浙江高考物理總復習專題四-功能關(guān)系

專題四功能關(guān)系【核心思維】功的計算恒力、保守力做功與路徑無關(guān)耗散力做功與路徑有關(guān)牽引力做功與速度方向相同，牽引力為恒力時，W=FS；功率恒定時，W=Pt。一對作用力和反作用力做功的特點可以兩個力都不做功；一個力做功，一個力不做功；一個力做正功，一個力做負功；兩個力均做正功或負功。一對互為相互作用力和反作用力的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力），可能為負（滑動摩擦力），但不可能為正。一對靜摩擦力的凈功總等于零因為一對靜摩擦力總是等值反向的，且物體間沒有相對運動，位移相等，所以它們做的功總是等值的，但一正一負，總功為零。一對滑動摩擦力的凈功總為負值，且W=-fs滑動摩擦力是物體間發(fā)生相對運動時產(chǎn)生的，滑動摩擦力的方向既可以與物體的運動方向相同，也可以相反，所以滑動摩擦力對物體可以做正功也可以做負功，可以做正功也可以不做功。一對摩擦力的凈功：W凈=-fs（s為兩物體間的相對位移），即一對滑動摩擦力做功做功的代數(shù)和總為負值。一對滑動摩擦力的凈功為負值的物理意義是：系統(tǒng)的一部分機械能以滑動摩擦力做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能），即通常所說的“摩擦生熱”，而這一對滑動摩擦力的凈功，就是這一過程中能量轉(zhuǎn)化的量度。一對平衡力的功A若物體靜止，因一對平衡力作用在同一物體上，這兩個力不做功。B若物體運動，這一對力做功一定數(shù)值相等，一正或均為零。三，動能定理（1）內(nèi)容；合外力做物體做的功等于物體動能的變化量，即W=1(2)物理意義：動能定理反映了做功與物體動能的變化關(guān)系，式中的W時候作用在物體上所有外力做功的代數(shù)和。做功問題優(yōu)先選用動能定理四，機械能守恒定律1,Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(初態(tài)機械能等于末態(tài)機械能);只受重力或其他力做功代數(shù)和為零【規(guī)律運用】一，變力做功的三種求解方式轉(zhuǎn)換法：將變力轉(zhuǎn)化為恒力圖像法：F-S，P-t圖中面積利用動能定理，功能關(guān)系求解二，動能定理解題的基本思路選取研究對象，明確它的過程分析研究對象的受力情況和各個力做功情況，然后求各個外力做功的代數(shù)和明確物體在過程始末狀態(tài)的動能EK1和EK2列出動能定理的方程W合=EK2-EK1三，機械能是否守恒的判斷方法（1）對某一物體，若只有重力做功，其他力不做功（或其他力做功代數(shù)和為零）（2）對某一系統(tǒng)，物體間只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有機械能的傳遞或轉(zhuǎn)化（3）機械能守恒的條件決不是合外力做功等于零，更不是合外力等于零，如子彈打入木塊過程（4）對于繩子突然崩斷，物體碰撞后合在一起等，除非題目特別說明，否則機械能不守恒四，機械能守恒定律解題的基本思路與動能定理相似五，電場力做功特點及計算方法與路徑無關(guān)計算方法：勻強電場W=qEd；任何靜電場：W=qU；電勢能的改變量：WAB=EPA-EPB六，電場中的功能關(guān)系判斷只有電場力做功時，電勢能和動能之和保持不變只有電場力和重力做功的情況下，電勢能和機械能之和保持不變【真題分析】題型一機械能守恒定律的理解運用例1（2011?江蘇模擬）如圖所示，固定在豎直面內(nèi)的光滑圓環(huán)半徑為R，圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B（均可看作質(zhì)點），且小球A、B用一長為2R的輕質(zhì)細桿相連，在小球B從最高點由靜止開始沿圓環(huán)下滑至最低點的過程中（已知重力加速度為g），下列說法正確的是（AD）A．A球增加的機械能等于B球減少的機械能

B．A球增加的重力勢能等于B球減少的重力勢能

C．A球的最大速度為

v=√(2gR/3)

D．細桿對A球做的功為8mgR/3題型二機械能守恒定律和動能定理的綜合運用例2如圖所示，半徑為R=0.8m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點B與長為L=1m的水平桌面相切于B點，BC離地面高為h=0.45m，質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊從圓弧頂點D由靜止釋放，已知滑塊與水平桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.6，取g

=10m/s2。求：（1）小滑塊剛到達圓弧面的B點時對圓弧的壓力大小；（2）小滑塊落地點與C點的水平距離。題型三動能定理在電磁場中的應(yīng)用例3（2013?安徽模擬）在磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O點由靜止釋放，小球的運動曲線如圖所示，重力加速度為g，不計空氣阻力，求：

（1）小球運動到任意位置P（x，y）的速度v；

（2）證明：小球運動到最低點的曲率半徑為該點到x軸距離的2倍；

（3）當在上述磁場中加一豎直向上場強為E（Eq=3mg）的勻強電場時，小球從O靜止釋放后獲得的最大速率vm．【高考點播】1，（2011?北京）靜電場方向平行于x軸，其電勢φ隨x的分布可簡化為如圖所示的折線，，圖中φ0和d為已知量．一個帶負電的粒子在電場中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運動．已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動能與電勢能之和為-A（0＜A＜qφ0）．忽略重力．求：

（1）粒子所受電場力的大??；

（2）粒子的運動區(qū)間；

（3）粒子的運動周期．2，如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m（包括滑雪具在內(nèi)）的滑雪運動員從距底，端高為h處的雪道上由靜止開始勻加速下滑，加速度為g/3，在他從上向下滑到底端的過程中，下列說法正確的是（）A．運動員減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能

B．運動員獲得的動能為mgh/3

C．運動員克服摩擦力做功為2mgh/3

D．下滑過程中系統(tǒng)減少的機械能為mgh/33，如圖所示，水平細桿MN、CD，長度均為L。兩桿間距離為h，M、C兩端與半圓形細桿相連，半圓形細桿與MN、CD在同一豎直平面內(nèi)，且MN、CD恰為半圓弧在M、C兩點處的切線。質(zhì)量為m的帶正電的小球P，電荷量為q，穿在細桿上，已知小球P與兩水平細桿間的動摩擦因數(shù)為μ，小球P與半圓形細桿之間的摩擦不計，小球P與細桿之間相互絕緣。（1）若整個裝置處在方向與之垂直、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，如圖（甲）所示。小球P以一定的初速度v0從D端出發(fā)，沿桿滑到M點以后恰好在細桿MN上勻速運動。求：①小球P在細桿MN上滑行的速度；

②小球P滑過DC桿的過程中克服摩擦力所做的功；（2）撤去磁場，在MD、NC連線的交點Ｏ處固定一電荷量為Q的負電荷，如圖（乙）所示，使小球P從D端出發(fā)沿桿滑動，滑到N點時速度恰好為零。(已知小球所受庫侖力始終小于重力)求：①小球P在水平細桿MN或CD上滑動時所受摩擦力的最大值和最小值；②小球P從D端出發(fā)時的初速度。

（1）①根據(jù)到M點以后恰好做勻速運動，可知小球P所受洛侖茲力與重力平衡，即，則②根據(jù)動能定理，小球P在沿DCM滑動過程中：

（2）①小球在O點正下方時摩擦力最小，fmin＝mNmin＝m（mg－4kQq/h2），…2’

小球在O點正上