高考之功能關(guān)系優(yōu)生培養(yǎng)教案

2011年高考之功能關(guān)系每年高考中，都少不了屬于二類要求的功能關(guān)系的身影，而很多同學(xué)對功能關(guān)系就是不怎么“感冒”，希望此文能達(dá)到對癥下藥的功效。很容易混淆的四個問題——功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，力對物體做了多少功，則有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。2、動能定理：合外力對物體所做的功（外力對物體所做的總功）與物體動能變化之間的橋梁。3、機械能守恒定律：系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈性限度內(nèi)的彈簧彈力做功時，系統(tǒng)的動能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化的法則。4、能量守恒定律：自然界普遍遵循的規(guī)律之一。中學(xué)階段解題時首選4、次選1或2、最后選3.直線運動中的功能關(guān)系abv0hh/2【山東卷18】如圖所示，將小球從地面以初速度。豎直上拋的同時，將另一相同質(zhì)量的小球從距地面處由靜止釋放，兩球恰在abv0hh/2A.兩球同時落地B.相遇時兩球速度大小相等C.從開始運動到相遇，球動能的減少量等于球動能的增加量D.相遇后的任意時刻，重力對球做功功率和對球做功功率相等【浙江卷24】節(jié)能混合動力車是一種可以利用汽油及所儲存電能作為動力來源的汽車。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動力轎車，在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛，發(fā)動機的輸出功率為P=50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時，保持發(fā)動機功率不變，立即啟動利用電磁阻尼帶動的發(fā)電機工作給電池充電，使轎車做減速運動，運動L=72m后，速度變?yōu)関2=72km/h。此過程中發(fā)動機功率的1/5用于轎車的牽引，4/5用于供給發(fā)電機工作，發(fā)動機輸送給發(fā)電機的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車在上述運動過程中所受阻力保持不變。求⑴轎車以90km/h在平直公路上勻速行駛時，所受阻力F阻的大??；⑵轎車從90km/h減速到72km/h過程中，獲得的電能E電；⑶轎車僅用其在上述減速過程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運動的距離L′。曲線運動中的功能關(guān)系【上海綜合卷5】高臺滑雪運動員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過程中該運動員機械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是（）。動能減少，重力勢能減少B．動能減少，重力勢能增加C．動能增加，重力勢能減少D．動能增加，重力勢能增加【江蘇卷4】如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過程中對雞蛋所做的功最接近于A．0.3JB．3JC．30JD．300J【上海綜合卷8】右圖是位于錦江樂園的摩天輪，高度為108m，直徑是98m。一質(zhì)量為50kg的游客乘坐該摩天輪做勻速圓周運動旋轉(zhuǎn)一圈需25min。如果以地面為零勢能面，則他到達(dá)最高處時的（取g=10m/s2）（）。A．重力勢能為5.4×104J，角速度為0.2rad/sB．重力勢能為4.9×104J，角速度為0.2rad/sC．重力勢能為5.4×104J，角速度為4.2×10-3rad/sD．重力勢能為4.9×104J，角速度為4.2×10-3rad/s【新課標(biāo)卷16】一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，至最低點時距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略，運動員可視為質(zhì)點，下列說法正確的是A．運動員到達(dá)最低點前重力勢能始終減小B．蹦極繩張緊后的下落過程中，彈力做負(fù)功，彈性勢能增加C．蹦極過程中，運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D．蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)【全國卷19】我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道”上繞地球運行（即繞地球一圈需要24小時)；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時軌道”和“72小時軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比，A．衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小B．衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大C．衛(wèi)星動能減小，引力勢能減小D．衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大【廣東卷36】如圖20所示，以A、B和C、D為端點的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點，上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C，一物塊被輕放在水平勻速運動的傳送帶上E點，運動到A時剛好與傳送帶速度相同，然后經(jīng)A沿半圓軌道滑下，再經(jīng)B滑上滑板，滑板運動到C時被牢固粘連，物塊可視為質(zhì)點，質(zhì)量為m，滑板質(zhì)量M=2m，兩半圓半徑均為R，板長，板右端到C的距離L在R<L<5R范圍內(nèi)取值，E距A為S=5R，物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動摩擦因數(shù)均，重力加速度取g。（1）求物塊滑到B點的速度大??；OOOO′CBAR2R1.5R0.5R⑴質(zhì)量為m的魚餌到達(dá)管口C時的速度大小v1；⑵彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep；⑶已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′在90o角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動，每次彈射時只放置一粒魚餌，魚餌的質(zhì)量在2m/3到m之間變化，且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長時間后，魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少？電磁場中的功能關(guān)系【四川卷21】質(zhì)量為m的帶正電小球由空中A點無初速度自由下落，在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強電場，再經(jīng)過t秒小球又回到A點。不計空氣阻力且小球從末落地，則A.整個過程中小球電勢能變換了mg2t2B.整個過程中小球動量增量的大小為2mgtC.從加電場開始到小球運動到最低點時小球動能變化了mg2t2D.從A點到最低點小球重力勢能變化了mg2t2abNQMPBθθ【福建卷17】如圖，足夠長的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0<θ<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直，導(dǎo)軌電阻不計。金屬棒ab由靜止開始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過abNQMPBθθA．運動的平均速度大小為B．下滑位移大小為C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD．受到的最大安培力大小為【上海卷23】如圖，在豎直向下，場強為的勻強電場中，長為的絕緣輕桿可繞固定軸在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，兩個小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質(zhì)量分別為和()，A帶負(fù)電，電量為，B帶正電，電量為。桿從靜止開始由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置，在此過程中電場力做功為，在豎直位置處兩球的總動能為。【上海綜合卷41】中國館、世博中心和主題館等主要場館，太陽能的利用規(guī)模達(dá)到了歷屆世博會之最，總發(fā)電裝機容量達(dá)到4.6×103kW。設(shè)太陽能電池板的發(fā)電效率為18%，已知地球表面每平方米接收太陽能的平均輻射功率為1.353kW，那么所使用的太陽能電池板的總面積為m2。【上海卷32】電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強度B=0.8T的勻強磁場垂直軌道平面向上。阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開始下滑至底端，在此過程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱。(取)求：(1)金屬棒在此過程中克服安培力的功；(2)金屬棒下滑速度時的加速度．(3)為求金屬棒下滑的最大速度，有同學(xué)解答如下：由動能定理，……。由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答?！靖＝ň?0】反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場中的振蕩來產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過程類似。如圖所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個勻強電場，一帶電微粒從A點由靜止開始，在電場力作用下沿直線在A、B兩點間往返運動。已知電場強度的大小分別是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C，方向如圖所示。帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10-20kg，帶電量q=-1.0×10-9C，A點距虛線MN的距離d1=1.0cm，不計帶電微粒的重力，忽略相對論效應(yīng)。求：⑴B點到虛線MN的距離d2；⑵帶電微粒從A點運動到B點所經(jīng)歷的時間t。EE1E2ABd1d2MN動量守恒中的功能關(guān)系動量守恒定律——系統(tǒng)不受外力作用（合外力為零）時【海南卷19】模塊3-5試題（2）一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。圖中ab為粗糙的水平面，長度為L；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過與ab和bc均相切的長度可忽略的光滑圓弧連接。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點向左運動，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點前與物體P相對靜止。重力加速度為g。求（i）木塊在ab段受到的摩擦力f；v0cPbav0cPba【重慶卷24】如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車沿一直線排列，質(zhì)量均為m，人在極短時間內(nèi)給第一輛車一水平?jīng)_量使其運動，當(dāng)車運動了距離L時與第二輛車相碰，兩車以共同速度繼續(xù)運動了距離L時與第三車相碰，三車以共同速度又運動了距離L時停止。車運動時受到的摩擦阻力恒為車所受重力的k倍，重力加速度為g，若車與車之間僅在碰撞時發(fā)生相互作用，碰撞時間很短，忽略空氣阻力，求：⑴整個過程中摩擦阻力所做的總功；⑵人給第一輛車水平?jīng)_量的大小；LLLLLL123地面地面【天津卷10】如圖所示，圓管構(gòu)成的半圓形豎直軌道固定在水平地面上，軌道半徑為R，MN為直徑且與水平面垂直，直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球A以某一初速度沖進(jìn)軌道，到達(dá)半圓軌道最高點M時與靜止于該處的質(zhì)量與A相同的小球B發(fā)生碰撞，碰后兩球粘在一起飛出軌道，落地點距N為2R。重力加速度為g，忽略圓管內(nèi)徑，空氣阻力及各處摩擦均不計，求：（1）粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時間t；（2）小球A沖進(jìn)軌道時速度v的大小?！景不站?4】如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動。開始輕桿處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。⑴若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向。⑵若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大小。Mmv0OMmv0OPL【廣東卷36】如圖20所示，以A、B和C、D為端點的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點，上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、