功能關(guān)系能量守恒高三物理一輪專題

1、功能關(guān)系能量守恒(一)一、功能關(guān)系1做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)變的過(guò)程，功是能的轉(zhuǎn)變的量度。功能關(guān)系功是能量轉(zhuǎn)變的量度重力所做的功等于重力勢(shì)能的減少WGEP電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的減少W電EP彈力所做的功等于彈性勢(shì)能的減少W彈EP安培力所做的功等于電能的減少W安Ek當(dāng)戰(zhàn)勝安培力做功時(shí)，就有其他形式的能轉(zhuǎn)變成電能；當(dāng)安培力做正功時(shí)，就有電能轉(zhuǎn)變成其他形式的能。只有重力和彈簧的彈力做功，機(jī)械能守恒重力和彈簧的彈力以外的力所做的功等于系統(tǒng)機(jī)械能的增加F=21=EWEE系統(tǒng)內(nèi)部戰(zhàn)勝一對(duì)滑動(dòng)摩擦力所做的功等于系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能Q=fS（S為相對(duì)滑動(dòng)的距離）合外力所做的功等于動(dòng)能的增加W合Ek二、能量守恒

2、定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式，也許從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，在轉(zhuǎn)變和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中其總量不變。三、例題講解例1、一帶電小球在空中由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中，只受重力和電場(chǎng)力作用.若重力做功-3J，電場(chǎng)力做功1J，則小球的（）A.重力勢(shì)能增加3JB.電勢(shì)能增加1JC.動(dòng)能減少3JD.機(jī)械能增加1J例2、以下列圖，木塊靜止放在圓滑水平面上，一顆子彈水平射入木塊中，碰到的平均阻力為f，射入木塊的深度為d，此過(guò)程中木塊位移為s，則（）A子彈損失的動(dòng)能為fsBsdC子彈動(dòng)能的減少等于木塊動(dòng)能的增加D子彈、木塊系統(tǒng)總機(jī)械能的損失為fd例3、以下列圖，A、B兩小球用

3、細(xì)線超出半徑為R的圓滑圓柱，圓柱固定在地面上已知mBmA，且mBk，mA一開(kāi)始兩球與圓柱軸心等高，在B球釋放后直到A球沿圓柱面上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中：（）A.系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少是mAmBgRB.系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少是mBmAgRC.系統(tǒng)動(dòng)能的增加是mAmBgRD.A球到達(dá)圓柱體最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為gR(k2)。k1例4、以下列圖，質(zhì)量為m的滑塊放在圓滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端B與水平傳達(dá)帶相接，傳達(dá)帶的運(yùn)行速度為v0，長(zhǎng)為L(zhǎng).今將滑塊緩慢向左壓縮固定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí)突然釋放，當(dāng)滑塊滑到傳達(dá)帶右端C時(shí)，恰好與傳達(dá)帶速度相同滑塊與傳達(dá)帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.(1)試談?wù)摻馕龌瑝K在傳達(dá)帶上的運(yùn)動(dòng)情

4、況；(2)若滑塊走開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳達(dá)帶的速度，求釋放滑塊時(shí)彈簧擁有的彈性勢(shì)能；(3)若滑塊走開(kāi)彈簧時(shí)的速度大于傳達(dá)帶的速度，求滑塊在傳達(dá)帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量例5.以下列圖，兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于傾角=30的斜面上，導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R=10的電阻，導(dǎo)軌自己電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L=2m，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感覺(jué)強(qiáng)度B=0.5T質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=5的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，金屬棒ab在下滑過(guò)程中向來(lái)與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好當(dāng)金屬棒ab下滑高度h=3m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s求：（1）金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)

5、程中機(jī)械能的減少量2（2）金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌下端電阻R中產(chǎn)生的熱量（g=10m/s）【課后練習(xí)】一質(zhì)量為m，帶電量為q的小球，處在場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在豎直向上的拉力F作用下，以加速度a向上上升h，則下面說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）A.小球動(dòng)能增加了(FqE)hB.小球動(dòng)能增加了mahC.小球電勢(shì)能增加了qEhD.小球機(jī)械能增加了(FqE)h在“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員身系一根自然長(zhǎng)度為L(zhǎng)、彈性優(yōu)異的輕質(zhì)嬌嫩橡皮繩，從高處由靜止開(kāi)始下落到達(dá)最低點(diǎn)在此下落過(guò)程中若不計(jì)空氣阻力，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）A下落高度為L(zhǎng)時(shí)，人的動(dòng)能最大，繩的彈性勢(shì)能同時(shí)也達(dá)到最大B下落高度為L(zhǎng)后，在

6、連續(xù)下落的過(guò)程中，人的動(dòng)能先增大后變小，繩的彈性勢(shì)能素來(lái)變大C下落高度為L(zhǎng)后，在連續(xù)下落的過(guò)程中，人的機(jī)械能的減少量等于繩的彈性勢(shì)能的增加量D下落高度為L(zhǎng)后，在連續(xù)下落到達(dá)最低點(diǎn)過(guò)程中，人的動(dòng)能的減少量等于繩的彈性勢(shì)能的增加量3.以下列圖，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)量為m2.0kg，物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，彈簧的勁度系數(shù)k200N/m.現(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)10cm，這時(shí)彈簧擁有彈性勢(shì)能Ep1.0J，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，若取g10m/s2，則撤去外力F后()A物體向右滑動(dòng)的距離可以達(dá)到12.5cmB物體向右滑動(dòng)

7、的距離必然小于12.5cmC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04、以下列圖，在點(diǎn)O置一個(gè)正點(diǎn)電荷，在過(guò)點(diǎn)O的豎直平面內(nèi)的點(diǎn)A處自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m，帶電量為q。小球落下的軌跡如圖中的實(shí)線所示，它與以點(diǎn)O為圓心、R為半徑的圓(圖中虛線所示)訂交于B、C兩點(diǎn)，點(diǎn)O、C在同一水平線上，BOC30，點(diǎn)A距OC的高度為h，若小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度為v，則（）A.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為v2g(hR)2B.小球運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的速度為v2gRC.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功為1mv2mg(hR)22D.小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力所做的功為1

8、mv2mgh25、以以下列圖，固定圓滑豎直桿上套著一個(gè)滑塊，用輕繩系著滑塊繞過(guò)圓滑的定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開(kāi)始上升。若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過(guò)程中拉力F做的功分別為W1、W2，滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為E、E，圖中AB=BC，則必然有（）KBKCAW1W2BW1W2CEKBEKCDEKBEKC6.以下列圖，在圓滑水平面上有一輛長(zhǎng)為L(zhǎng)=1.0的小車A，在小車A上有一可視作質(zhì)點(diǎn)的物塊B，A與B質(zhì)量相等，B與A間動(dòng)摩擦因數(shù)0.05，開(kāi)始時(shí)A靜止，B自A正中央以v010m/s的初速度開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，假設(shè)B與A前后兩壁的碰撞沒(méi)有能量損失，試求B與A的前后兩壁

9、最多能碰撞多少次?(取g=10m/s2)（）A.49次B.50次C.51次D.52次7.以下列圖，一水平傳達(dá)帶以速度v1向右勻速傳動(dòng)，某時(shí)刻有一物塊以水平速度v2從右端滑上傳達(dá)帶，物塊與傳達(dá)帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則()A若是物塊能從左端走開(kāi)傳達(dá)帶，它在傳達(dá)帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間必然比傳達(dá)帶不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)B若是物塊還從右端走開(kāi)傳達(dá)帶，則整個(gè)過(guò)程中，傳達(dá)帶對(duì)物塊所做的總功必然不會(huì)為正當(dāng)C若是物塊還從右端走開(kāi)傳達(dá)帶，則物塊的速度為零時(shí)，傳達(dá)帶上產(chǎn)生的滑痕長(zhǎng)度達(dá)到最長(zhǎng)D物塊在走開(kāi)傳達(dá)帶從前，必然不會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)8、如右圖所示，在圓滑的水平板的中央有一圓滑的小孔，一根不可以伸長(zhǎng)的輕繩穿過(guò)小孔繩的兩端分別拴

10、有一小球C和一質(zhì)量為m的物體B，在物體B的下端還懸掛有一質(zhì)量為3m的物體A使小球C在水平板上以小孔為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)準(zhǔn)時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R現(xiàn)剪斷連接A、B的繩子，牢固后，小球以2R的半徑在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則以下說(shuō)法正確的（）A剪斷連接A、B的繩子后，B和C組成的系統(tǒng)機(jī)械能增加B剪斷連接A、B的繩子后，小球C的機(jī)械能不變C剪斷連接A、B的繩子后，物體B經(jīng)過(guò)輕繩對(duì)小球做功為3mgRD剪斷連接A、B的繩子前，小球C的動(dòng)能為2mgR9如右圖，質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為l的小車靜止在圓滑的水平面上質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）放在小車的最左端現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使物塊從靜止開(kāi)始做勻加速

11、直線運(yùn)動(dòng)物塊和小車之間的摩擦力為f物塊滑到小車F的最右端時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離為s在這個(gè)過(guò)程中，以下結(jié)論正確的選項(xiàng)是（）物塊到達(dá)小車最右端時(shí)擁有的動(dòng)能為F(l+s)物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車擁有的動(dòng)能為Ffs物塊戰(zhàn)勝摩擦力所做的功為Ff(l+s)物塊和小車增加的機(jī)械能為Ffs10.以下列圖，長(zhǎng)度相同的三根輕桿組成一個(gè)正三角形支架，在A處固定質(zhì)量為2m的小球，B處固定質(zhì)量為m的小球，支架懸掛在O點(diǎn)，可繞O點(diǎn)并與支架所在平面相垂直的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始時(shí)何阻力的情況下，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是（）OB與地面垂直，放手開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，在不計(jì)任A.A球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)速度為零B.A球機(jī)械能的減小量等于B球機(jī)械能的增加量C.

12、B球向左搖動(dòng)所能達(dá)到的最高地址應(yīng)等于A球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)的高度D.支架從左向右回?cái)[時(shí)，A球必然能回到初步高度請(qǐng)將選擇題答案填寫(xiě)在以下表格中：題號(hào)12345678910姓名答案11.如圖是蕩秋千的表示圖.最祖先直立站在踏板上（A點(diǎn)所示），繩與豎直方向成角，人的重心到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)1；從A點(diǎn)向最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人由直立狀態(tài)自然下蹲，在B點(diǎn)人的重心到懸點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)2；在最低點(diǎn)處，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)（人的重心到懸點(diǎn)O的距離恢復(fù)為L(zhǎng)1）且保持該狀態(tài)到最高點(diǎn)C.設(shè)人的質(zhì)量為m，踏板和繩的質(zhì)量不計(jì)，空氣阻力不計(jì)，求：人剛到最低點(diǎn)B還處于下蹲狀態(tài)時(shí)的速度vB為多少和兩根繩中的總拉力F為多大？人到達(dá)左端最高點(diǎn)C時(shí)，繩與豎直方向的夾角為多大？（用反三角函數(shù)表示）12.以下列圖，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135的圓弧，MN為其豎直直徑，