（考前三个月）2015年高考物理（四川专用）精讲 专题5+功能关系在力学中的应用（高考定位+审题破题，含原创题组及解析）

（考前三个月）2015年高考物理（四川专用）精讲 专题5+功能关系在力学中的应用（高考定位+审题破题，含原创题组及解析）内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点，也是高考考查的重点，常以选择题、计算题的形式出现，考题常与生产生活实际联系紧密，题目的综合性较强应考策略：深刻理解功能关系，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考题 1力学中的几个重要功能关系的应用例 1 如图 1 所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块 a 通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块 b 相连，b 的质量为 a、b 均静止且 a 刚好不受斜面摩擦力作用现对 b 施加竖直向下的恒力 F，使 a、b 做加速运动，则在 b 下降 h 高度过程中() 2、图 1Aa 的加速度为a 的重力势能增加 的拉力对 a 做的功等于 a 机械能的增加DF 对 b 做的功与摩擦力对 a 做的功之和等于 a、b 动能的增加审题突破重力势能的变化和什么力做功相对应。 机械能的变化和什么力做功相对应。 动能的变化又和什么力做功相对应。 答案图 2 所示，质量为 M、长度为 L 的小车静止在光滑水平面上，质量为 m 的小物块( 可视为质点)放在小车的最左端现用一水平恒力 F 作用在小物块上，使小物块从静止开始做高中物理资源下载平台世昌的博客 小物块和小车之间的摩擦力为 f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为 下结论正确的是()图 2A小物块到达小车最右端时具有的动 3、能为 (Ff )(Lx)B小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为 物块克服摩擦力所做的功为 f(Lx)D小物块和小车增加的机械能为 F(Lx)答案物块受到的合外力是 Ff ，位移为 Lx ，由动能定理可得小物块到达小车最右端时具有的动能为(Ff)(L x)，同理小车的动能也可由动能定理得出为 于小物块和小车间的滑动摩擦力产生内能，小物块和小车增加的机械能小于 F(Lx) 2(2014广东16) 图 3 是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()图 3A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能C垫板的动能全 4、部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能答案于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项 A 错误，B 正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能，选项 C、D 错误3如图 4 甲所示，一倾角为 37的传送带以恒定速度运行，现将一质量 m1 小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g10 m/s 2，370.6，7)高中物理资源下载平台世昌的博客 物体与传送带间的动摩擦因数为 8 s 内物体位移的大小为 18 8 s 内物体机械能的增量为 90 8 s 内物体与传送带由于摩擦产生的热量为 12 5、6 据速度时间图像分析，前 6 秒钟，物体的加速度方向沿传送带向上，大小为 a1 m/据物体在传送带上受力分析有 理得 项 s 内物体位移等于前 8 秒钟速度时间图像与时间轴围成的面积，时间轴上面的部分代表位移为正，下面的部分代表位移为负，结合图像得位移 x m14 2 642 222m，选项 B s 内物体动能增加量为 mmv 6 J，重力势能增加12 12 2084 J，机械能增加量为 6 J84 J90 J，选项 C 正确摩擦生热分为三部分，第一部分为前 2 秒：Q 1 4 J，第二部分为 26 s，摩擦生热 6 J，最后物体做匀速直线运动摩擦力为静摩擦力，二者没有相对运动，不产生热以 6、08 s 内物体与传送带由于摩擦产生的热量为 270 J，选项 D 错误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 力的功等于弹性势能的变化，即 W 弹 E 力的功等于动能的变化，即 WE 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 对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化，即 Q对高中物理资源下载平台世昌的博客 动力学方法和动能定理的综合应用例 2 光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图 5 所示装置，其中直轨道 糙，直轨道 轨道相接处为一很小的圆弧质量为 m0.1 滑块(可视为质点) 在圆轨道上做圆周运动，到达轨道最高点 a 时的速度大小为 v4 m /s，当滑块运 7、动到圆轨道与直轨道 b 时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道 行，到达轨道 的 d 点时速度为零若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为 Rm，直轨道 倾角 37，其长度为 Lm，d 点与水平地面间的高度差为 h0.2 m，取重力加速度 g10 m/s2，37 5(1)滑块在圆轨道最高点 a 时对轨道的压力大小；(2)滑块与直轨道 的动摩擦因数；(3)滑块在直轨道 能够运动的时间审题突破(1)在圆轨道最高点 a 处滑块受到的重力和轨道的支持力提供向心力，由牛顿第二定律即可求解；(2)从 a 点到 d 点重力与摩擦力做功，全程由动能定理即可求解； (3)分别对上滑的过程和下滑的过程中 8、使用牛顿第二定律，求得加速度，然后结合运动学的公式，即可求得时间解析(1)在圆轨道最高点 a 处对滑块，由牛顿第二定律得：m ，m( g)a 时对轨道的压力大小为 .(2)从 a 点到 d 点全程，由动能定理得： h) L 0 h (3)设滑块在 向下滑动的加速度为 间为 上滑动的加速度为 间为 中物理资源下载平台世昌的博客 ： 2 m/到 b 点的过程：) b 125 m/2 在轨道 ：下滑：L t1t 1 7.5 a212.4 m/s 20v c s，滑块在轨道 停止后不再下滑滑块在 面上运动的总时间：t 总 t 1t 2(s1) (2)3)图 6(a)所示，一物体以一定的速度 足够长斜面 9、向上运动，此物体在斜面上的最大位移与斜面倾角的关系由图(b)中的曲线给出设各种条件下，物体运动过程中的摩擦系数不变g10 m/s 2，试求：图 6(1)物体与斜面之间的动摩擦因数；(2)物体的初速度大小；(3) 为多大时，x 值最小答案(1) (2)5 m/s(3)33 3高中物理资源下载平台世昌的博客 (1)由题意可知，当 为 90时，v 0 2b 可得：h 为 0时， m，可知物体运动中必受摩擦阻力设动摩擦因数为 ，此时摩擦力543大小为 速度大小为 220联立两方程： 33(2)由式可得：v 05 m/s(3)对于任意一角度，利用动能定理得对应的最大位移 x 满足的关系式12 20解得 10、x 2 其中 ，可知 x 的最小值为 x h2 32对应的 602 2 6 31应用动力学分析问题时，一定要对研究对象进行正确的受力分析、结合牛顿运动定律和运动学公式分析物体的运动2应用动能定理时要注意运动过程的选取，可以全过程列式，也可以分过程列式(1)如果在某个运动过程中包含有几个不同运动性质的阶段( 如加速、减速阶段)，可以分段应用动能定理，也可以对全程应用动能定理，一般对全程列式更简单(2)因为动能定理中功和动能均与参考系的选取有关，所以动能定理也与参考系的选取有关在中学物理中一般取地面为参考系(3)动能定理通常适用于单个物体或可看成单个物体的系统如果涉及多物体组成的系统，因为要考虑内 11、力做的功，所以要十分慎重在中学阶段可以先分别对系统内每一个物体应用动能定理，然后再联立求解考题 3综合应用动力学和能量观点分析多过程问题高中物理资源下载平台世昌的博客 (14 分) 如图 7 所示，倾角 30、长 L4.5 m 的斜面，底端与一个光滑的 圆弧轨14道平滑连接，圆弧轨道底端切线水平一质量为 m1 物块(可视为质点) 从斜面最高点 A 由静止开始沿斜面下滑，经过斜面底端 B 后恰好能到达圆弧轨道最高点 C，又从圆弧轨道滑回，能上升到斜面上的 D 点，再由 D 点由斜面下滑沿圆弧轨道上升，再滑回，这样往复运动，最后停在 B 点已知物块与斜面间的动摩擦因数为 ，g10 m/设物36块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变求：图 7(1)物块经多长时间第一次到 B 点；(2)物块第一次经过 B 点时对圆弧轨道的压力；(3)物块在斜面上滑行的总路程解析(1)物块沿斜面下滑时， 分)解得：a2.5 m/s 2(1 分)从 A 到 B，物块匀加速运动，由 L 分)12可得 t s(1 分)3105(2)因为物块恰好到 C 点，所以到 C 点速度为 点的速度为 v，则 分)12高中物理资源下载平台世昌的博客。