高三物理復(fù)習(xí)功能關(guān)系在力學(xué)

功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用1．(多選)(2011·新課標(biāo)全國卷，16)一蹦極運(yùn)動(dòng)員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺(tái)下落，到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離．假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn)，下列說法正確的是 () A．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢(shì)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(shì)能增加 C．蹦極過程中，運(yùn)動(dòng)員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．蹦極過程中，重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)解析運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)前，重力一直做正功，重力勢(shì)能減小，選項(xiàng)A正確．從蹦極繩張緊到最低點(diǎn)彈力一直做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，選項(xiàng)B正確．除重力、彈力之外無其他力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確．重力勢(shì)能的改變與重力勢(shì)能零點(diǎn)的選取無關(guān)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案ABC2．(多選)(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ)2012年11月，“殲15”艦載機(jī)在“遼寧號(hào)”航空母艦上著艦成功．圖2－5－1甲為利用阻攔系統(tǒng)讓艦載機(jī)在飛行甲板上快速停止的原理示意圖．飛機(jī)著艦并成功鉤住阻攔索后，飛機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)立即關(guān)閉，阻攔系統(tǒng)通過阻攔索對(duì)飛機(jī)施加一作用力，使飛機(jī)在甲板上短距離滑行后停止．某次降落，以飛機(jī)著艦為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，飛機(jī)在t＝0.4s時(shí)恰好鉤住阻攔索中間位置，其著艦到停止的速度—時(shí)間圖線如圖乙所示．假如無阻攔索，飛機(jī)從著艦到停止需要的滑行距離約為1000m．已知航母始終靜止，重力加速度的大小為g.則 ()圖2－5－13．(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，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)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v.對(duì)于上述兩個(gè)過程，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() A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1 B．WF2>4WF1,Wf2＝2Wf1 C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1 D．WF2<4WF1,Wf2<2Wf14．(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ，17)如圖2－5－2所示，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 ()

圖2－5－2 A．Mg－5mg B．Mg＋mg C．Mg＋5mg D．Mg＋10mg主要題型：選擇題、計(jì)算題知識(shí)熱點(diǎn) (1)單獨(dú)命題 ①功和功率的計(jì)算． ②利用動(dòng)能定理分析簡(jiǎn)單問題． ③對(duì)動(dòng)能變化、重力勢(shì)能變化、彈性勢(shì)能變化的分析． ④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 ①結(jié)合v－t、F－t等圖象綜合考查多過程的功和功率的計(jì)算． ②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)過程問題．物理方法 (1)守恒法(2)整體法、分段法(3)圖象法命題趨勢(shì) 2012年，2013年全國課標(biāo)卷在力學(xué)功能關(guān)系中均沒有單獨(dú)命題，2014年有單獨(dú)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2－5－4所示，長木板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靜止的過程中，下述說法中正確的是()圖2－5－4A．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CD2．(多選)(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，原長為L，如圖2－5－5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，在此過程中無機(jī)械能損失，則下列說法正確的是()圖2－5－5A．由A到C的過程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能之和保持不變B．由B到C的過程中，彈性勢(shì)能和動(dòng)能之和逐漸減小C．由A到C的過程中，物塊m的機(jī)械能守恒D．由B到C的過程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析對(duì)物塊由A到C的過程中，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)能之和不變，上升過程中，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BD3．(多選)如圖2－5－6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，則上述過程中 ()圖2－5－64．(多選)如圖2－5－7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的過程中()圖2－5－7A．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．如圖2－5－8所示，一個(gè)質(zhì)量為m＝2kg的物體從某點(diǎn)由靜止開始做直線運(yùn)動(dòng)的速度圖象，根據(jù)圖象可知()圖2－5－8A．物體在0～8s內(nèi)的平均速度為2m/sB．物體在0～4s內(nèi)的加速度大于7～8s內(nèi)的加速度C．物體在0～8s內(nèi)合外力做的功為80JD．物體在6s末離開始點(diǎn)最遠(yuǎn)6．(2014·福建卷，18)如圖2－5－9所示，兩根相同的輕質(zhì)彈簧，沿足夠長的光滑斜面放置，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程，兩物塊 ()圖2－5－9A．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)能的變化量不同解析當(dāng)加速度等于零，即kx＝mgsinθ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kx－mgsinθ＝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Ep＝mgh，彈性勢(shì)能相同，重力勢(shì)能的增加量等于彈性勢(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C7．如圖2－5－10所示，從A點(diǎn)以v0＝4m/s的水平速度拋出一質(zhì)量m＝1kg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木板上，圓弧軌道C端切線水平，已知長木板的質(zhì)量M＝4kg，A、B兩點(diǎn)距C點(diǎn)的高度分別為H＝0.6m、h＝0.15m、R＝0.75m，物塊與長木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1＝0.5，長木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2＝0.2，取g＝10m/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)長木板至少為多長，才能保證小物塊不滑出長木板．圖2－5－101．應(yīng)用動(dòng)能定理解題的“兩狀態(tài)，一過程” “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，“一過程”即明確研究過程，確定這一過程研究對(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．(多選)(2014·河北石家莊質(zhì)檢)如圖2－5－11所示，物體A、B通過細(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，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)擋板恰好無壓力，則下列說法正確的是 ()圖2－5－119．(多選)(2014·山東濰坊聯(lián)考)如圖2－5－12甲所示，傾角為θ的光滑斜面體固定在水平面上，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，一端固定在斜面底端，另一端與質(zhì)量為m的小滑塊接觸但不拴接，現(xiàn)用沿斜面向下的力F推滑塊至離地高度h0處，彈簧與斜面平行，撤去力F，滑塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能Ek和離地高度h的變化關(guān)系如圖乙所示，圖中h2對(duì)應(yīng)圖線的最高點(diǎn)，h3到h4范圍內(nèi)圖線為直線，其余部分為曲線．重力加速度為g，則 ()圖2－5－12圖2－5－13(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)，試說明理由．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)過程，有的過程只涉及運(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；若某過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2－5－14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L＝8m，勻速運(yùn)動(dòng)的速度v0＝5m/s.一質(zhì)量m＝1kg的小物塊，輕輕放在傳送帶上xP＝2m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Q處無機(jī)械能損失，小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，重力加速度g＝10m/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，最終均能沿光滑斜面越過縱坐標(biāo)yM＝0.5m的M點(diǎn)，求這些位置的橫坐標(biāo)范圍．圖2－5－