高考之功能關(guān)系優(yōu)生培養(yǎng)教案

2011年高考之功能關(guān)系每年高考中，都少不了屬于二類(lèi)要求的功能關(guān)系的身影，而很多同學(xué)對(duì)功能關(guān)系就是不怎么“感冒”，希望此文能達(dá)到對(duì)癥下藥的功效。很容易混淆的四個(gè)問(wèn)題——功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，力對(duì)物體做了多少功，則有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化。2、動(dòng)能定理：合外力對(duì)物體所做的功（外力對(duì)物體所做的總功）與物體動(dòng)能變化之間的橋梁。3、機(jī)械能守恒定律：系統(tǒng)內(nèi)只有重力或彈性限度內(nèi)的彈簧彈力做功時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)能和勢(shì)能之間相互轉(zhuǎn)化的法則。4、能量守恒定律：自然界普遍遵循的規(guī)律之一。中學(xué)階段解題時(shí)首選4、次選1或2、最后選3.直線運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系abv0hh/2【山東卷18】如圖所示，將小球從地面以初速度。豎直上拋的同時(shí)，將另一相同質(zhì)量的小球從距地面處由靜止釋放，兩球恰在abv0hh/2A.兩球同時(shí)落地B.相遇時(shí)兩球速度大小相等C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到相遇，球動(dòng)能的減少量等于球動(dòng)能的增加量D.相遇后的任意時(shí)刻，重力對(duì)球做功功率和對(duì)球做功功率相等【浙江卷24】節(jié)能混合動(dòng)力車(chē)是一種可以利用汽油及所儲(chǔ)存電能作為動(dòng)力來(lái)源的汽車(chē)。有一質(zhì)量m=1000kg的混合動(dòng)力轎車(chē)，在平直公路上以v1=90km/h勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率為P=50kW。當(dāng)駕駛員看到前方有80km/h的限速標(biāo)志時(shí)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)功率不變，立即啟動(dòng)利用電磁阻尼帶動(dòng)的發(fā)電機(jī)工作給電池充電，使轎車(chē)做減速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)L=72m后，速度變?yōu)関2=72km/h。此過(guò)程中發(fā)動(dòng)機(jī)功率的1/5用于轎車(chē)的牽引，4/5用于供給發(fā)電機(jī)工作，發(fā)動(dòng)機(jī)輸送給發(fā)電機(jī)的能量最后有50%轉(zhuǎn)化為電池的電能。假設(shè)轎車(chē)在上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力保持不變。求⑴轎車(chē)以90km/h在平直公路上勻速行駛時(shí)，所受阻力F阻的大小；⑵轎車(chē)從90km/h減速到72km/h過(guò)程中，獲得的電能E電；⑶轎車(chē)僅用其在上述減速過(guò)程中獲得的電能E電維持72km/h勻速運(yùn)動(dòng)的距離L′。曲線運(yùn)動(dòng)中的功能關(guān)系【上海綜合卷5】高臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員騰空躍下，如果不考慮空氣阻力，則下落過(guò)程中該運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能的轉(zhuǎn)換關(guān)系是（）。動(dòng)能減少，重力勢(shì)能減少B．動(dòng)能減少，重力勢(shì)能增加C．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能減少D．動(dòng)能增加，重力勢(shì)能增加【江蘇卷4】如圖所示，演員正在進(jìn)行雜技表演。由圖可估算出他將一只雞蛋拋出的過(guò)程中對(duì)雞蛋所做的功最接近于A．0.3JB．3JC．30JD．300J【上海綜合卷8】右圖是位于錦江樂(lè)園的摩天輪，高度為108m，直徑是98m。一質(zhì)量為50kg的游客乘坐該摩天輪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)一圈需25min。如果以地面為零勢(shì)能面，則他到達(dá)最高處時(shí)的（取g=10m/s2）（）。A．重力勢(shì)能為5.4×104J，角速度為0.2rad/sB．重力勢(shì)能為4.9×104J，角速度為0.2rad/sC．重力勢(shì)能為5.4×104J，角速度為4.2×10-3rad/sD．重力勢(shì)能為4.9×104J，角速度為4.2×10-3rad/s【新課標(biāo)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，至最低點(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(shuō)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(guò)程中，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C．蹦極過(guò)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(guò)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)【全國(guó)卷19】我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行（即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比，A．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小B．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大C．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小D．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大【廣東卷36】如圖20所示，以A、B和C、D為端點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點(diǎn)，上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、C，一物塊被輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上E點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)到A時(shí)剛好與傳送帶速度相同，然后經(jīng)A沿半圓軌道滑下，再經(jīng)B滑上滑板，滑板運(yùn)動(dòng)到C時(shí)被牢固粘連，物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m，滑板質(zhì)量M=2m，兩半圓半徑均為R，板長(zhǎng)，板右端到C的距離L在R<L<5R范圍內(nèi)取值，E距A為S=5R，物塊與傳送帶、物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均，重力加速度取g。（1）求物塊滑到B點(diǎn)的速度大??；OOOO′CBAR2R1.5R0.5R⑴質(zhì)量為m的魚(yú)餌到達(dá)管口C時(shí)的速度大小v1；⑵彈簧壓縮到0.5R時(shí)的彈性勢(shì)能Ep；⑶已知地面與水面相距1.5R，若使該投餌管繞AB管的中軸線OO′在90o角的范圍內(nèi)來(lái)回緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，每次彈射時(shí)只放置一粒魚(yú)餌，魚(yú)餌的質(zhì)量在2m/3到m之間變化，且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長(zhǎng)時(shí)間后，魚(yú)餌能夠落到水面的最大面積S是多少？電磁場(chǎng)中的功能關(guān)系【四川卷21】質(zhì)量為m的帶正電小球由空中A點(diǎn)無(wú)初速度自由下落，在t秒末加上豎直向上、范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)，再經(jīng)過(guò)t秒小球又回到A點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力且小球從末落地，則A.整個(gè)過(guò)程中小球電勢(shì)能變換了mg2t2B.整個(gè)過(guò)程中小球動(dòng)量增量的大小為2mgtC.從加電場(chǎng)開(kāi)始到小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)小球動(dòng)能變化了mg2t2D.從A點(diǎn)到最低點(diǎn)小球重力勢(shì)能變化了mg2t2abNQMPBθθ【福建卷17】如圖，足夠長(zhǎng)的U型光滑金屬導(dǎo)軌平面與水平面成θ角（0<θ<90°)，其中MN與PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，導(dǎo)軌電阻不計(jì)。金屬棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑，并與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，ab棒接入電路的電阻為R，當(dāng)流過(guò)abNQMPBθθA．運(yùn)動(dòng)的平均速度大小為B．下滑位移大小為C．產(chǎn)生的焦耳熱為qBLvD．受到的最大安培力大小為【上海卷23】如圖，在豎直向下，場(chǎng)強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，長(zhǎng)為的絕緣輕桿可繞固定軸在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)小球A、B固定于桿的兩端，A、B的質(zhì)量分別為和()，A帶負(fù)電，電量為，B帶正電，電量為。桿從靜止開(kāi)始由水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置，在此過(guò)程中電場(chǎng)力做功為，在豎直位置處兩球的總動(dòng)能為?！旧虾＞C合卷41】中國(guó)館、世博中心和主題館等主要場(chǎng)館，太陽(yáng)能的利用規(guī)模達(dá)到了歷屆世博會(huì)之最，總發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.6×103kW。設(shè)太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率為18%，已知地球表面每平方米接收太陽(yáng)能的平均輻射功率為1.353kW，那么所使用的太陽(yáng)能電池板的總面積為m2。【上海卷32】電阻可忽略的光滑平行金屬導(dǎo)軌長(zhǎng)S=1.15m，兩導(dǎo)軌間距L=0.75m，導(dǎo)軌傾角為30°，導(dǎo)軌上端ab接一阻值R=1.5Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.8T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直軌道平面向上。阻值r=0.5Ω，質(zhì)量m=0.2kg的金屬棒與軌道垂直且接觸良好，從軌道上端ab處由靜止開(kāi)始下滑至底端，在此過(guò)程中金屬棒產(chǎn)生的焦耳熱。(取)求：(1)金屬棒在此過(guò)程中克服安培力的功；(2)金屬棒下滑速度時(shí)的加速度．(3)為求金屬棒下滑的最大速度，有同學(xué)解答如下：由動(dòng)能定理，……。由此所得結(jié)果是否正確？若正確，說(shuō)明理由并完成本小題；若不正確，給出正確的解答?！靖＝ň?0】反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一，它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波，其振蕩原理與下述過(guò)程類(lèi)似。如圖所示，在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始，在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度的大小分別是E1=2.0×103N/C和E2=4.0×103N/C，方向如圖所示。帶電微粒質(zhì)量m=1.0×10-20kg，帶電量q=-1.0×10-9C，A點(diǎn)距虛線MN的距離d1=1.0cm，不計(jì)帶電微粒的重力，忽略相對(duì)論效應(yīng)。求：⑴B點(diǎn)到虛線MN的距離d2；⑵帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t。EE1E2ABd1d2MN動(dòng)量守恒中的功能關(guān)系動(dòng)量守恒定律——系統(tǒng)不受外力作用（合外力為零）時(shí)【海南卷19】模塊3-5試題（2）一質(zhì)量為2m的物體P靜止于光滑水平地面上，其截面如圖所示。圖中ab為粗糙的水平面，長(zhǎng)度為L(zhǎng)；bc為一光滑斜面，斜面和水平面通過(guò)與ab和bc均相切的長(zhǎng)度可忽略的光滑圓弧連接?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m的木塊以大小為v0的水平初速度從a點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)，在斜面上上升的最大高度為h，返回后在到達(dá)a點(diǎn)前與物體P相對(duì)靜止。重力加速度為g。求（i）木塊在ab段受到的摩擦力f；v0cPbav0cPba【重慶卷24】如圖所示，靜置于水平地面的三輛手推車(chē)沿一直線排列，質(zhì)量均為m，人在極短時(shí)間內(nèi)給第一輛車(chē)一水平?jīng)_量使其運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車(chē)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第二輛車(chē)相碰，兩車(chē)以共同速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)與第三車(chē)相碰，三車(chē)以共同速度又運(yùn)動(dòng)了距離L時(shí)停止。車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦阻力恒為車(chē)所受重力的k倍，重力加速度為g，若車(chē)與車(chē)之間僅在碰撞時(shí)發(fā)生相互作用，碰撞時(shí)間很短，忽略空氣阻力，求：⑴整個(gè)過(guò)程中摩擦阻力所做的總功；⑵人給第一輛車(chē)水平?jīng)_量的大??；LLLLLL123地面地面【天津卷10】如圖所示，圓管構(gòu)成的半圓形豎直軌道固定在水平地面上，軌道半徑為R，MN為直徑且與水平面垂直，直徑略小于圓管內(nèi)徑的小球A以某一初速度沖進(jìn)軌道，到達(dá)半圓軌道最高點(diǎn)M時(shí)與靜止于該處的質(zhì)量與A相同的小球B發(fā)生碰撞，碰后兩球粘在一起飛出軌道，落地點(diǎn)距N為2R。重力加速度為g，忽略圓管內(nèi)徑，空氣阻力及各處摩擦均不計(jì)，求：（1）粘合后的兩球從飛出軌道到落地的時(shí)間t；（2）小球A沖進(jìn)軌道時(shí)速度v的大小?！景不站?4】如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過(guò)長(zhǎng)L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)。開(kāi)始輕桿處于水平狀態(tài)?，F(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0=4m/s，g取10m/s2。⑴若鎖定滑塊，試求小球通過(guò)最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力大小和方向。⑵若解除對(duì)滑塊的鎖定，試求小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小。Mmv0OMmv0OPL【廣東卷36】如圖20所示，以A、B和C、D為端點(diǎn)的兩半圓形光滑軌道固定于豎直平面內(nèi)，一滑板靜止在光滑水平地面上，左端緊靠B點(diǎn)，上表面所在平面與兩半圓分別相切于B、