（步步高）2016版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档 专题四功能关系的应用第1讲 功能关系在力学中的应用

（步步高）2016版高考物理（全国专用）大二轮总复习与增分策略配套课件+配套文档 专题四功能关系的应用第1讲 功能关系在力学中的应用内容摘要：

1、高中物理资源下载平台 本专题主要用功能的观点解决物体的运动和带电体、带电粒子、导体棒在电场或磁场中的运动问题考查的重点有以下几方面：重力、摩擦力、静电力和洛伦兹力的做功特点和求解；与功、功率相关的分析与计算；几个重要的功能关系的应用；动能定理的综合应用；综合应用机械能守恒定律和能量守恒定律分析问题本专题是高考的重点和热点，命题情景新，联系实际密切，综合性强，侧重在计算题中命题，是高考的压轴题应考策略 深刻理解功能关系，抓住两种命题情景搞突破：一是综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；二是运用动能定理和能量守恒定律解决电场、磁场内带电粒子运动或电磁感应 2、问题第 1 讲功能关系在力学中的应用高考题型 1力学中的几个重要功能关系的应用解题方略1常见的几种力做功的特点(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关(2)摩擦力做功的特点单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力 )可以做正功，也可以做负功，还可以不做功相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不高中物理资源下载平台 ，且总为负值在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积摩擦 3、生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热2几个重要的功能关系(1)重力的功等于重力势能的变化，即 E p.(2)弹力的功等于弹性势能的变化，即 W 弹 E p.(3)合力的功等于动能的变化，即 WE k.(4)重力(或弹簧弹力 )之外的其他力的功等于机械能的变化，即 W 其他 E.(5)一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化，即 QF fl 相对例 1 (2015青岛一模)如图 1 所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为 30，质量分别为M、m 的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板开始时用手按住物体 M，此时 M 距离挡板的距离为 s，滑轮两边的细绳恰好伸直 4、，且弹簧处于原长状态已知 M2m ，空气阻力不计松开手后，关于两物体的运动，下列说法中正确的是()图 1AM 和 m 组成的系统机械能守恒B当 M 的速度最大时，m 与地面间的作用力为零C若 M 恰好能到达挡板处，则此时 m 的速度为零D若 M 恰好能到达挡板处，则此过程中重力对 M 做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体 m 的机械能增加量之和预测 1(多选)(2015武汉市 5 月模拟)某蹦床运动员在一次蹦床运动中仅在竖直方向运动，如图 2 为蹦床对该运动员的作用力 F 随时间 t 的变化图象不考虑空气阻力的影响，下列高中物理资源下载平台 ()图 2At 1 至 间内运动员和蹦床构成的系统机 5、械能守恒Bt 1 至 间内运动员和蹦床构成的系统机械能增加Ct 3 至 间内运动员和蹦床的势能之和增加Dt 3 至 间内运动员和蹦床的势能之和先减少后增加预测 2(2015河南八市模拟) 某同学将质量为 m 的一矿泉水瓶(可看成质点) 竖直向上抛出，水瓶以 的加速度匀减速上升，上升的最大高度为 H，水瓶往返过程受到的阻力大小不变，5)A上升过程中水瓶的动能改变量为 升过程中水瓶的机械能减少了 瓶落回地面时动能大小为瓶上升过程处于超重状态，下落过程处于失重状态预测 3(2015安庆模拟)如图 3 所示，某段滑雪道倾角为 30，总质量为 m 的滑雪运动员从高为 h 处的雪道顶端由静止开始匀加速下滑 6、，加速度为 g，在他下滑到底端的过程中()13图 3A运动员减少的重力势能全部转化为动能B运动员获得的动能为 动员克服摩擦力做功为 运动员减少的机械能为 动力学方法和动能定理的综合应用解题方略1动能定理的适用情况：解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统) 受力与位移、速率关系的问题动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用2应用动能定理解题的基本思路(1)选取研究对象，明确它的运动过程(2)分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和(3)明确物体在运动过程初、末状态的动能 4)列出 7、动能定理的方程 W 合 其他必要的解题方程，进行求解例 2 (2015苏锡常镇四市调研) 如图 4 所示为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置，两个相互垂直的斜面固定在地面上，货箱 A(含货物) 和配重 B 通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连A 装载货物后从 h8.0 m 高处由静止释放，运动到底端时，A 和 B 同时被锁定，缺货后解除锁定，A 在 B 的牵引下被拉回原高度处，再次被锁定已知 53， 为 03 、B 与斜面间的动摩擦因数均为 动摩擦力与最大静摩擦力相等，g 取 10 m/s2，30.8，3(1)为使 A 由静止释放后能沿斜面下滑，其质量 m 需要满足什么条件。 (2)若 A 8、的质量 m0 3 它到达底端时的速度 v；(3)为了保证能被安全锁定，A 到达底端的速率不能大于 12 m/ A 的质量 m 不断增加时，该装置能否被安全锁定高中物理资源下载平台 (2015新课标全国17) 如图 5，一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径 平一质量为 m 的质点自 P 点上方高度 R 处由静止开始下落，恰好从 P 点进入轨道质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为 4mg，g 为重力加速度的大小用 W 表示质点从 P 点运动到 N 点的过程中克服摩擦力所做的功则()图 5AW 点恰好可以到达 Q 点12BW 点不能到达 Q 点12CW 点到达 Q 点后 9、，继续上升一段距离12DW 点到达 Q 点后，继续上升一段距离12预测 5(2015宝鸡九校联考) 如图 6 所示，为一半径为 R1 m 的光滑圆弧轨道，1 m 的粗糙水平轨道，两轨道相切于 Q 点，Q 在圆心 O 的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内物块 P 的质量为 m1 视为质点)，P 与 的动摩擦因数 物块 P 以速度 A 点滑上水平轨道，到 C 点后又返回 A 点时恰好静止(取 g10 m/s 2)求：高中物理资源下载平台 (1)大小；(2)物块 P 第一次刚通过 Q 点时对圆弧轨道的压力高考题型 3综合应用动力学和能量观点分析多过程问题解题方略多个运动过程的组合实际上是多种物理规律 10、和方法的综合应用，分析这种问题时注意要独立分析各个运动过程，而不同过程往往通过连接点的速度建立联系，有时对整个过程应用能量的观点解决问题会更简单例 3 (2015宁德市 5 月模拟) 如图 7，在水平轨道右侧固定半径为 R 的竖直圆形光滑轨道，水平轨道的 铺设特殊材料，调节其初始长度为 l，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态可视为质点的小物块从轨道右侧 A 点以初速度 上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回已知 R0.4 m，l2.5 m，v 06 m/s，物块质量 m1 间的动摩擦因数 道其它部分摩擦不计取 g10 m/：图 7(1)物块经过圆形轨 11、道最高点 B 时对轨道的压力；高中物理资源下载平台 (2)物块从 Q 运动到 P 的时间及弹簧获得的最大弹性势能；(3)物块仍以 右侧冲上轨道，调节 的长度 l，当 l 长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回 A 点继续向右运动预测 6(2015河北衡水中学三调) 在物体下落过程中，速度小于 10 m/s 时可认为空气阻力与物体速度成正比关系某科研小组在研究小球下落后的运动过程时，得到速度随时间变化的图象，并作出 ts 时刻的切线，如图 8 所示已知小球在 t0 时刻释放，其质量为 0.5 力加速度 g10 m/：图 8(1)小球与地面第一次碰撞过程中损失的机械能；(2)小球在运动过程中受到空气 12、阻力的最大值预测 7(2015西安八校联考) 如图 9 甲所示，一半径 R1 m、竖直圆弧形光滑轨道，与斜面相切于 B 处，圆弧轨道的最高点为 M，斜面倾角 37，t0 时刻，有一质量 m2 点开始沿斜面上滑，其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示若物块恰能到达 M 点，( 取 g10 m/s 2， 70.6，7求：高中物理资源下载平台 (1)物块经过 B 点时的速度 2)物块在斜面上滑动的过程中克服摩擦力做的功提醒：完成作业专题四第 1 讲高中物理资源下载平台 功能关系的应用第 1 讲功能关系在力学中的应用高考题型 1力学中的几个重要功能关系的应用例 1B因 M、 m 之间有弹簧，故两物体受 13、弹簧的弹力做功，机械能不守恒，故 A 错误；M 的重力分力为 0 体先做加速运动，当受力平衡时 M 速度达最大，则此时m 受细绳的拉力为 m 恰好与地面间的作用力为零，故 B 正确；从 m 开始运动至 力的大小一直大于 m 的重力，故 m 一直做加速运动， M 到达挡板处时， m 的速度不为零，故 C 错误；重力对 M 做的功转化为两物体的动能、弹簧的弹性势能的增加量和 m 重力势能的增加量，故 D 错误预测 1动力学方法和动能定理的综合应用例 2(1)m0 3 2)2 m/s(3) 该装置能被安全锁定10解析(1)左斜面倾角为 ，则右斜面倾角为 90 53 37 ，货箱由静止释放后能沿斜面下滑，则：Mg mg。