高考物理二輪復(fù)習(xí)課件江蘇專用第5講功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用

1、第5講功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用,1. (2012江蘇卷，3)如圖251所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在豎直平面內(nèi)由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)在此過(guò)程中拉力的瞬時(shí)功率變化情況是() A逐漸增大 B逐漸減小 C先增大，后減小 D先減小，后增大,圖251,解析小球速率恒定，由動(dòng)能定理知：拉力做的功與克服重力做的功始終相等，將小球的速度分解，可發(fā)現(xiàn)小球在豎直方向分速度逐漸增大，重力的瞬時(shí)功率也逐漸增大，則拉力的瞬時(shí)功率也逐漸增大，A項(xiàng)正確 答案A,2. (2013江蘇單科，5)水平面上，一白球與一靜止的灰球碰撞，兩球質(zhì)量相等碰撞過(guò)程的頻閃照片如圖252所示，據(jù)此可推斷，碰

2、撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能約占碰撞前動(dòng)能的() A30% B50% C70% D90%,圖252,答案A,3(多選)(2013江蘇卷，9)如圖253所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)物塊的質(zhì)量為m，ABa，物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W.撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零重力加速度為g.則上述過(guò)程中(),圖253,物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧彈力與滑動(dòng)摩擦力相等即Fmg，而FBmg，因此彈簧在動(dòng)能最大位置形變量不小于B點(diǎn)的彈簧形變量，對(duì)應(yīng)的彈簧彈性勢(shì)能不小于B點(diǎn)的彈簧彈性勢(shì)能

3、，則D錯(cuò) 答案BC,4(2014江蘇卷，15)如圖254所示，生產(chǎn)車間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲的速度為v0.小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，工件與乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.乙的寬度足夠大，重力加速度為g.,圖254,主要題型：選擇題、計(jì)算題 知識(shí)熱點(diǎn) (1)單獨(dú)命題 利用動(dòng)能定理分析問題 對(duì)動(dòng)能變化、重力勢(shì)能變化、彈性勢(shì)能變化的分析 對(duì)機(jī)械能守恒條件的理解及機(jī)械能守恒定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用 (2)交匯命題 結(jié)合動(dòng)能定理綜合考查功和功率的計(jì)算 結(jié)合應(yīng)用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律和能量守恒定律，結(jié)合動(dòng)力學(xué)方法解決多運(yùn)動(dòng)過(guò)程問題,物理方法 (1)守恒法(2)整體法、分段法(3)圖

4、象法 命題趨勢(shì) 近三年江蘇省高考在力學(xué)功能關(guān)系中每年必考，有單獨(dú)命題，也有綜合命題 (1)2015年高考將有對(duì)本專題內(nèi)容的單獨(dú)考查，題型為選擇題 (2)2015年高考可能和牛頓第二定律、曲線運(yùn)動(dòng)等內(nèi)容相結(jié)合綜合考查，題型為計(jì)算題,熱點(diǎn)一幾個(gè)重要功能關(guān)系的應(yīng)用,1(多選)(2014東莞市調(diào)研測(cè)試)如圖255所示，長(zhǎng)木板A放在光滑的水平地面上，物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A上，則從B沖到木板A上到相對(duì)木板A靜止的過(guò)程中，下述說(shuō)法中正確的是(),圖255,A物體B動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能 B物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 C物體B損失的機(jī)械能等于木板A

5、獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和 D摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量,解析物體B以水平速度沖上A后，由于摩擦力作用，B減速運(yùn)動(dòng)，A加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)能量守恒定律，物體B動(dòng)能的減少量等于A增加的動(dòng)能和產(chǎn)生的熱量之和，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，物體B克服摩擦力做的功等于B損失的動(dòng)能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由能量守恒定律可知，物體B損失的機(jī)械能等于木板A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和，選項(xiàng)C正確；摩擦力對(duì)物體B做的功等于B動(dòng)能的減少量，摩擦力對(duì)木板A做的功等于A動(dòng)能的增加量，由能量守恒定律，摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)木板A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量，選項(xiàng)D正確 答案CD,2(多

6、選)(2014廣東韶關(guān)一模)一輕質(zhì)彈簧，固定于天花板上的O點(diǎn)處，原長(zhǎng)為L(zhǎng)，如圖256所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊從A點(diǎn)豎直向上拋出，以速度v與彈簧在B點(diǎn)相接觸，然后向上壓縮彈簧，到C點(diǎn)時(shí)物塊速度為零，在此過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失，則下列說(shuō)法正確的是() A由A到C的過(guò)程中，動(dòng)能 和重力勢(shì)能之和保持不變 B由B到C的過(guò)程中，彈性 勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸減小 C由A到C的過(guò)程中，物塊m的機(jī)械能守恒 D由B到C的過(guò)程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,圖256,解析對(duì)物塊由A到C的過(guò)程中，除重力做功外還有彈簧彈力做功，物塊機(jī)械能不守恒，A、C錯(cuò)誤；對(duì)物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和不

7、變，上升過(guò)程中，重力勢(shì)能增加，故彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸減小，B、D正確 答案BD,3(多選)如圖257所示，豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，絕緣輕質(zhì)彈簧豎直立于水平地面上，上面放一質(zhì)量為m的帶正電小球，小球與彈簧不連接，施加外力F將小球向下壓至某位置靜止現(xiàn)撤去F，小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到離開彈簧的過(guò)程中，重力、電場(chǎng)力對(duì)小球所做的功分別為W1和W2，小球離開彈簧時(shí)速度為v，不計(jì)空氣阻力，則上述過(guò)程中(),圖257,答案BD,4(多選)如圖258所示，甲、乙兩傳送帶、傾斜于水平地面放置，傳送帶上表面以同樣恒定速率v向上運(yùn)動(dòng)現(xiàn)將一質(zhì)量為m的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))輕輕放在A處，小物體在甲傳送帶上到達(dá)B處時(shí)恰好達(dá)到傳送帶

8、的速率v；小物塊在乙傳送帶上到達(dá)離B豎直高度為h的C處時(shí)達(dá)到傳送帶的速率v.已知B處離A處的豎直高度皆為H.則在小物體從A到B的過(guò)程中 (),圖258,A兩種傳送帶對(duì)小物體做功相等 B將小物體傳送到B處，兩種傳送帶消耗的電能相等 C兩種傳送帶與小物體之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不同 D將小物體傳送到B處，兩種系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量相等,答案AC,1若只有電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變 2若只有電場(chǎng)力和重力做功，電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變 3除重力外，其他各力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化 4所有力對(duì)物體所做功的代數(shù)和，等于物體動(dòng)能的變化,熱點(diǎn)二動(dòng)力學(xué)方法和動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用,5(2014全國(guó)卷新課

9、標(biāo)，16)一物體靜止在粗糙水平地面上現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力拉動(dòng)物體，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后其速度變?yōu)関.若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過(guò)同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v.對(duì)于上述兩個(gè)過(guò)程，用WF1、WF2分別表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功，則() AWF24WF1，Wf22Wf1 BWF24WF1, Wf22Wf1 CWF24WF1，Wf22Wf1 DWF24WF1, Wf22Wf1,答案C,6(2014福建卷，18)如圖259，兩根相同的輕質(zhì)彈簧，沿足夠長(zhǎng)的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部擋板上，斜面固定不動(dòng)質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩

10、彈簧上端現(xiàn)用外力作用在物塊上，使兩彈簧具有相同的壓縮量，若撤去外力后，兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧，則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過(guò)程，兩物塊 () A最大速度相同 B最大加速度相同 C上升的最大高度不同 D重力勢(shì)能的變化量不同,圖259,解析當(dāng)加速度等于零，即kxmgsin 時(shí)，速度最大，又兩物塊的質(zhì)量不同，故速度最大的位置不同，最大速度也不同，所以A錯(cuò)誤；在離開彈簧前加速度先減小后增大，離開彈簧后加速度不變，剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊加速度最大，根據(jù)牛頓第二定律kxmgsin ma，彈力相同，質(zhì)量不同，故加速度不同，故B錯(cuò)誤；根據(jù)能量守恒Epmgh，彈性勢(shì)能相同，重力勢(shì)能的增加量等于

11、彈性勢(shì)能的減少量，故重力勢(shì)能的變化量是相同的，由于物塊質(zhì)量不同，故上升的最大高度不同，故C正確，D錯(cuò)誤 答案C,7. 如圖2510所示，從A點(diǎn)以v04 m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m1 kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿切線方向進(jìn)入光滑圓弧軌道BC，經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高、靜止在粗糙水平面的長(zhǎng)木板上，圓弧軌道C端切線水平，已知長(zhǎng)木板的質(zhì)量M4 kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H0.6 m、h0.15 m、R0.75 m，物塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.5，長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.2，取g10 m/s2.求：,(1)小物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向； (2)小

12、物塊滑動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道C點(diǎn)的壓力； (3)長(zhǎng)木板至少為多長(zhǎng)，才能保證小物塊不滑出長(zhǎng)木板,圖2510,答案(1)5 m/s方向與水平方向的夾角為37斜向下 (2)47.3 N方向豎直向下 (3)2.8 m,1應(yīng)用動(dòng)能定理解題的“兩狀態(tài)，一過(guò)程” “兩狀態(tài)”即明確研究對(duì)象的始、末狀態(tài)的速度或動(dòng)能情況，“一過(guò)程”即明確研究過(guò)程，確定這一過(guò)程研究對(duì)象的受力情況和位置變化或位移信息 2應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本思路,熱點(diǎn)三動(dòng)力學(xué)方法和機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,8(2014全國(guó)卷新課標(biāo)，17)如圖2511，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細(xì)輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點(diǎn))，從大環(huán)的最

13、高處由靜止滑下重力加速度大小為g.當(dāng)小環(huán)滑到大環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)，大環(huán)對(duì)輕桿拉力的大小為() AMg5mgBMgmg CMg5mg DMg10mg,圖2511,答案C,9. (多選)(2014河北石家莊質(zhì)檢)如圖2512所示，物體A、B通過(guò)細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體B的質(zhì)量為2m，放置在傾角為30的光滑斜面上，物體A的質(zhì)量為m，用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)，細(xì)繩伸直，A與地面的距離為h，物體B靜止在斜面上擋板P處放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)擋板恰好無(wú)壓力，則下列說(shuō)法正確的是(),圖2512,答案AB,10(多選)(2014蘇北四市高三第一次調(diào)研測(cè)試)如圖25

14、13，固定在地面的斜面體上開有凹槽，槽內(nèi)緊挨放置六個(gè)半徑均為r的相同小球，各球編號(hào)如圖斜面與水平軌道OA平滑連接，OA長(zhǎng)度為6r.現(xiàn)將六個(gè)小球由靜止同時(shí)釋放，小球離開A點(diǎn)后均做平拋運(yùn)動(dòng)不計(jì)一切摩擦則在各小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是() A球1的機(jī)械能守恒 B球6在OA段機(jī)械能增大 C球6的水平射程最小 D六個(gè)球落地點(diǎn)各不相同,圖2513,解析當(dāng)所有球都在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能守恒，當(dāng)有球在水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，后面球要對(duì)前面的球做功機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；球6在OA段由于球5的推力對(duì)其做正功，其機(jī)械能增大，選項(xiàng)B正確；由于球6離開A點(diǎn)的速度最小，所以其水平射程最小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)1、2、3小球均在

15、OA段時(shí)，三球的速度相同，故從A點(diǎn)拋出后，三球落地點(diǎn)也相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案BC,(1)求小球拋出時(shí)的速度v0的大小和到達(dá)B的速度； (2)求小球經(jīng)過(guò)軌道最低點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力FC； (3)小球能否到達(dá)軌道最高點(diǎn)D？若能到達(dá)，試求對(duì)D點(diǎn)的壓力FD.若不能到達(dá)，試說(shuō)明理由,圖2514,答案(1)4 m/s8 m/s方向與水平方向的夾角為60 (2)42 N方向豎直向下(3)能12 N方向豎直向上,用機(jī)械能守恒定律解題的基本思路,高考命題熱點(diǎn)5.應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)分析多過(guò)程問題 若一個(gè)物體或多個(gè)物體參與了多個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，有的過(guò)程只涉及運(yùn)動(dòng)和力的問題或只要求分析物體的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)，則要用動(dòng)力學(xué)方法求解

16、；若某過(guò)程涉及做功和能量轉(zhuǎn)化問題，則要考慮應(yīng)用動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律或功能關(guān)系求解,【典例】(2014牡丹江一模)(19分)如圖2515所示，x軸與水平傳送帶重合，坐標(biāo)原點(diǎn)O在傳送帶的左端，傳送帶長(zhǎng)L8 m，勻速運(yùn)動(dòng)的速度v05 m/s.一質(zhì)量m1 kg的小物塊，輕輕放在傳送帶上xP2 m的P點(diǎn)小物塊隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)后沖上光滑斜面且剛好到達(dá)N點(diǎn)(小物塊到達(dá)N點(diǎn)后被收集，不再滑下)若小物塊經(jīng)過(guò)Q處無(wú)機(jī)械能損失，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，重力加速度g10 m/s2.求：,(1)N點(diǎn)的縱坐標(biāo)； (2)小物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱量； (3)若將小物塊輕輕放在傳送帶上的某些位置，最終均能

17、沿光滑斜面越過(guò)縱坐標(biāo)yM0.5 m的M點(diǎn)，求這些位置的橫坐標(biāo)范圍,圖2515,審題流程 第一步：抓住關(guān)鍵點(diǎn)挖掘信息,(2)小物塊在傳送帶上相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的位移 x相對(duì)v0tx2.5 m(2分) 產(chǎn)生的熱量Qmgx相對(duì)12.5 J(2分) (3)設(shè)在坐標(biāo)為x1處輕輕將小物塊放在傳送帶上，最終剛好能到達(dá)M點(diǎn)， 由能量守恒得mg(Lx1)mgyM(2分) 代入數(shù)據(jù)解得x17 m(2分) 故小物塊在傳送帶上的位置橫坐標(biāo)范圍0 x7 m(2分) 答案(1)1.25 m(2)12.5 J(3)0 x7 m,力學(xué)綜合題中多過(guò)程問題的分析思路 1對(duì)力學(xué)綜合題中的多過(guò)程問題，關(guān)鍵是抓住物理情境中出現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與

18、運(yùn)動(dòng)過(guò)程，將物理過(guò)程分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單的子過(guò)程 2找出各階段是由什么物理量聯(lián)系起來(lái)的，然后對(duì)于每一個(gè)子過(guò)程分別進(jìn)行受力分析、過(guò)程分析和能量分析，選擇合適的規(guī)律列出相應(yīng)的方程求解,(16分)如圖2516為某生產(chǎn)流水線工作原理示意圖足夠長(zhǎng)的工作平臺(tái)上有一小孔A，一定長(zhǎng)度的操作板(厚度可忽略不計(jì))靜止于小孔的左側(cè)，某時(shí)刻開始，零件(可視為質(zhì)點(diǎn))無(wú)初速度地放上操作板的中點(diǎn)，同時(shí)操作板在電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，直至運(yùn)動(dòng)到A孔的右側(cè)(忽略小孔對(duì)操作板運(yùn)動(dòng)的影響)，最終零件運(yùn)動(dòng)到A孔時(shí)速度恰好為零，并由A孔下落進(jìn)入下一道工序已知零件與操作板間的動(dòng)摩擦因數(shù)10.05，零件與工作臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)20.025, 不