2016屆高三人教版物理總復(fù)習(xí)講義：第5章第4課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律..

1、第 4 課時(shí)功能關(guān)系能量守恒定律 【考綱解讀】1知道功是能量轉(zhuǎn)化的量度，掌握重力的功、彈力的功、合力的功與對(duì)應(yīng)的能量 轉(zhuǎn)化關(guān)系 2 知道自然界中的能量轉(zhuǎn)化，理解能量守恒定律，并能用來(lái)分析有關(guān)問(wèn)題. 題組扣點(diǎn)自我梳理 |基礎(chǔ)卻識(shí)題組 1. 功能關(guān)系的理解用恒力 F 向上拉一物體，使其由地面處開始加速上升到某一高度.若 該過(guò)程空氣阻力不能忽略，則下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A 力 F 做的功和阻力做的功之和等于物體動(dòng)能的增量 B 重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的增量 C.力 F 做的功和阻力做的功之和等于物體機(jī)械能的增量 D 力 F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物體機(jī)械能的增量 答案 C 2.

2、能的轉(zhuǎn)化與守恒定律的理解 如圖 1 所示，美國(guó)空軍 X 37B 無(wú)人航天飛機(jī)于 2010 年 4 月首飛，在 X 37B 由較低軌道飛到較高軌道的過(guò)程中 （ ） A . X 37B 中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 X 37B 的機(jī)械能 B. X 37B 的機(jī)械能要減少 C. 自然界中的總能量要變大 D .如果 X 37B 在較高軌道繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，則在此軌道上其機(jī)械能不變 答案 AD 解析 在 X 37B 由較低軌道飛到較高軌道的過(guò)程中，必須啟動(dòng)助推器，對(duì) X 37B 做 正功，X 37B 的機(jī)械能增大，A 對(duì)，B 錯(cuò).根據(jù)能量守恒定律， C 錯(cuò).X 37B 在確 定軌道上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能和重

3、力勢(shì)能都不會(huì)發(fā)生變化，所以機(jī)械能不變， D 對(duì). 収題帶點(diǎn)深入理解概念規(guī)律 圖 1 3. 能量守恒定律的應(yīng)用如圖 2 所示，ABCD 是一個(gè)盆式容器，盆內(nèi)側(cè)壁與盆底 BC 的連接 處都是一段與 BC 相切的圓弧，B、C 在水平線上，其距離 d = 0.5 m .盆邊緣的高度為 h =0.3 m 在 A 處放一個(gè)質(zhì)量為 m 的小物塊并讓其由靜止下滑已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的， 而盆底 BC 面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 尸 0.1.小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng)，最后停下來(lái)， 則停下的位置到 B 的距離為 A . 0.5 m B . 0.25 m 答案 D 解析由mgmghj hj mgxmgx得x x = 3

4、m3 m，而討 6,即3 3個(gè)來(lái)回后，小物塊恰停在 B 點(diǎn), 選項(xiàng) D 正確. 考點(diǎn)梳理整合 、幾種常見的功能關(guān)系 功 能量的變化 合外力做正功 動(dòng)能增加 重力做正功 重力勢(shì)能減少 彈簧彈力做正功 彈性勢(shì)能減少 電場(chǎng)力做正功 電勢(shì)能減少 其他力（除重力、彈力外）做正功 機(jī)械能增加 二、能量守恒定律 1內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式， 或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變 _ 2 .表達(dá)式：AE減=AF增 課堂探究考點(diǎn)突破 考點(diǎn)一功能關(guān)系的應(yīng)用 【例 1】如圖 3 所示，在升降機(jī)內(nèi)固定一光滑的斜面體，一輕彈簧的一端連在

5、位于斜面體上 方的固定木板 B 上，另一端與質(zhì)量為 m 的物塊 A 相連，彈簧與斜面平行.整個(gè)系統(tǒng)由靜 止開始加速上升高度 h的過(guò)程中 （ ） 圖 2 C. 0.1 m D . 0 先做后聽共同探究規(guī)律方法 A 物塊 A 的重力勢(shì)能增加量一定等于 mgh B 物塊 A 的動(dòng)能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的代數(shù)和 C. 物塊 A 的機(jī)械能增加量等于斜面的支持力和彈簧的拉力對(duì)其做功的代數(shù)和 D. 物塊A和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量等于斜面對(duì)物塊的支持力和 B 對(duì)彈簧的拉 力做功的代數(shù)和 解析 由于斜面光滑，物塊 A 靜止時(shí)彈簧彈力與斜面支持力的合力與重力平衡，當(dāng)整 個(gè)裝置加速上升時(shí)

6、，由牛頓第二定律可知物塊 A 受到的合力應(yīng)向上，故彈簧伸長(zhǎng)量增 力口，物塊 A 相對(duì)斜面下滑一段距離，故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理可知，物塊 A 動(dòng)能 的增加量應(yīng)等于重力、支持力及彈簧彈力對(duì)其做功的代數(shù)和，故選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；物塊 A 機(jī)械能的增加量應(yīng)等于除重力以外的其他力對(duì)其做功的代數(shù)和，選項(xiàng) C 正確；物塊 A 和彈簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能增加量應(yīng)等于除重力和彈簧彈力以外的其他力做功的代數(shù) 和，故選項(xiàng)D 正確. 答案 CD 【突破訓(xùn)練 1 物塊由靜止從粗糙斜面上的某點(diǎn)加速下滑到另一點(diǎn)，此過(guò)程中重力對(duì)物塊做 的功等于 ( ) A. 物塊動(dòng)能的增加量 B 物塊重力勢(shì)能的減少量 C.物塊重力勢(shì)能的減

7、少量和物塊動(dòng)能的增加量以及物塊克服摩擦力做的功之和 D 物塊動(dòng)能的增加量與物塊克服摩擦力做的功之和 答案 BD 考點(diǎn)二摩擦力做功的特點(diǎn)及應(yīng)用 1. 靜摩擦力做功的特點(diǎn) (1) 靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功. (2) 相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零. 靜摩擦力做功時(shí)，只有機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)移，不會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. 2. 滑動(dòng)摩擦力做功的特點(diǎn) (1) 滑動(dòng)摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功. (2) 相互間存在滑動(dòng)摩擦力的系統(tǒng)內(nèi)，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功將產(chǎn)生兩種可能效果： 機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； 有一部分機(jī)械能在相互摩擦的物體間轉(zhuǎn)移，另外一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. (3) 摩擦

8、生熱的計(jì)算：Q = Ffx相對(duì).其中 x相對(duì)為相互摩擦的兩個(gè)物體間的相對(duì)位移. 深化拓展 從功的角度看，一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量； 從能 量的角度看，其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量. 【例 2 如圖 4 所示，質(zhì)量為 m 的長(zhǎng)木塊 A 靜止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放 一質(zhì)量為 m 的滑塊 B，已知木塊長(zhǎng)為 L,它與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩現(xiàn)用水平向右 的恒力 F 拉滑塊 B. 圖 4 (1) 當(dāng)長(zhǎng)木塊 A 的位移為多少時(shí)，B 從 A 的右端滑出？ (2) 求上述過(guò)程中滑塊與木塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能. 審題指導(dǎo) 當(dāng)把滑塊 B 拉離 A 時(shí)，B 的位移為 A

9、 的位移與 A 的長(zhǎng)度之和注意：審題 時(shí)要畫出它們的位移草圖. 解析(1)設(shè) B 從 A 的右端滑出時(shí)，A 的位移為 x, A、B 的速度分別為 vA、VB,由動(dòng)能 定理得 1 2 mg 關(guān) 2mvA 1 2 (F i mg(x+ L) = ?mvB 又因?yàn)?VA= aAt= 1 gt F i mg VB= aBt = m t 解得 x= 1 mgL . F 2 i mg 由功能關(guān)系知，拉力 F 做的功等于 A、B 動(dòng)能的增加量和 A、B 間產(chǎn)生的內(nèi)能，即有 1 2 1 2 F(x+ L) = mvA+ qmvB + Q 解得 Q = i mgL 答案 (1) 1 mgL (2) i mgL

10、F 2 i mg 【突破訓(xùn)練 2】如圖 5 所示，足夠長(zhǎng)的傳送帶以恒定速率順時(shí)針運(yùn)行將一個(gè)物體輕輕放在 傳送帶底端，第一階段物體被加速到與傳送帶具有相同的速度，第二階段與傳送帶相對(duì) 靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到達(dá)傳送帶頂端.下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A 第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體不做功 B 第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加 C.第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量 D 物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量等于全過(guò)程物體與傳送帶間的摩擦生熱 答案 C 解析 第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體仍做正功，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤； 第一階

11、段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的增加量， 選 項(xiàng) B 錯(cuò)誤； 第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機(jī)械能的增加量， 選項(xiàng) C 正確；物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量大于全過(guò)程物體與傳送帶間的 摩擦生熱，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤. 考點(diǎn)三能量守恒定律及應(yīng)用 列能量守恒定律方程的兩條基本思路： (1) 某種形式的能量減少，一定存在其他形式的能量增加，且減少量和增加量一定相等； (2) 某個(gè)物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加且減少量和增加量一定相等. 【例 3 如圖 6 所示，質(zhì)量為 m 的物體在水平傳送帶上由靜止釋放，傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)， 始終保持以速度

12、v 勻速運(yùn)動(dòng)，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 i物體在滑下傳送帶之 前能保持與傳送帶相對(duì)靜止，對(duì)于物體從靜止釋放到與傳送帶相對(duì)靜止這一過(guò)程，下列 說(shuō)法中正確的是 圖 6 1 2 A 電動(dòng)機(jī)多做的功為 2mv 2 B 物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng) 3g 1 2 C.傳送帶克服摩擦力做的功為 2mv2 D .電動(dòng)機(jī)增加的功率為 卩 mv| 解析 物體與傳送帶相對(duì)靜止之前，物體做勻加速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知 x物=，傳 一 一 1 2 送帶做勻速運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式知 x傳=vt，對(duì)物體根據(jù)動(dòng)能定理 卩 mgx=?mv，摩擦 1 2 產(chǎn)生的熱量 Q=卩 mgxi對(duì)=卩 mg傳一 x物),四式聯(lián)立得摩擦產(chǎn)生的熱量

13、 Q = mv ,根據(jù) 能量守恒定律，電動(dòng)機(jī)多做的功一部分轉(zhuǎn)化為物體的動(dòng)能， 一部分轉(zhuǎn)化為熱量， 故電動(dòng) 2 2 V 機(jī)多做的功等于 mv , A 項(xiàng)錯(cuò)誤；物體在傳送帶上的劃痕長(zhǎng)等于 x傳一 x物=x物= 2 2 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；傳送帶克服摩擦力做的功為 卩 mg x傳=2 卩 mgx= mv2, C 項(xiàng)錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)增加的功率也就是電動(dòng)機(jī)克服摩擦力做功的功 率為 mv, D 項(xiàng)正確. 答案 D (1)分清有多少形式的能如動(dòng)能、勢(shì)能(包括重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能 卜內(nèi)能等在變 化； (2)明確哪種形式的能量增加，哪種形式的能量減少，并且列出減少的能量 AE減和增加的 能量AE增的表達(dá)式; 列出能量

14、守恒關(guān)系式： AE減=AE增. 【突破訓(xùn)練 3 如圖 7 所示，傳送帶保持 1 m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).現(xiàn)將一質(zhì)量 m = 0.5 kg 的小物體輕輕地放在傳送帶的 a 點(diǎn)上，物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) 尸 0.1 , a、b 間的 距離 L= 2.5 m , g = 10 m/s.設(shè)物體從 a 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 b 點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間為 t，該過(guò)程中物體方法點(diǎn)撥 應(yīng)用能量守恒定律解題的步驟 和傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為 Q,下列關(guān)于 t 和 Q 的值正確的是 ( ) A . t = .5 s, Q= 1.25 J B. t = J3 s, Q= 0.5 J C. t = 3 s, Q = 0.25 J

15、 D. t = 2.5 s, Q= 0.25 J 答案 C 學(xué)科索養(yǎng)培弄物理模型構(gòu)建 23.傳送帶模型中的動(dòng)力學(xué)和能量轉(zhuǎn)化問(wèn)題 1. 模型概述 傳送帶模型是高中物理中比較成熟的模型， 典型的有水平和傾斜兩種情況.一般設(shè)問(wèn)的 角度有兩個(gè)： (1) 動(dòng)力學(xué)角度：首先要正確分析物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，做好受力情況分析，然后利用運(yùn)動(dòng) 學(xué)公式結(jié)合牛頓第二定律， 求物體及傳送帶在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的位移， 找出物體和傳送帶之 間的位移關(guān)系. (2) 能量角度：求傳送帶對(duì)物體所做的功、物體和傳送帶由于相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生的熱量、 因放上物體而使電動(dòng)機(jī)多消耗的電能等，常依據(jù)功能關(guān)系或能量守恒定律求解. 2. 傳送帶模型問(wèn)題中的功能

16、關(guān)系分析 功能關(guān)系分析： WF= AEk+ AEp+ Q. 對(duì) WF和 Q 的理解： 傳送帶的功：WF= Fx傳； 產(chǎn)生的內(nèi)能 Q = Ffx相對(duì). 傳送帶模型問(wèn)題的分析流程 勻速 離 擦方 呼力向 I = 20 m，傾角 0= 和傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為 Q,下列關(guān)于 t 和 Q 的值正確的是 ( ) 【例 4 如圖 8 所示，是利用電力傳送帶裝運(yùn)麻袋包的示意圖.傳送帶長(zhǎng) 37 麻袋包與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) 尸 0.8,傳送帶的主動(dòng)輪和從動(dòng)輪半徑 R 相等，傳 送帶不打滑，主動(dòng)輪頂端與貨車車箱底板間的高度差為 h= 1.8 m,傳送帶勻速運(yùn)動(dòng)的速 度為 v= 2 m/s.現(xiàn)在傳送帶底端(

17、傳送帶與從動(dòng)輪相切位置)由靜止釋放一只麻袋包(可視 為質(zhì)點(diǎn))，其質(zhì)量為 100 kg ,麻袋包最終與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)， 到達(dá)主動(dòng)輪時(shí)隨輪一 起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)如果麻袋包到達(dá)主動(dòng)輪的最高點(diǎn)時(shí)，恰好水平拋出并落在貨車車箱底板中 心，重力加速度 g = 10 m/s2, sin 37 = 0.6, cos 37 = 0.8，求： 2 麻袋包在主動(dòng)輪的最高點(diǎn)時(shí)，有 mg= mR，解得：R= 0.4 m 打，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t2,有 卩 mgos 0- mgs in 0= ma v= at1 =1 .2 X1 gab l-X1= Vt2 聯(lián)立以上各式解得：t= t1 +12= 12.5 s 圖 8 (1)

18、主動(dòng)輪軸與貨車車箱底板中心的水平距離 x 及主動(dòng)輪的半徑 R; (2) 麻袋包在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t; (3) 該裝運(yùn)系統(tǒng)每傳送一只麻袋包需額外消耗的電能. 審題與關(guān)聯(lián) 運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析與能量轉(zhuǎn)牝井析 麻袋包的至動(dòng)過(guò)軽分為4矗:即加遞、勻速; 岡周運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng). 石加速應(yīng) 段島速度和麗邃度求奇間因速氐 由位務(wù)和遞度老時(shí)間;圓周運(yùn)動(dòng)吐，由向嗆力金 J 扎求半徑;平拋運(yùn)動(dòng)段+由悝拂葩丈求* 巧布小J求解時(shí)間背用挫式尸口鮎=誠(chéng)求水平位務(wù)用平拋 1 解析 (1)設(shè)麻袋包平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 t，有 h = -gt2, x= vt，解得：x= 1.2 m 的電能為 AE,有Ax= vti -xi 1 2 由能

19、量守恒定律得 AE = mglsin 0+ qmv +卩 mgos 0 - A 解得：AE= 15 400 J 答案 （1）1.2 m 0.4 m （2）12.5 s （3）15 400 J 咼考模扌以*提能訓(xùn)練 走近高考檢測(cè)課堂效果提升解題能力 【高考題組】 1.（2013 山東 16）如圖 9 所示，楔形木塊 abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 be 與水平面的夾角相同，頂角 b 處安裝一定滑輪.質(zhì)量分別為 M、m（Mm）的滑塊、通過(guò)不 可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接， 輕繩與斜面平行.兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速 運(yùn)動(dòng).若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

20、 （ ） 圖 9 A 兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒 B .重力對(duì) M 做的功等于 M 動(dòng)能的增加 C.輕繩對(duì) m 做的功等于 m 機(jī)械能的增加 (2)對(duì)麻袋包，設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 (3)設(shè)麻袋包勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)相對(duì)傳送帶的位移為 Ax,每傳送一只麻袋包需額外消耗 D 兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于 M 克服摩擦力做的功 答案 CD 解析 兩滑塊釋放后，M 下滑、m 上滑，摩擦力對(duì) M 做負(fù)功，系統(tǒng)的機(jī)械能減小，減 小的機(jī)械能等于 M 克服摩擦力做的功，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，D 正確除重力對(duì)滑塊 M 做正功 夕卜，還有摩擦力和繩的拉力對(duì)滑塊 M 做負(fù)功，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤.繩的拉力對(duì)滑塊 m 做正功, 滑塊

21、 m 機(jī)械能增加，且增加的機(jī)械能等于拉力做的功，選項(xiàng) C 正確. 2.（2013 江蘇 9）如圖 10 所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連彈 簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于 O 點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）.物塊的質(zhì)量為 m, AB= a，物塊與桌面間 的動(dòng)摩擦因數(shù)為 卩現(xiàn)用水平向右的力將物塊從 O 點(diǎn)拉至 A 點(diǎn)，拉力做的功為 W.撤去拉力 后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng) O 點(diǎn)到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)速度為零.重力加速度為 g.則上述過(guò)程中 （ ） 圖 10 1 A 物塊在 A 點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于 W 2 卩 mga 3 B. 物塊在 B 點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于 W 2 卩mga C. 經(jīng) 0

22、點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于 W卩 mga D .物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在 B 點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能 答案 BC 解析 如圖，在 A 點(diǎn)彈簧的拉力大于摩擦力，即 FA卩 mg,在 B 點(diǎn)彈 簧的彈力小于等于摩擦力，即 FBW fB,則有 FB J mg 因此 0 點(diǎn)距 離 B 點(diǎn)較近，即 XOBXOA，從 O 點(diǎn)到 A 點(diǎn)由動(dòng)能定理得： WmgoA 1 W彈=0, W彈=EpA 則有 EpA = W i mgxa，貝U EpB W i mga B 正確.從 O 到 A 1 再到 O 過(guò)程：W 2 1 mgoA = Eko，則 EkoW 2 i mga = W i mga C 正確.物塊動(dòng)

23、最大時(shí)彈簧彈力與滑動(dòng)摩擦力相等，即 F = i mg 而 FB i mg 因此彈簧在動(dòng)能最大位 置形變量不小于 B 點(diǎn)的彈簧形變量，對(duì)應(yīng)的彈簧彈性勢(shì)能不小于 B 點(diǎn)的彈簧彈性勢(shì)能， 則 D 錯(cuò). 【模擬題組】 3. 如圖 11 所示，小球從 A 點(diǎn)以初速度 vo沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn) B 后返回 A, C A.小球從 A 出發(fā)到返回 A 的過(guò)程中，位移為零，外力做功為零 B .小球從 A 到 C 過(guò)程與從 C 到 B過(guò)程，減少的動(dòng)能相等 C.小球從 A 到 C 過(guò)程與從 C 到 B 過(guò)程，損失的機(jī)械能相等 D .小球從 A 到 C 過(guò)程與從 C 到 B 過(guò)程，速度的變化量相等 答案 B

24、C 為 AB 的中點(diǎn). 4. 假設(shè)某次罰點(diǎn)球直接射門時(shí)，球恰好從橫梁下邊緣踢進(jìn)，此時(shí)的速度為 地面的高度為 h,足球質(zhì)量為 m,運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功為 W1,足球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服空氣V.橫梁下邊緣離 阻力做的功為 W2,選地面為零勢(shì)能面，下列說(shuō)法正確的是 1 2 A .運(yùn)動(dòng)員對(duì)足球做的功為 Wi = mgh + qmv B .足球機(jī)械能的變化量為 Wi- W 1 2 C.足球克服空氣阻力做的功為 W2 = mgh + qmv -Wi 一 1 2 D .運(yùn)動(dòng)員剛踢完球的瞬間，足球的動(dòng)能為 mgh+ 2mv 答案 B 解析 對(duì)運(yùn)動(dòng)員踢球到球恰好從橫梁下邊緣踢進(jìn)這一過(guò)程，由動(dòng)能定理： Wi-mgh 1

25、2 i 2 W2= qmv2，即 Wi= mgh+ mv2 + W2, A 錯(cuò)；足球機(jī)械能的變化量等于重力以外的其 1 2 1 他力做的功，即 AE= Wi W2, B 對(duì)；由 Wi mgh W? = mv2，可得 W?= Wi mgh? mv2, C 錯(cuò)；設(shè)剛踢完球瞬間足球的動(dòng)能為 Ek,由動(dòng)能定理知：一 mgh W2= gmv2 Ek, Ek = 2mv2+ mgh+ W2, D 錯(cuò). 5. 工廠流水線上采用彈射裝置把物品轉(zhuǎn)運(yùn)，現(xiàn)簡(jiǎn)化其模型分析：如圖 12 所示，質(zhì)量為 m 的滑塊，放在光滑的水平平臺(tái)上，平臺(tái)右端 B 與水平傳送帶相接，傳送帶的運(yùn)行速度為 v。，長(zhǎng)為 L;現(xiàn)將滑塊向左壓縮固

26、定在平臺(tái)上的輕彈簧，到達(dá)某處時(shí) 度內(nèi))由靜止釋放，若滑塊離開彈簧時(shí)的速度小于傳送帶的速度, C 時(shí)，恰好與傳送帶速度相同，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 e求: (1) 釋放滑塊時(shí)，彈簧具有的彈性勢(shì)能； (2) 滑塊在傳送帶上滑行的整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量. 1 2 2 r 2 答案 (1)2mvo e mgL (2)mv。一 mvo . vo 2 卩 g e mgL 解析(1)由題意知滑塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)滑塊離開彈簧時(shí)的速度為 v, 由動(dòng)能定理可得： ,1 2 1 2 e mglL mvo mv 對(duì)彈簧和滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得 1 2 Ep= 2mv 聯(lián)立解得： 1 2

27、Ep= ?mvo e mgL (仍處于彈簧彈性限 當(dāng)滑塊滑到傳送帶右端 (2)對(duì)滑塊在傳送帶上的運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得 (jmg= ma 2 2 V2 v = 2aL vo= v + at vo 聯(lián)立解得 t = x 相對(duì)=vot L mgL 練出高分 (限時(shí)：45 分鐘) ?題組1 功能關(guān)系的理解 1 所示的 A 位置，現(xiàn)用水平外力 F 將小球緩慢拉到 B 位置, 此時(shí)彈簧與豎直方向的夾角為 法正確的是 ( ) A系統(tǒng)的彈性勢(shì)能增加 B系統(tǒng)的彈性勢(shì)能減少 C.系統(tǒng)的機(jī)械能不變 D 系統(tǒng)的機(jī)械能增加 答案 AD 1.輕質(zhì)彈簧吊著小球靜止在如圖 0,在這一過(guò)程中，對(duì)于小球和彈簧組成

28、的系統(tǒng)，下列說(shuō) 2如圖 2 所示，汽車在拱形橋上由 A 勻速率運(yùn)動(dòng)到 B,以下說(shuō)法正確的是 所以 Q = Ff x 相對(duì)=mv2 mvo 2 口 圖 1 A牽引力與克服摩擦力做的功相等圖 2 B .合外力對(duì)汽車不做功 C.牽引力和重力做的總功大于克服摩擦力做的功 D .汽車在上拱形橋的過(guò)程中克服重力做的功轉(zhuǎn)化為汽車的重力勢(shì)能 答案 BD 解析 汽車由 A 勻速率運(yùn)動(dòng)到 B，合外力始終指向圓心，合外力做功為零，即 W牽+ WG Wf= 0,即牽引力與重力做的總功等于克服摩擦力做的功， A、C 錯(cuò)誤，B 正確； 汽車在上拱形橋的過(guò)程中，克服重力做的功轉(zhuǎn)化為汽車的重力勢(shì)能， D 正確. 3如圖 3

29、所示，長(zhǎng)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(guò)程中，下述 說(shuō)法中正確的是 （ ） % B I A 圖 3 A 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 答案 CD 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

30、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. 4.一顆子彈以某一水平速度擊中了靜止在光滑水平面上的木塊，并剛好從中穿出對(duì)于這 一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A 子彈減少的機(jī)械能

31、等于木塊增加的機(jī)械能 B 子彈和木塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的損失量等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量 C 子彈減少的機(jī)械能等于木塊增加的動(dòng)能與木塊增加的內(nèi)能之和 D 子彈減少的動(dòng)能等于木塊增加的動(dòng)能與子彈和木塊增加的內(nèi)能之和 答案 BD 解析子彈射穿木塊的過(guò)程中，由于相互間摩擦力的作用使得子彈的動(dòng)能減少， 木塊獲 得動(dòng)能，同時(shí)產(chǎn)生熱量，且系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量在數(shù)值上等于系統(tǒng)機(jī)械能的損失量. A 選項(xiàng) 沒有考慮系統(tǒng)增加的內(nèi)能， C 選項(xiàng)中應(yīng)考慮的是系統(tǒng)（子彈和木塊）內(nèi)能的增加，A、C 錯(cuò)，B、D 對(duì). ?題組 2 功能關(guān)系的應(yīng)用 5如圖 4 所示，電梯的質(zhì)量為 M，其天花板上通過(guò)一輕質(zhì)彈簧懸掛一質(zhì)量為 m 的物體電 梯在鋼

32、索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力的影響，當(dāng)上升高 度為 H 時(shí)，電梯的速度達(dá)到 v,則在這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是 （ ） 圖 4 1 2 A 輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功等于 2mv2 1 2 B .鋼索的拉力所做的功等于 ？mv + MgH 1 2 C.輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功大于 2mv 1 2 D .鋼索的拉力所做的功等于 2 仲+ M）v + （m+ M）gH 答案 C 6. 如圖 5 所示，小球從 A 點(diǎn)以初速度 Vo沿粗糙斜面向上運(yùn)動(dòng)， 到達(dá)最高點(diǎn) B 后返回 A, C 為 AB 的中點(diǎn).下列說(shuō)法中正確的是 （ ） 圖 5 A.小球從 A 出發(fā)到返

33、回 A 的過(guò)程中，位移為零，外力做功為零 B .小球從 A 到 C 與從 C 到 B 的過(guò)程，減少的動(dòng)能相等 C.小球從 A 到 C 與從 C 到 B 的過(guò)程，速度的變化相等 D .小球從 A 到 C 與從 C 到 B 的過(guò)程，損失的機(jī)械能相等 答案 BD 解析 小球從 A 點(diǎn)出發(fā)到返回 A 點(diǎn)的過(guò)程中，位移為零，重力做功為零，但摩擦力始 終做負(fù)功，A 錯(cuò)誤.小球從 A 到 C 與從 C 到 B 始終做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，合外力恒定， 因?yàn)?C 為 AB 的中點(diǎn)，所以小球克服合外力做功相等，減少的動(dòng)能相等，小球克服摩擦 力做功也相等，損失的機(jī)械能相等， B、D 正確小球由 A 到 C 的時(shí)間小于從

34、 C 到 B 的時(shí)間，由Av = a At 知，速度的變化不相等，C 錯(cuò)誤. 7. 如圖 6 所示，質(zhì)量為 M、長(zhǎng)度為 I的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為 m 的小物塊放在 小車的最左端現(xiàn)用一水平恒力 F 作用在小物塊上，使它從靜止開始運(yùn)動(dòng)，物塊和小車 之間摩擦力的大小為 Ff，當(dāng)小車運(yùn)動(dòng)的位移為 x時(shí)，物塊剛好滑到小車的最右端若小 物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，則 ( ) n_F A .物塊受到的摩擦力對(duì)物塊做的功與小車受到的摩擦力對(duì)小車做功的代數(shù)和為零 B .整個(gè)過(guò)程物塊和小車間摩擦產(chǎn)生的熱量為 Ffl C.小車的末動(dòng)能為 FfX D .整個(gè)過(guò)程物塊和小車增加的機(jī)械能為 F(x+ I) 答案 BC 解析

35、 物塊與小車之間的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力， 這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功， 做功之和應(yīng)小 于零，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；由功能關(guān)系知，系統(tǒng)機(jī)械能的增加量為 F(l + x) Ffl, B 項(xiàng)正確， 1 2 D 項(xiàng)錯(cuò)誤.對(duì)小車應(yīng)用動(dòng)能定理知 Ffx = 2Mv , C 項(xiàng)正確. &如圖 7 所示，質(zhì)量為 m 的可看成質(zhì)點(diǎn)的物塊置于粗糙水平面上的 M 點(diǎn)，水平面的右端 與固定的斜面平滑連接，物塊與水平面及斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)處處相同物塊與彈簧 未連接，開始時(shí)物塊擠壓彈簧使彈簧處于壓縮狀態(tài).現(xiàn)從 M 點(diǎn)由靜止釋放物塊，物塊運(yùn) 動(dòng)到 N 點(diǎn)時(shí)恰好靜止.彈簧原長(zhǎng)小于 MM 若物塊從 M 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 N 點(diǎn)的過(guò)程中，物

36、塊 與接觸面之間由于摩擦所產(chǎn)生的熱量為 Q,物塊、彈簧與地球組成系統(tǒng)的機(jī)械能為 E, 物塊通過(guò)的路程為 s.不計(jì)轉(zhuǎn)折處的能量損失，下列圖象所描述的關(guān)系中可能正確的是 答案 C 解析 物塊在粗糙水平面上滑動(dòng)時(shí)， Q =卩 -s 圖象是一條經(jīng)過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線， E s 圖象是一條與縱軸相交、 斜率為負(fù)值的傾斜 直線，斜率的大小 k=卩 mg 當(dāng)滑上斜面后， Q=卩 mgs+卩 mgos 9(s s)=卩 mgs(1 cos 0)+ mgos 0s, E= Eo卩 mgs(1 cos 卩 mgos Os,可見，當(dāng) s 較大或者滑上斜 面時(shí)，Q s圖象仍是一條傾斜直線，但斜率變小， E s 圖象也是一條傾斜直線，斜率 的大小變?yōu)?k=卩 mgos 0;綜上分析，只有選項(xiàng) C 正確. ?題組 3 能量守恒定律的綜合應(yīng)用 9如圖 8 所示，光滑半圓弧軌道半徑為 R，OA 為水平半徑，BC 為豎直直徑一質(zhì)量為 m 的 小物塊自A 處以某一豎直向下的初速度滑下， 進(jìn)入與 C 點(diǎn)相切的粗糙水平滑道 CM 上.在 水平滑道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于滑道的末端 C 點(diǎn)(此時(shí)彈 簧處于自然狀態(tài))若物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧最大彈性勢(shì)能為 Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能 通過(guò) B 點(diǎn).已知物塊與水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 仏重力加速度為 g，求： 圖 8