功能關(guān)系功能關(guān)系

1、第1頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一功能關(guān)系第二專題：2022/9/4第2頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一一、對功能關(guān)系的認識1.功能觀點：做功必然伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，當一種形式的能減小時，必有另一種形式的能增加，功是能量變化(轉(zhuǎn)化)的量度。2.功能對應：一種形式能的變化對應著一種類型的功，與其它類型的功無關(guān)。3.功能效應：功是表示力的空間積累效應的大小，有力有位移才有功，因而功與動力學問題相聯(lián)系。能量變化是力做功時體現(xiàn)的效應，勢能的變化直接體現(xiàn)在相互作用體系中各個對象之間的相對位置的變化；動能的變化直接反映在物體運動快慢的變化。2022/9/

2、4第3頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一二、解題思路和方法基本方法： 抓點、分段、析過程； 求功、標能、找關(guān)系。基本思路： 1.確定研究對象、研究過程； 2.分析運動過程、受力情況； 3.分析能量變化、做功情況； 4.選擇功能關(guān)系、列式求解。2022/9/4第4頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一三、典型例題分析例1. 滑雪者從A點由靜止沿斜面滑下，沿一平臺滑過后水平飛離B點，最后落到地面，空間幾何尺度（H、h和L）如圖所示。斜面、平臺與滑雪板之間的動摩擦因數(shù)均為。假設滑雪者由斜面底端進入平臺后立即沿水平方向運動，且速度大小不變。求：(1)滑雪者從

3、A到B的過程中，克服 摩擦力做的功；(2)滑雪者離開B點時的速度大小；(3)滑雪者從B點開始做平拋運動, 到達地面時的速度大小2022/9/4第5頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一例2.（2010全國卷224 ）如圖，MNP 為整直面內(nèi)一固定軌道，其圓弧段MN與水平段NP相切于N、P端固定一豎直擋板。M相對于N的高度為h，NP長度為s。一木塊自M端從靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次完全彈性碰撞后停止在水平軌道上某處。若在MN段的摩擦可忽略不計，物塊與NP段軌道間的滑動摩擦因數(shù)為，求物塊停止的地方與N點距離的可能值。2022/9/4第6頁，共30頁，2022年，5月20

4、日，14點42分，星期一例3.（2010上海物理30 ）如圖，ABC和ABD為兩個光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一豎直線上，D點距水平面的高度h，C點高度為2h，一滑塊從A點以初速度分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出。(1)求滑塊落到水平面時，落點與E點間的距離SC和SD。(2)為實現(xiàn)SC SD ，v0應滿足什么條件？2022/9/4第7頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一例4.（2010江蘇卷8 ）如圖所示，平直木板AB傾斜放置，板上的P點距A端較近，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)由A到B逐漸減小，先讓物塊從A由靜止開始滑到B。然后，將A著地，抬高B

5、，使木板的傾角與前一過程相同，再讓物塊從B由靜止開始滑到A。上述兩過程相比較，下列說法中一定正確的有 ( )A. 物塊經(jīng)過P點的動能，前一過程較小B. 物塊從頂端滑到P點的過程中因摩擦 產(chǎn)生的熱量，前一過程較少C. 物塊滑到底端的速度，前一過程較大D. 物塊從頂端滑到底端的時間，前一過程較長AD2022/9/4第8頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一例5.（2010江蘇卷14 ）在游樂節(jié)目中，選手需要借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺上，小明和小陽觀看后對此進行了討論。如圖所示，他們將選手簡化為質(zhì)量m=60kg的質(zhì)點， 選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角=53

6、，繩的懸點O距水面的高度為H=3m.不計空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺露出水面的高度不計，水足夠深。取g=10m/s2,sin53 =0.8。(1)求選手擺到最低點時繩拉力大小F；(2)若繩長l =2m, 選手擺到最高點時松 手落入手中。設水碓選手的平均浮 力，平均阻力，求選手落入水中的 深度；(3)若選手擺到最低點時松手， 小明認為繩越長，在浮臺上的落點距岸邊越遠；小陽認為繩越短，落點距岸邊越遠，請通過推算說明你的觀點。(1)1080N；(2) (3)1.5m2022/9/4第9頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一1. 如圖所示，空間有一水平 勻強電場，在豎直平面內(nèi) 有初速度

7、為v0的帶電微粒， 沿圖中虛線由A運動到B， 其能量變化情況是 （ ）A. 動能減少，重力勢能增加，電勢能減少B. 動能減少，重力勢能增加，電勢能增加C. 動能不變，重力勢能增加，電勢能減少 D. 動能增加，重力勢能增加，電勢能減少 B補充練習2022/9/4第10頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一2. 如圖所示，豎直放置的兩根平行金屬導軌之間接有定值電阻R，質(zhì)量不能忽略的金屬棒與兩導軌始終保持垂直并良好接觸且無摩擦，棒與導軌的電阻均不計，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向與導軌平面垂直，棒在豎直向上的恒力F作用下加速上升的一段時間內(nèi)，力F做的功與安培力做的功的代數(shù)和等于

8、 （ ） A.棒的機械能增加量 B.棒的動能增加量 C.棒的重力勢能增加量 D.電阻R上放出的熱量RFA2022/9/4第11頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一3如圖所示，傾角30的粗糙斜面固定在地面上，長為、質(zhì)量為、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平。用細線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達地面），在此過程中（ ） A物塊的機械能逐漸增加 B軟繩重力勢能共減少了 C物塊重力勢能的減少等于 軟繩克服摩擦力所做的功 D軟繩重力勢能的減少小于 其動能的增加與克服摩擦 力所做功之和BD2022/9/4

9、第12頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一4 . 如圖，一輕彈簧左端固定在長木塊M的左端，右端與小木塊m連接，且m、M及M與地面間接觸光滑。開始時，m和M均靜止，現(xiàn)同時對m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。從兩物體開始運動以后的整個運動過程中，對m、M和彈簧組成的系統(tǒng)（整個過程中彈簧形變不超過其彈性限度）。正確的說法是（ ） A.由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機械能守恒 B.F1、F2 分別對m、M做正功， 故彈簧的彈性勢能能不斷增加 C.F1、F2 分別對m、M做正功， 故系統(tǒng)機械能不斷增加 D.當彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m、M的動能最大F1F2MmD2

10、022/9/4第13頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一5：某學校探究性學習小組對一輛自制小遙控車的性能進行研究。他們讓這輛小車在水平地面上由靜止開始運動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過數(shù)據(jù)處理得到如圖所示的vt圖象，已知小車在02 s內(nèi)做勻加速直線運動，第2 s末小車的功率突然變化為另一個值P,并保持此功率運動8s，假設小車在7 s10 s內(nèi)速度變化不大，近似認為小車做勻速直線運動，10 s末關(guān)閉發(fā)動機讓小車自由滑行，小車質(zhì)量m1 kg, 整個過程中小車受到的阻力大小不變。求： （1）小車所受的阻力f是多大？ （2）在2 s10 s內(nèi)小車牽引力的功率P是多大？ （3

11、）小車在加速運動過程中的總位移s是多少？ 13v / ms-1t / sO7264102022/9/4第14頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一6：如圖所示，傾角為37的斜面上，輕彈簧一端固定在A點，彈簧處于自然狀態(tài)時另一端位于B點，斜面上方有一半徑R1m、圓心角為143的豎直圓弧形光滑軌道與斜面相切于D處，圓弧軌道的最高點為M.現(xiàn)用一質(zhì)量為m=1kg小物塊(可視為質(zhì)點）沿斜面將輕彈簧壓縮40cm到C點由靜止釋放，物塊經(jīng)過B點后在BD段運動時位移與時間關(guān)系為x8t4.5t2(x單位是m，t的單位是s)，若物塊經(jīng)過D點后恰能到達M點，取g10m/s2，sin370.6，co

12、s370.8.求：(1)物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)； (2)彈簧的最大彈性勢能； (3) BD間的距離x；OM143DBCA372022/9/4第15頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一7：（2010安徽卷）20如圖所示，水平地面上方矩形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場，兩個邊長相等的單匝閉合正方形線圈和，分別用相同材料，不同粗細的導線繞制（為細導線）。兩線圈在距磁場上界面h高處由靜止開始自由下落，再進入磁場，最后落到地面。運動過程中，線圈平面始終保持在豎直平面內(nèi)且下邊緣平行于磁場上邊界。 設線圈、落地時的速度大小分 別為 v1、v2，在磁場中運動時產(chǎn)生 的熱量分別為Q1、

13、Q2。不計空氣阻 力，則（ ） A B C D D 2022/9/4第16頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 例8.如圖所示，粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點處有一正點電荷，帶負電的小物體以初速度v1從M點沿斜面上滑，到達N點時速度為零，然后下滑回到M點，此時速度為v2（v2v1）。若小物體電荷量保持不變，OMON，則 （ ） A小物體上升的最大高度為 B從N到M的過程中，小物體的電勢能逐漸減小 C從M到N的過程中，電場力對小物體先做負功后做正功 D從N到M的過程中，小物體受到的摩擦力和電場力均是先增大后減小AD2022/9/4第17頁，共30頁，2022年，5月20日，

14、14點42分，星期一例9：（09安徽18.）在光滑的絕緣水平面上，有一個正方形的abcd，頂點a、c處分別固定一個正點電荷，電荷量相等，如圖所示。若將一個帶負電的粒子置于b點，自由釋放，粒子將沿著對角線bd往復運動。粒子從b點運動到d點的過程中 （ ） A. 先作勻加速運動，后作勻減速運動 B. 先從高電勢到低電勢，后從低電勢到高電勢 C. 電勢能與機械能之和先增大，后減小 D. 電勢能先減小，后增大D能量守恒2022/9/4第18頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 例10.08江蘇7如圖所示，兩光滑斜面的傾角分別為30和45，質(zhì)量分別為2m和m的兩個滑塊用不可伸長的輕

15、繩通過滑輪連接（不計滑輪的質(zhì)量和摩擦），分別置于兩個斜面上并由靜止釋放；若交換兩滑塊位置，再由靜止釋放，則在上述兩種情形中正確的有 ( ) A質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運動 C繩對質(zhì)量為m滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力 D系統(tǒng)在運動中機械能均守恒m2m3045BD2022/9/4第19頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一練1：（09廣東物理6）如圖所示，在一個粗糙水平面上，彼此靠近地放置兩個帶同種電荷的小物塊。由靜止釋放后，兩個物塊向相反方向運動，并最終停止。在物塊的運動過程中，下列表述正確的是

16、（ ） A兩個物塊的電勢能逐漸減少 B物塊受到的庫侖力不做功 C兩個物塊的機械能守恒 D. 物塊受到的摩擦力始終小于其受到的庫侖力A2022/9/4第20頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 練2. 如圖所示，一帶負電粒子以某速度進入水平向右的勻強電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運動軌跡。M和N是軌跡上的兩點，其中M點在軌跡的最右點。不計重力，下列表述正確的是（ ） A粒子在M點的速率最大 B粒子所受電場力沿電場方向 C粒子在電場中的加速度不變 D粒子在電場中的電勢能始終在增加C2022/9/4第21頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 練3.（

17、09山東20）如圖所示，在x軸上關(guān)于原點O對稱的兩點固定放置等量異種點電荷+Q和-Q，x軸上的P點位于的右側(cè)。下列判斷正確的是（ ） A在x軸上還有一點與P點電場強度相同 B在x軸上還有兩點與P點電場強度相同 C若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能增大 D若將一試探電荷+q從P點移至O點，電勢能減小AC2022/9/4第22頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一練4.（09北京19）如圖所示的虛線區(qū)域內(nèi)，充滿垂直于紙面向里的勻強磁場和豎直向下的勻強電場。一帶電粒子a（不計重力）以一定的初速度由左邊界的O點射入磁場、電場區(qū)域，恰好沿直線由區(qū)域右邊界的O點（圖中未標出）穿出

18、。若撤去該區(qū)域內(nèi)的磁場而保留電場不變，另一個同樣的粒子b（不計重力）仍以相同初速度由O點射入，從區(qū)域右邊界穿出，則粒子b ( ) A穿出位置一定在O點下方 B穿出位置一定在O點上方 C運動時，在電場中的電勢能一定減小 D在電場中運動時，動能一定減小 C2022/9/4第23頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 練5.物體做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表勢能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢能面。下列所示圖像中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是（ ）OEptOEpvOEpEkOEphABCDB2022/9/4第24頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星

19、期一練6.如圖所示，電阻為R的矩形導線框abcd，邊長ad=h，ab=l，質(zhì)量為m，自某一高度自由落下，通過一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁場區(qū)域的寬度為h(如圖所示)若線框恰好以恒定速度通過磁場，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是 (不考慮空氣阻力)2022/9/4第25頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 練7：(2009浙江理綜，24，18分）某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車比賽。比賽路徑如圖所示，賽車從起點A出發(fā)，沿水平直線軌道運動L后，由B點進入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù)在光滑平直軌道上運動到C點，并能越過壕溝。已知賽車質(zhì)量m=0.1kg，通電后以額定

20、功率P=1.5w工作，進入豎直軌道前受到阻力恒為0.3N，隨后在運動中受到的阻力均可不記。圖中L=10.00m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.50m。問：要使賽車完成比賽，電動機至少工作多長時間？（取g=10m/s2）2022/9/4第26頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一練8：08山東24（15分）某興趣小組設計了如圖所示的玩具軌道，其中“2008”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，固定在豎直平面內(nèi)（所有數(shù)字均由圓或半圓組成，圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多），底端與水平地面相切。彈射裝置將一個小物體（可視為質(zhì)點）以va=5m/s的水平初速度由a點彈出，從b點

21、進入軌道，依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出。小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)=0.3，不計其它機械能損失。已知ab段長L=1.5m，數(shù)字“0”的半徑R=0.2m，小物體質(zhì)量m=0.01kg，g=10m/s2。求：小物體從p點拋出后的水平射程。小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向。bav0p2022/9/4第27頁，共30頁，2022年，5月20日，14點42分，星期一 練9.一傳送帶裝置示意如圖，其中傳送帶經(jīng)過AB區(qū)域時是水平的,經(jīng)過BC區(qū)域時變?yōu)閳A弧形（圓弧由光滑模板形成,未畫出）,經(jīng)過CD區(qū)域時是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳送帶上，放置時初速為零，經(jīng)傳送帶運送到D處，D