高中物理功能關系知識點與習題總結

1、WORD格式高中物理功能關系專題定位本專題主要用功能的觀點解決物體的運動和帶電體、帶電粒子、導體棒在電場或磁場中的運動問題考察的重點有以下幾方面：重力、摩擦力、靜電力和洛倫茲力的做功特點和求解；與功、功率相關的分析與計算；幾個重要的功能關系的應用；動能定理的綜合應用；綜合應用機械能守恒定律和能量守恒定律分析問題本專題是高考的重點和熱點，命題情景新，聯(lián)系實際密切，綜合性強，側重在計算題中命題，是高考的壓軸題專業(yè)資料整理WORD格式1專業(yè)資料整理WORD格式應考策略深刻理解功能關系，抓住兩種命題情景搞突破： 一是綜合應用動能定理、機械能守恒定律和能量守恒定律，結合動力學方法解決多運動過程問題； 二

2、是運用動能定理和能量守恒定律解決電場、磁場內(nèi)帶電粒子運動或電磁感應問題專業(yè)資料整理WORD格式2專業(yè)資料整理WORD格式1常見的幾種力做功的特點(1)重力、彈簧彈力、靜電力做功與路徑無關(2)摩擦力做功的特點單個摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)可以做正功，也可以做負功，還可以不做功相互作用的一對靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零，在靜摩擦力做功的過程中，只有機械能的轉移， 沒有機械能轉化為其他形式的能；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和不為零， 且總為負值 在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦物體間機械能的轉移， 還有局部機械能轉化為內(nèi)能轉化為內(nèi)能的量等于系統(tǒng)機械能的減少量，等于滑動摩擦

3、力與相對位移的乘積摩擦生熱是指滑動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱2幾個重要的功能關系專業(yè)資料整理WORD格式3專業(yè)資料整理WORD格式(1)重力的功等于重力勢能的變化，即W E.Gp(2)彈力的功等于彈性勢能的變化，即W E.彈p(3)合力的功等于動能的變化，即W Ek.(4)重力 (或彈簧彈力 )之外的其他力的功等于機械能的變化，即W 其他 E.(5)一對滑動摩擦力做的功等于系統(tǒng)中內(nèi)能的變化，即Q F f·l相對1動能定理的應用(1)動能定理的適用情況：解決單個物體 ( 或可看成單個物體的物體系統(tǒng))受力與位移、 速率關系的問題動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，

4、也適用于變力做功，力可以是各種性質(zhì)的力，既可以同時作用，也可以分段作用(2)應用動能定理解題的根本思路選取研究對象，明確它的運動過程分析研究對象的受力情況和各力做功情況，然后求各個外力做功的代數(shù)和明確物體在運動過程始、末狀態(tài)的動能Ek1和 Ek2.列出動能定理的方程W 合 Ek2Ek1，及其他必要的解題方程，進展求解2機械能守恒定律的應用(1)機械能是否守恒的判斷用做功來判斷，看重力(或彈簧彈力 ) 以外的其他力做功的代數(shù)和是否為零用能量轉化來判斷，看是否有機械能轉化為其他形式的能對一些“繩子突然繃緊、“物體間碰撞等問題，機械能一般不守恒，除非題目中有特別說明及暗示(2)應用機械能守恒定律解題

5、的根本思路選取研究對象 物體系統(tǒng)根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進展受力、做功分析，判斷機械能是否守恒專業(yè)資料整理WORD格式4專業(yè)資料整理WORD格式恰當?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在運動過程的始、末狀態(tài)時的機械能根據(jù)機械能守恒定律列方程，進展求解題型 1力學中的幾個重要功能關系的應用例專業(yè)資料整理WORD格式5專業(yè)資料整理WORD格式1如圖 1 所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P 拴接，另一端與物體A 相連，物體A 靜止于光滑水平桌面上，右端接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B 相連開場時用手托住B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至 B 獲得最大速度以下有關該過程的分析正確的選項是

6、()A B 物體的機械能一直減小BB 物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和CB 物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量D細線拉力對A 物體做的功等于A 物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能的增加量以題說法專業(yè)資料整理WORD格式6專業(yè)資料整理WORD格式1.此題要注意幾個功能關系：重力做的功等于重力勢能的變化量； 彈簧彈力做的功等于彈性勢能的變化量； 重力以外的其他力做的功等于機械能的變化量；合力做的功等于動能的變化量2此題在應用動能定理時，應特別注意研究過程的選取并且要弄清楚每個過程各力做功的情況如圖 2 所示，楔形木塊abc 固定在水平面上，粗糙斜面 ab 和光滑斜面 bc 與水

7、平面的夾角一樣，頂角 b 處安裝一定滑輪質(zhì)量分別為 M 、m(M>m) 的滑塊，通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運動假設不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運動的過程中()A 兩滑塊組成的系統(tǒng)機械能守恒B重力對M 做的功等于M 動能的增加C輕繩對m 做的功等于m 機械能的增加D兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于 M 抑制摩擦力做的功題型 2 動力學方法和動能定理的綜合應用專業(yè)資料整理WORD格式7專業(yè)資料整理WORD格式例2(15 分 )如圖 3 所示，上外表光滑、 長度為 3 m、質(zhì)量 M 10 kg 的木板，在F 50 N 的水平拉力作用

8、下，以v0 5 m/s 的速度沿水平地面向右勻速運動現(xiàn)將一個質(zhì)量為m 3 kg 的小鐵塊 (可視為質(zhì)點 )無初速度地放在木板最右端，當木板運動了L 1 m 時，又將第二個同樣的小鐵塊無初速地放在木板最右端，以后木板每運動1 m 就在其最右端無初速度地放上一個同樣的小鐵塊(g取 10 m/s2)求：(1) 木板與地面間的動摩擦因數(shù)；(2) 剛放第三個小鐵塊時木板的速度；(3) 從放第三個小鐵塊開場到木板停頓的過程，木板運動的距離專業(yè)資料整理WORD格式8專業(yè)資料整理WORD格式以題說法1.在應用動能定理解題時首先要弄清物體的受力情況和做功情況此題特別要注意每放一個小鐵塊都會使滑動摩擦力增加 mg

9、.2應用動能定理列式時要注意運動過程的選取，可以全過程列式，也可以分過程列式專業(yè)資料整理WORD格式9專業(yè)資料整理WORD格式如圖4 所示，傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R 0.4 m 的光滑半圓軌道BC 平滑相連， O 點為軌道圓心，BC 為圓軌道直徑且處于豎直方向， A 、C 兩點等高質(zhì)量 m 1 kg 的滑塊從 A 點由靜止開場下滑，恰能滑到與 O 點等高的 D 點， g 取 10 m/s2， sin 37 °0.6，cos 37 ° 0.8.(1) 求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)；(2)假設使滑塊能到達 C 點，求滑塊從A 點沿斜面滑下時的初速度v0的最

10、小值；(3)假設滑塊離開 C 點的速度大小為4 m/s，求滑塊從 C 點飛出至落到斜面上所經(jīng)歷的時間t.題型 3動力學方法和機械能守恒定律的應用例專業(yè)資料整理WORD格式10專業(yè)資料整理WORD格式3(14 分 )如圖 5，質(zhì)量為 M 2 kg 的頂部有豎直壁的容器A ，置于傾角為 30°的固定光滑斜面上，底部與斜面嚙合，容器頂面恰好處于水平狀態(tài)，容器內(nèi)有質(zhì)量為m 1 kg 的光滑小球B 與右壁接觸 讓 A、B 系統(tǒng)從斜面上端由靜止開場下滑L 后剛好到達斜面底端，L 2 m，取重力加速度g 10 m/s2.求：(1) 小球到達斜面底端的速度大?。?2)下滑過程中，A 的水平頂面對B

11、的支持力大小；(3)下滑過程中，A 對 B 所做的功以題說法專業(yè)資料整理WORD格式11專業(yè)資料整理WORD格式假設判斷多個物體組成的系統(tǒng)機械能是否守恒， 最簡單有效的方法是看能量是否向機械能之外的其他能量轉化比方，此題中各個接觸面都是光滑的，不會產(chǎn)生內(nèi)能，也沒有其他能量參與轉移或轉化，所以A 、B組成的系統(tǒng)機械能守恒如下列圖， 輪半徑 r 10 cm 的傳送帶， 水平局部 AB 的長度 L 1.5 m，與一圓心在O 點、半徑 R1 m 的豎直光滑圓軌道的末端相切于 A 點， AB 高出水平地面H 1.25 m，一質(zhì)量m0.1 kg 的小滑塊 (可視為質(zhì)點 )，由圓軌道上的P 點從靜止釋放，O

12、P 與豎直線的夾角37°.sin 37° 0.6，cos 37° 0.8， g 10 m/s2，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)0.1，不計空氣阻力(1)求滑塊對圓軌道末端的壓力；(2)假設傳送帶一直保持靜止，求滑塊的落地點與B 間的水平距離；(3)假設傳送帶以v0 0.5 m/s 的速度沿逆時針方向運行(傳送帶上局部由B 到 A 運動 )，求滑塊在傳送帶上滑行過程中產(chǎn)生的內(nèi)能專業(yè)資料整理WORD格式12專業(yè)資料整理WORD格式6綜合應用動力學和能量觀點分析多過程問題汽車發(fā)動機的功率為60 kW ，汽車的質(zhì)量為4 t，當它行駛在坡度為0.02 (sin 0.02)的長直

13、公路上時，如下列圖，所受摩擦阻力為車重的0.1 倍 (g 10 m/s2)，求：(1)汽車所能到達的最大速度vm；(2)假設汽車從靜止開場以0.6 m/s2的加速度做勻加速直線運動，那么此過程能維持多長時間？(3)當汽車勻加速行駛的速度到達最大值時，汽車做功多少？專業(yè)資料整理WORD格式13專業(yè)資料整理WORD格式如圖 8 所示，將一質(zhì)量m 0.1 kg 的小球自水平平臺頂端 O 點水平拋出，小球恰好無碰撞地落到平臺右側一傾角為53°的光滑斜面頂端 A 并沿斜面下滑，斜面底端B 與光滑水平軌道平滑連接，小球以不變的速率過 B 點后進入 BC 局部，再進入豎直圓軌道內(nèi)側運動 斜面頂端與

14、平臺的高度差h 3.2 m，斜面高 H 15 m，豎直圓軌道半徑R 5 m取 sin 53 °0.8， cos 53 °0.6，g 10 m/s2，試求：(1)小球水平拋出的初速度v0及斜面頂端與平臺邊緣的水平距離x；(2)小球從平臺頂端 O 點拋出至落到斜面底端B 點所用的時間；(3)假設豎直圓軌道光滑，小球運動到圓軌道最高點D 時對軌道的壓力專題突破一、單項選擇題1質(zhì)量為 m 的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r 時，引力勢能可表示為pGMm，其中 GE r為引力常量， M 為地球質(zhì)量， 該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一

15、段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)镽2，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為()A GMm1 1B GMm1 1RR1RR221C.GMm11D.GMm112RR12RR2212如圖 1 所示，質(zhì)量為 m 的物體 (可視為質(zhì)點 )以某一初速度從A 點沖上傾角為 30°的固定專業(yè)資料整理WORD格式14專業(yè)資料整理WORD格式3斜面，其運動的加速度大小為4g，沿斜面上升的最大高度為h，那么物體沿斜面上升的過程中()3A 物體的重力勢能增加了4mghB物體的重力勢能增加了mgh1C物體的機械能損失了4mghD物體的動能減少了mgh3用電梯將貨物從六樓送到一樓的過程中，貨物的v t 圖象如圖2 所示以下

16、說法正確的是()A 前 2 s 內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)B最后 1 s 內(nèi)貨物只受重力作用C貨物在10 s 內(nèi)的平均速度是1.7 m/sD貨物在2 s 9 s 內(nèi)機械能守恒4質(zhì)量為 m 的汽車在平直的路面上啟動，啟動過程的速度 時間圖象如圖3 所示，其中OA 段為直線， AB 段為曲線， B 點后為平行于橫軸的直線從 t1 時刻開場汽車的功率保持不變，整個運動過程中汽車所受阻力的大小恒為F f，以下說法正確的選項是()v1A 0 t1時間內(nèi)，汽車牽引力的數(shù)值為mt1v1Bt 1 t2時間內(nèi)，汽車的功率等于(mt1Ff )v2v1 v2Ct 1 t2時間內(nèi)，汽車的平均速率小于2D汽車運動的最大速率v2

17、 (mv1 1)v1f 1F t二、多項選擇題5如下列圖，絕緣彈簧的下端固定在斜面底端，彈簧與斜面平行， 帶電小球 Q(可視為質(zhì)點 )固定在光滑絕緣斜面上的M 點，且在通過彈簧中心的直線ab 上現(xiàn)把與 Q 大小一樣，帶電性也一樣的小球P，從直線 ab 上的 N 點由靜止釋放，在小球 P 與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^程中 ()A 小球 P 的速度先增大后減小B小球 P 和彈簧的機械能守恒，且 P 速度最大時所受彈力與庫侖力的合力最大C小球 P 的動能、重力勢能、電勢能與彈簧的彈性勢能的總和不變D系統(tǒng)的機械能守恒6一物體靜止在水平地面上，在豎直向上的拉力F 的作用下開場向上運動，如圖5 甲所示在物體

18、運動過程中，空氣阻力不計，其機械能E 與位移 x 的關系圖象如圖乙所示，其中曲線上點A 處的切線的斜率最大那么()專業(yè)資料整理WORD格式15專業(yè)資料整理WORD格式A 在 x1處物體所受拉力最大B在 x2處物體的速度最大C在 x1 x3過程中，物體的動能先增大后減小D在 0 x2過程中，物體的加速度先增大后減小7被譽為“豪小子的紐約尼克斯隊17 號華裔球員林書豪在美國職業(yè)籃球(NBA) 賽場上大放榮耀 現(xiàn)假設林書豪準備投二分球前先屈腿下蹲再豎直向上躍起，林書豪的質(zhì)量為 m，雙腳離開地面時的速度為v，從開場下蹲至躍起過程中重心上升的高度為h，那么以下說法正確的選項是()A 從地面躍起過程中，地

19、面支持力對他所做的功為0B從地面躍起過程中，地面支持力對他所做的功為1mv2mgh2C離開地面后，他在上升過程和下落過程中都處于失重狀態(tài)D從下蹲到離開地面上升過程中，他的機械能守恒三、非選擇題8水上滑梯可簡化成如圖6 所示的模型，光滑斜槽AB 和粗糙水平槽BC 平滑連接，斜槽AB 的豎直高度 H 6.0 m ，傾角 37°，水平槽 BC 長 d2.5 m ， BC 面與水面的距離h 0.80 m，人與 BC 間的動摩擦因數(shù)為 0.40.一游戲者從滑梯頂端 A 點無初速度地自由滑下，求： (取重力加速度 g10 m/s2， cos 37 ° 0.8， sin 37 °

20、;0.6)(1)游戲者沿斜槽AB 下滑時加速度的大??；(2)游戲者滑到C 點時速度的大小；(3)在從 C 點滑出至落到水面的過程中，游戲者在水平方向上的位移的大小9.如下列圖， 傾角為的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為m 的小球 A 和 B，兩球之間用一根長為 L 的輕桿相連，下面的小球 B 離斜面底端的高度為 h.兩球從靜止開場下滑，不計球與地面碰撞時的機械能損失，且地面光滑，求：(1)兩球都進入光滑水平面時兩小球運動的速度大小；(2)此過程中桿對B 球所做的功10如圖 7 所示，質(zhì)量為m 1 kg 的小物塊輕輕地放在水平勻速運動的傳送帶上的P 點，專業(yè)資料整理WORD格式16專業(yè)資料整理WORD格式隨傳送帶運動到A 點后水平拋出，小物塊恰好無碰撞地沿圓弧切線從B 點進入豎直光滑的圓弧軌道B 、C 為圓弧軌道的兩端點，其連線水平，圓弧軌道的半徑R 1.0m，圓弧軌道對應的圓心角 106 °，軌道最低點為O