高度為0.8m，如圖所示.若摩擦力均不計(jì)，從靜止開(kāi)始放手讓它們運(yùn)動(dòng).求：（g10m/s2）(1)物體A著地時(shí)的速度；(2)物體A著地后物體B沿斜面上滑的最大距離.（1）因摩擦力均不計(jì)，故A、B從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到A著地過(guò)程，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，有，設(shè)物體A著地時(shí)的速度大小為v，因AB相連，速度大小相等，故有又（2）物體A著地后物體

5、B繼續(xù)以2m/s的速度沿斜面上滑，設(shè)上滑的最大距離為s，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有例題11滑雪者從A點(diǎn)由靜止沿斜面滑下，沿一平臺(tái)后水平飛離B點(diǎn)，地面上緊靠平臺(tái)有一個(gè)水平臺(tái)階，空間幾何尺度如圖所示，斜面、平臺(tái)與滑雪板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.假設(shè)滑雪者由斜面底端進(jìn)入平臺(tái)后立即沿水平方向運(yùn)動(dòng)，且速度大小不變.求：（1）滑雪者離開(kāi)B點(diǎn)時(shí)的速度大小；（2）滑雪者從B點(diǎn)開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離s.【解】（1）設(shè)滑雪者質(zhì)量為m，斜面與水平面夾角為，滑雪者滑行過(guò)程中克服摩擦力做功 由動(dòng)能定理 離開(kāi)B點(diǎn)時(shí)的速度 （2）設(shè)滑雪者離開(kāi)B點(diǎn)后落在臺(tái)階上可解得 此時(shí)必須滿足 當(dāng) 時(shí)，滑雪者直接落到地面上， 可解得 例題13如圖

6、所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止人與雪橇的總質(zhì)量為70kg表中記錄了沿坡滑下過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問(wèn)題：位置ABC速度(m/s)2.012.00時(shí)刻(s)0410 (1)人與雪橇從A到B的過(guò)程中，損失的機(jī)械能為多少?(2)設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g 10ms2)【解】（1）從A到B的過(guò)程中，人與雪橇損失的機(jī)械能為: E=(70×10×20+×70×2.02×70×12.02)J9100J（2）人與雪橇在Bc段做減速運(yùn)動(dòng)的加速度:根據(jù)牛頓第二定律 :f=ma=70

7、×(-2)N=-140NABKF例題14 如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA、mB。開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當(dāng)B上升距離為h時(shí)，B的速度為v。求此過(guò)程中物塊A克服摩擦力所做的功。重力加速度為g?！窘狻?由于連結(jié)AB繩子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未松，故AB有一樣的速度大小，對(duì)AB系統(tǒng)，由功能關(guān)系有：FhWmBgh=(mA+mB)v2求得：W=FhmBgh(mA+mB)v2 例題16 如圖11所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓ABCv0R圖11環(huán)

8、與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A。一質(zhì)量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點(diǎn)。求A、C間的距離（取重力加速度g=10m/s2）?！窘狻縿驕p速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，有：（1）恰好作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)物體在最高點(diǎn)B滿足：mg=m 2m/s（2） 假設(shè)物體能到達(dá)圓環(huán)的最高點(diǎn)B，由機(jī)械能守恒： （3） 聯(lián)立（1）、（3）可得 =3m/s 因?yàn)椋孕∏蚰芡ㄟ^(guò)最高點(diǎn)B。 小球從B點(diǎn)作平拋運(yùn)動(dòng)，有：2R（4）（5）由（4）、（5）得：1.2m （6） 例題17如圖所示，一固定在豎直平面內(nèi)的光滑的半圓形

9、軌道ABC，其半徑R5.0m，軌道在C處與水平地面相切。在C處放一小物塊，給它一水平向左的初速度v05m/s，結(jié)果它沿CBA運(yùn)動(dòng)，通過(guò)A點(diǎn)，最后落在水平面上的D點(diǎn)，求C、D間的距離s。取重力加速度g10m/s2?！窘狻?設(shè)小物體的質(zhì)量為m，經(jīng)A處時(shí)的速度為V，由A到D經(jīng)歷的時(shí)間為t，有mV02mV22mgR， 2Rgt2， sVt。 由式并代入數(shù)據(jù)得s1 m 例題21如圖857所示，A、B兩個(gè)物體放在光滑的水平面上，中間由一根輕質(zhì)彈簧連接，開(kāi)始時(shí)彈簧呈自然狀態(tài)，A、B的質(zhì)量均為M0.1kg，一顆質(zhì)量m25g的子彈，以v045m/s的速度水平射入A物體，并留在其中求在以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，(1)彈簧

10、能夠具有的最大彈性勢(shì)能；(2)B物體的最大速度思路點(diǎn)撥 由題意可知本題的物理過(guò)程從以下三個(gè)階段來(lái)分析：其一，子彈擊中物體A的瞬間，在極短的時(shí)間內(nèi)彈簧被壓縮的量很微小，且彈簧對(duì)A的作用力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于子彈與A之間的相互作用力，因此可認(rèn)為由子彈與A物體組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，但機(jī)械能不守恒(屬完全非彈性碰撞)其二，彈簧壓縮階段，子彈留在木塊A內(nèi)，它們以同一速度向右運(yùn)動(dòng)，使彈簧不斷被壓縮在這一壓縮過(guò)程中，A在彈力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，B在彈力作用下做加速運(yùn)動(dòng)A的速度逐漸減小，B的速度逐漸增大，但vAvB當(dāng)vAvB時(shí)，彈簧的壓縮量達(dá)最大值，彈性勢(shì)能也達(dá)到最大值以后隨著B(niǎo)的加速，A的減速，則有vAvB，彈簧將逐漸恢復(fù)

11、原長(zhǎng)其三，彈簧恢復(fù)階段在此過(guò)程中vBvA，且vB不斷增大而vA不斷減小，當(dāng)彈簧恢復(fù)到原來(lái)長(zhǎng)度時(shí)，彈力為零，A與B的加速度也剛好為零，此時(shí)B的速度將達(dá)到最大值，而A的速度為最小值根據(jù)以上三個(gè)階段的分析，解題時(shí)可以不必去細(xì)致研究A、B的具體過(guò)程，而只要抓住幾個(gè)特殊狀態(tài)即可同時(shí)由于A、B受力均為變力，所以無(wú)法應(yīng)用牛頓第二定律，而只能從功能關(guān)系的角度，借助機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒定律求解解題過(guò)程 (1)子彈擊中木塊A，系統(tǒng)動(dòng)量守恒由彈簧壓縮過(guò)程由子彈A、B組成的系統(tǒng)不受外力作用，故系統(tǒng)動(dòng)量守恒且只有系統(tǒng)內(nèi)的彈力做功，故機(jī)械能守恒選取子彈與A一起以v1速度運(yùn)動(dòng)時(shí)及彈簧壓縮量最大時(shí)兩個(gè)狀態(tài)，設(shè)最大壓縮量時(shí)彈簧的最

12、大彈性勢(shì)能為Epm，此時(shí)子彈A、B有共同速度v共，則有代入數(shù)據(jù)可解得 v共5ms，Epm2.25J(2)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，vB最大，取子彈和A一起以v1速度運(yùn)動(dòng)時(shí)及彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)兩個(gè)狀態(tài)，則有代入數(shù)據(jù)可解出B物體的最大速度 vBm10ms68. 湖南師大附中2010屆高三第五次月考試卷如圖所示,光滑水平面右端B處連接一個(gè)豎直的半徑為R=0.5m的光滑半圓軌道.在距離B為x的A點(diǎn),用水平恒定推力F=20N將質(zhì)量為m=2kg的小球從靜止開(kāi)始推到B處后撤去水平推力,質(zhì)點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C處后又正好落回A點(diǎn).則距離x的值應(yīng)為多少？（ g=10m/s2）ABhLH70福建省福州八中2010屆高三畢業(yè)

13、班第三次質(zhì)檢如圖所示，光滑斜面的長(zhǎng)為L(zhǎng)1 m、高為H0.6 m，質(zhì)量分別為mA和mB的A、B兩小物體用跨過(guò)斜面頂端光滑小滑輪的細(xì)繩相連，開(kāi)始時(shí)A物體離地高為h0.5 m，B物體恰在斜面底端，靜止起釋放它們，B物體滑到斜面頂端時(shí)速度恰好減為零，求A、B兩物體的質(zhì)量比mAmB。某同學(xué)解答如下：對(duì)A、B兩物體的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律得mAghmBgH0，可求得兩物體的質(zhì)量之比。你認(rèn)為該同學(xué)的解答是否正確，如果正確，請(qǐng)解出最后結(jié)果；如果不正確，請(qǐng)說(shuō)明理由，并作出正確解答。解：不正確。在A落地的瞬間地對(duì)A做功了，所以整個(gè)過(guò)程機(jī)械能不守恒。（3分）在A落地前由機(jī)械能守恒定律得：mAghmBgh

14、 sin a（mAmB）v2，（4分）在A落地后由機(jī)械能守恒定律得：mBg（Lh）sin amBv2，（4分）由第二式可解得： v22g（Lh）sin a6，代入第一式得5mA3mB3（mAmB），所以mAmB3。（3分）73. 廣東省廉江三中2010屆高三湛江一模預(yù)測(cè)題如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的摩擦因數(shù)=0.4，在鐵塊上加一個(gè)水平向左的恒力F=8N，鐵塊在長(zhǎng)L=6m的木板上滑動(dòng)。取g=10m/s2。求：（1）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端（2）在鐵塊到達(dá)木板左端的過(guò)程中，恒力F對(duì)鐵塊所做的功（

15、3）在鐵塊到達(dá)木板左端時(shí)，鐵塊和木板的總動(dòng)能解：（1）鐵塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力 鐵塊的加速度 木板的加速度 鐵塊滑到木板左端的時(shí)間為t，則 代入數(shù)據(jù)解得： （2）鐵塊位移 木板位移 恒力F做的功 （3）方法一：鐵塊的動(dòng)能 木板的動(dòng)能 鐵塊和木板的總動(dòng)能 方法二：鐵塊的速度鐵塊的動(dòng)能木板的速度木板的動(dòng)能鐵塊和木板的總動(dòng)能（評(píng)分說(shuō)明：每項(xiàng)2分，每項(xiàng)1分）-（2分） 88河北省衡水中學(xué)2010屆高三上學(xué)期第四次調(diào)研考試如圖所示，斜面傾角為45°，從斜面上方A點(diǎn)處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m的彈性小球，在B點(diǎn)處和斜面碰撞，碰撞后速度大小不變，方向變?yōu)樗剑?jīng)過(guò)一段時(shí)間在C點(diǎn)再次與斜面碰撞。已知AB

16、兩點(diǎn)的高度差為h，重力加速度為g，不考慮空氣阻力。求：（1）小球在AB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中重力做功的平均功率P；（2）小球落到C點(diǎn)時(shí)速度的大小。解：（1）小球下降過(guò)程中，做自由落體運(yùn)動(dòng)，落到斜面B點(diǎn)的速度為v，滿足： 解得： 所以小球在AB段重力的平均功率： （2）小球從B到C做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)B到C的時(shí)間為t， 豎直方向： 水平方向： 解得： 所以C點(diǎn)的速度為 92“華安、連城、永安、漳平一中、龍海二中、泉港一中”六校聯(lián)考在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，將木塊放在水平長(zhǎng)木板上，如圖a所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開(kāi)始逐漸增大分別用力傳感器采集拉力和木塊所受到的摩擦力，并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力f 隨拉力F的變化圖像，如圖b所示已知木塊質(zhì)量為0.78kg取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80（1）求木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)（2）若木塊在與水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度從靜止開(kāi)始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如圖c所示拉力大小應(yīng)為多大？（3）在