物理功能關系經典例題匯總

1、 物理必修二動能、機械能守恒 經典例題分析hH2-7-2例題4將質量m=2kg的一塊石頭從離地面H=2m高處由靜止開始釋放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深處，不計空氣阻力，求泥對石頭的平均阻力。（g取10m/s2）解題過程石頭在空中只受重力作用；在泥潭中受重力和泥的阻力。對石頭在整個運動階段應用動能定理，有。所以，泥對石頭的平均阻力N=820N。3、解答 由于碰撞前后速度大小相等方向相反，所以v=vt-(-v0)=12m/s,根據動能定理2-7-4例題5如圖2-7-4所示，繃緊的傳送帶在電動機帶動下，始終保持v02m/s的速度勻速運行，傳送帶與水平地面的夾角30°，現把一質量ml0k

2、g的工件輕輕地放在傳送帶底端，由傳送帶傳送至h2m的高處。已知工件與傳送帶間的動摩擦因數，g取10m/s2。(1) 試通過計算分析工件在傳送帶上做怎樣的運動?(2) 工件從傳送帶底端運動至h2m高處的過程中摩擦力對工件做了多解答 (1) 工件剛放上皮帶時受滑動摩擦力 ，工件開始做勻加速直線運動，由牛頓運動定律可得 m/s2=2.5m/s2。設工件經過位移x與傳送帶達到共同速度，由勻變速直線運動規(guī)律可得  m=0.8m4m。故工件先以2.5m/s2的加速度做勻加速直線運動，運動0.8m與傳送帶達到共同速度2m/s后做勻速直線運動。(2)

3、 在工件從傳送帶底端運動至h2m高處的過程中，設摩擦力對工件做功Wf ，由動能定理 ,可得 JJ=220J。例題6如圖4所示，AB為1/4圓弧軌道，半徑為R=0.8m，BC是水平軌道，長S=3m，BC處的摩擦系數為=1/15，今有質量m=1kg的物體，自A點從靜止起下滑到C點剛好停止。求物體在軌道AB段所受的阻力對物體做的功。 解答：物體在從A滑到C的過程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩擦力共三個力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物體在AB段受的阻力是變力，做的功不能直接求。根據動能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-WAB=0即WAB=mgR-umgS=

4、1×10×0.8-1×10×3/15=6(J)例題8質量均為m的物體A和B分別系在一根不計質量的細繩兩端，繩子跨過固定在傾角為300的斜面頂端的定滑輪上，斜面固定在水平地面上，開始時把物體B拉到斜面底端，這時物體A離地面的高度為0.8m，如圖所示.若摩擦力均不計，從靜止開始放手讓它們運動.求：（g10m/s2）(1)物體A著地時的速度；(2)物體A著地后物體B沿斜面上滑的最大距離.（1）因摩擦力均不計，故A、B從靜止開始運動到A著地過程，只有重力做功，系統機械能守恒，有，設物體A著地時的速度大小為v，因AB相連，速度大小相等，故有又（2）物體A著地后物體

5、B繼續(xù)以2m/s的速度沿斜面上滑，設上滑的最大距離為s，根據機械能守恒定律，有例題11滑雪者從A點由靜止沿斜面滑下，沿一平臺后水平飛離B點，地面上緊靠平臺有一個水平臺階，空間幾何尺度如圖所示，斜面、平臺與滑雪板之間的動摩擦因數為.假設滑雪者由斜面底端進入平臺后立即沿水平方向運動，且速度大小不變.求：（1）滑雪者離開B點時的速度大??；（2）滑雪者從B點開始做平拋運動的水平距離s.【解】（1）設滑雪者質量為m，斜面與水平面夾角為，滑雪者滑行過程中克服摩擦力做功 由動能定理 離開B點時的速度 （2）設滑雪者離開B點后落在臺階上可解得 此時必須滿足 當 時，滑雪者直接落到地面上， 可解得 例題13如圖

6、所示，某人乘雪橇從雪坡經A點滑至B點，接著沿水平路面滑至C點停止人與雪橇的總質量為70kg表中記錄了沿坡滑下過程中的有關數據，請根據圖表中的數據解決下列問題：位置ABC速度(m/s)2.012.00時刻(s)0410 (1)人與雪橇從A到B的過程中，損失的機械能為多少?(2)設人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g 10ms2)【解】（1）從A到B的過程中，人與雪橇損失的機械能為: E=(70×10×20+×70×2.02×70×12.02)J9100J（2）人與雪橇在Bc段做減速運動的加速度:根據牛頓第二定律 :f=ma=70

7、×(-2)N=-140NABKF例題14 如圖所示，在水平桌面的邊角處有一輕質光滑的定滑輪K，一條不可伸長的輕繩繞過K分別與物塊A、B相連，A、B的質量分別為mA、mB。開始時系統處于靜止狀態(tài)?，F用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升。已知當B上升距離為h時，B的速度為v。求此過程中物塊A克服摩擦力所做的功。重力加速度為g?！窘狻?由于連結AB繩子在運動過程中未松，故AB有一樣的速度大小，對AB系統，由功能關系有：FhWmBgh=(mA+mB)v2求得：W=FhmBgh(mA+mB)v2 例題16 如圖11所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內，半圓ABCv0R圖11環(huán)

8、與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點A。一質量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運動，運動4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點。求A、C間的距離（取重力加速度g=10m/s2）。【解】勻減速運動過程中，有：（1）恰好作圓周運動時物體在最高點B滿足：mg=m 2m/s（2） 假設物體能到達圓環(huán)的最高點B，由機械能守恒： （3） 聯立（1）、（3）可得 =3m/s 因為，所以小球能通過最高點B。 小球從B點作平拋運動，有：2R（4）（5）由（4）、（5）得：1.2m （6） 例題17如圖所示，一固定在豎直平面內的光滑的半圓形

9、軌道ABC，其半徑R5.0m，軌道在C處與水平地面相切。在C處放一小物塊，給它一水平向左的初速度v05m/s，結果它沿CBA運動，通過A點，最后落在水平面上的D點，求C、D間的距離s。取重力加速度g10m/s2?！窘狻?設小物體的質量為m，經A處時的速度為V，由A到D經歷的時間為t，有mV02mV22mgR， 2Rgt2， sVt。 由式并代入數據得s1 m 例題21如圖857所示，A、B兩個物體放在光滑的水平面上，中間由一根輕質彈簧連接，開始時彈簧呈自然狀態(tài)，A、B的質量均為M0.1kg，一顆質量m25g的子彈，以v045m/s的速度水平射入A物體，并留在其中求在以后的運動過程中，(1)彈簧

10、能夠具有的最大彈性勢能；(2)B物體的最大速度思路點撥 由題意可知本題的物理過程從以下三個階段來分析：其一，子彈擊中物體A的瞬間，在極短的時間內彈簧被壓縮的量很微小，且彈簧對A的作用力遠遠小于子彈與A之間的相互作用力，因此可認為由子彈與A物體組成的系統動量守恒，但機械能不守恒(屬完全非彈性碰撞)其二，彈簧壓縮階段，子彈留在木塊A內，它們以同一速度向右運動，使彈簧不斷被壓縮在這一壓縮過程中，A在彈力作用下做減速運動，B在彈力作用下做加速運動A的速度逐漸減小，B的速度逐漸增大，但vAvB當vAvB時，彈簧的壓縮量達最大值，彈性勢能也達到最大值以后隨著B的加速，A的減速，則有vAvB，彈簧將逐漸恢復

11、原長其三，彈簧恢復階段在此過程中vBvA，且vB不斷增大而vA不斷減小，當彈簧恢復到原來長度時，彈力為零，A與B的加速度也剛好為零，此時B的速度將達到最大值，而A的速度為最小值根據以上三個階段的分析，解題時可以不必去細致研究A、B的具體過程，而只要抓住幾個特殊狀態(tài)即可同時由于A、B受力均為變力，所以無法應用牛頓第二定律，而只能從功能關系的角度，借助機械能轉化與守恒定律求解解題過程 (1)子彈擊中木塊A，系統動量守恒由彈簧壓縮過程由子彈A、B組成的系統不受外力作用，故系統動量守恒且只有系統內的彈力做功，故機械能守恒選取子彈與A一起以v1速度運動時及彈簧壓縮量最大時兩個狀態(tài)，設最大壓縮量時彈簧的最

12、大彈性勢能為Epm，此時子彈A、B有共同速度v共，則有代入數據可解得 v共5ms，Epm2.25J(2)彈簧恢復原長時，vB最大，取子彈和A一起以v1速度運動時及彈簧恢復原長時兩個狀態(tài)，則有代入數據可解出B物體的最大速度 vBm10ms68. 湖南師大附中2010屆高三第五次月考試卷如圖所示,光滑水平面右端B處連接一個豎直的半徑為R=0.5m的光滑半圓軌道.在距離B為x的A點,用水平恒定推力F=20N將質量為m=2kg的小球從靜止開始推到B處后撤去水平推力,質點沿半圓軌道運動到最高點C處后又正好落回A點.則距離x的值應為多少？（ g=10m/s2）ABhLH70福建省福州八中2010屆高三畢業(yè)

13、班第三次質檢如圖所示，光滑斜面的長為L1 m、高為H0.6 m，質量分別為mA和mB的A、B兩小物體用跨過斜面頂端光滑小滑輪的細繩相連，開始時A物體離地高為h0.5 m，B物體恰在斜面底端，靜止起釋放它們，B物體滑到斜面頂端時速度恰好減為零，求A、B兩物體的質量比mAmB。某同學解答如下：對A、B兩物體的整個運動過程，由系統機械能守恒定律得mAghmBgH0，可求得兩物體的質量之比。你認為該同學的解答是否正確，如果正確，請解出最后結果；如果不正確，請說明理由，并作出正確解答。解：不正確。在A落地的瞬間地對A做功了，所以整個過程機械能不守恒。（3分）在A落地前由機械能守恒定律得：mAghmBgh

14、 sin a（mAmB）v2，（4分）在A落地后由機械能守恒定律得：mBg（Lh）sin amBv2，（4分）由第二式可解得： v22g（Lh）sin a6，代入第一式得5mA3mB3（mAmB），所以mAmB3。（3分）73. 廣東省廉江三中2010屆高三湛江一模預測題如圖所示，質量為M=4kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個質量m=1kg大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的摩擦因數=0.4，在鐵塊上加一個水平向左的恒力F=8N，鐵塊在長L=6m的木板上滑動。取g=10m/s2。求：（1）經過多長時間鐵塊運動到木板的左端（2）在鐵塊到達木板左端的過程中，恒力F對鐵塊所做的功（

15、3）在鐵塊到達木板左端時，鐵塊和木板的總動能解：（1）鐵塊與木板間的滑動摩擦力 鐵塊的加速度 木板的加速度 鐵塊滑到木板左端的時間為t，則 代入數據解得： （2）鐵塊位移 木板位移 恒力F做的功 （3）方法一：鐵塊的動能 木板的動能 鐵塊和木板的總動能 方法二：鐵塊的速度鐵塊的動能木板的速度木板的動能鐵塊和木板的總動能（評分說明：每項2分，每項1分）-（2分） 88河北省衡水中學2010屆高三上學期第四次調研考試如圖所示，斜面傾角為45°，從斜面上方A點處由靜止釋放一個質量為m的彈性小球，在B點處和斜面碰撞，碰撞后速度大小不變，方向變?yōu)樗?，經過一段時間在C點再次與斜面碰撞。已知AB

16、兩點的高度差為h，重力加速度為g，不考慮空氣阻力。求：（1）小球在AB段運動過程中重力做功的平均功率P；（2）小球落到C點時速度的大小。解：（1）小球下降過程中，做自由落體運動，落到斜面B點的速度為v，滿足： 解得： 所以小球在AB段重力的平均功率： （2）小球從B到C做平拋運動，設B到C的時間為t， 豎直方向： 水平方向： 解得： 所以C點的速度為 92“華安、連城、永安、漳平一中、龍海二中、泉港一中”六校聯考在研究摩擦力特點的實驗中，將木塊放在水平長木板上，如圖a所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大分別用力傳感器采集拉力和木塊所受到的摩擦力，并用計算機繪制出摩擦力f 隨拉力F的變化圖像，如圖b所示已知木塊質量為0.78kg取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.80（1）求木塊與長木板間的動摩擦因數（2）若木塊在與水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度從靜止開始做勻變速直線運動，如圖c所示拉力大小應為多大？（3）在