最新-2018届高三二轮物理专题限时规范训练4功能关系的应用精品

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高考总复习课程--2018年高考物理第二轮复习江苏版课后

运动的相关性题一：如图所示，一直立的轻杆长为L，在其下、上端各紧套一个质量分别为m和2m的圆环状弹性物块A、B。

A、B与轻杆间的最大静摩擦力分别是F f1＝mg、F f2＝2mg，且滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等。

杆下方存在这样一个区域：当物块A进入该区域时受到一个竖直向上的恒力F作用，而B在该区域运动时不受作用，PQ、MN是该区域上、下水平边界，高度差为h（L＞2h）。

现让杆的下端从距离上边界PQ高h处由静止释放，重力加速度为g。

（1）为使A、B间无相对运动，求F应满足的条件。

（2）若F＝3mg，求物块A到达下边界MN时A、B间的距离。

题二：某电视台在娱乐节目中曾推出一个游戏节目——推矿泉水瓶。

选手们从起点开始用力推瓶子一段时间后，放手让它向前滑动，若瓶子最后停在桌上有效区域内（不能压线）视为成功；若瓶子最后没有停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下均视为失败。

其简化模型如图所示，AC是长度L1＝5.5 m的水平桌面，选手们将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推它，BC为有效区域。

已知BC长度L2＝1.1 m，瓶子质量m＝0.5 kg，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，g＝10 m/s2 。

某选手作用在瓶子上的水平推力F＝11 N，瓶子沿AC 做直线运动，假设瓶子可视为质点，该选手要想游戏获得成功，试求在手推瓶子过程中，瓶子的位移取值范围。

（取5＝2.2）题三：水平地面上停放一长度为L＝2 m的小车，已知该车在某外力的作用下一直沿水平方向向右做匀速直线运动，速度为v0＝4 m/s。

在小车运动的过程中，将一质量为m＝1 kg的可视为质点的小铁块无初速地放到小车上表面上距离小车右端1 m处，已知小铁块与小车上表面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g＝10 m/s2。

则：（1）整个运动过程中，小铁块会不会从小车的上表面掉下来？（2）如果在小铁块放上小车的同时，给小铁块施加一水平向右的恒力F，为使小铁块不会从小车上表面的最左端掉下来，恒力F的取值范围是多少？题四：在高速公路上经常可以看到大货车拉着钢板而后车厢是敞开的，这种情况下如果钢板从车厢上滑落，将对后面的车辆造成致命的危险。

高考物理二轮复习_专题四__功能关系的应用课件_

解析：根据等量同种电荷形成的电场的特点、力与运动的关系、功能关系解决问题．
等量同种电荷的电场线如图所示，负试探电荷q在A 点由静止释放，在电场力的作用下从 A向O做变加速直线运动，且电场力做正功，电势能减小，选项A错误，选项B正确；负试探电荷q通过O点后在电场力的作用下向下做变减速运动，因此q运动到O点时的速度最大，动能最大，选项C正确；因无限远处的电势为零，则O点的电势φ≠0，所以q在O点的电势能不为零，选项D错误．答案： BC
2．如图所示，一根质量为m的金属棒MN水平放置在两根竖直的光滑平行金属导轨上，并始终与导轨保持良好接触，导轨间距为L，导轨下端接一阻值为R的电阻，其余电阻不计．在空间内有垂直于导轨平面的磁场，磁感应强度大小只随竖直方向位移y变化，变化规律B＝ky，k为大于零的常量．
质量M＝4m的物体静止在倾角θ＝30°的光滑斜面上，并通过轻质光滑定滑轮和绝缘细绳与金属棒相连接．当金属棒沿y轴方向从y ＝0位置由静止开始向上运动h时，加速度恰好为0.不计空气阻力，斜面和磁场区域足够大，重力加速度为g.求： (1)金属棒上升h时的速度； (2)金属棒上升h的过程中，电阻R上产生的热量．
解析
(1)由闭合电路欧姆定律得感应电流的最大值为
Blv0 1×0.6×10 Em Im＝＝＝ A＝1.5 A R＋R0 R＋R0 3＋1
2 故最大输出功率为 Pm＝I2 R ＝ 1.5 ×3 W＝6.75 W. m (2)导体棒向上滑行过程中，安培力做负功，由动能定理 1 2 得－W 安－mgs(sin θ＋μcos θ)＝0－ mv0 2 代入数据得 W 安＝3.28 J.
答案：
mgR (1) 2 2 2 khL

2018版高考物理二轮复习计算规范练4 含解析精品

计算规范练(四)(时间：20分钟分值：32分)24．(12分)(2018·衡水中学二模)如图1所示为一皮带传送装置，其中AB 段水平，长度L AB＝4 m ，BC 段倾斜，长度足够长，倾角为θ＝37°，AB 和BC 在B 点通过一段极短的圆弧连接(图中未画出圆弧)，传送带以v ＝4 m/s 的恒定速率顺时针运转．现将一质量m ＝1 kg 的工件(可看作质点)无初速度地放在A 点，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g 取10 m/s 2，求：图1(1)工件从A 点开始至第一次到达B 点所用的时间t ；(2)工件从第一次到达B 点至第二次到达B 点的过程中，工件与传送带间因摩擦而产生的热量Q .【解析】 (1)由牛顿第二定律可得μmg ＝ma 1 ① 经t 1时间与传送带共速，则t 1＝v a 1＝0.8 s ② 运动位移为x 1＝12a 1t 21＝1.6 m③此后工件与传送带一起匀速运动到B 点，用时t 2＝L AB －x 1v＝0.6 s ④ 工件第一次到达B 点所用时间t ＝t 1＋t 2＝1.4 s ． ⑤ (2)工件上升过程中受到的摩擦力f ＝μmg cos θ ⑥ 由牛顿第二定律可得加速度a 2＝mg sin θ－f m＝2 m/s 2⑦ 由运动学公式可得t 3＝v a 2＝2 s ⑧下降过程加速度不变a 3＝a 2＝2 m/s 2⑨ 由运动学公式可得t 4＝v a 3＝2 s⑩ 工件与传送带的相对位移Δx ＝v (t 4＋t 3)＝16 m ⑪ 因摩擦而产生的热量Q ＝f Δx ＝64 J ． ⑫(每式1分)【答案】 (1)1.4 s (2)64 J25．(20分)如图2甲所示，两根完全相同的光滑平行导轨固定，每根导轨均由两段与水平方向成θ＝30°的长直导轨和一段圆弧导轨平滑连接而成，导轨两端均连接电阻，阻值R 1＝R 2＝2 Ω，导轨间距L ＝0.6 m ．在右侧导轨所在斜面的矩形区域M 1M 2P 2P 1内分布有垂直斜面向上的磁场，磁场上下边界M 1P 1、M 2P 2的距离d ＝0.2 m ，磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示．t ＝0时刻，在右侧导轨斜面上与M 1P 1距离s ＝0.1 m 处，有一根阻值r ＝2 Ω的金属棒ab 垂直于导轨由静止释放，金属棒第一次经过磁场过程恰好匀速通过，最终金属棒在导轨上做往复运动．取重力加速度g ＝10 m/s 2，导轨电阻不计．求：图2(1)金属棒ab 匀速通过磁场的速度大小v ；(2)在t 1＝0.1 s 时刻和t 2＝0.25 s 时刻电阻R 1的电功率之比； (3)最终电阻R 2产生的总热量Q 总.【导学号：19624276】【解析】 (1)由mgs ·sin θ＝12mv2(1分) 得v ＝2gs ·sin θ＝1 m/s.(1分)(2)棒从释放到运动至M 1P 1的时间t ＝vg sin θ＝0.2 s (1分)在t 1＝0.1 s 时，棒还没进入磁场，有E 1＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt Ld ＝0.6 V(1分)此时，R 2与金属棒并联后再与R 1串联R 总＝3 Ω (1分) U 1＝E 1R 总R 1＝0.4 V(1分)由图乙可知，t ＝0.2 s 后磁场保持不变，ab 经过磁场的时间t ′＝d v＝0.2 s(1分)故在t 2＝0.25 s 时ab 还在磁场中运动，电动势E 2＝BLv ＝0.6 V(1分) 此时R 1与R 2并联，R 总＝3 Ω，得R 1两端电压U 1′＝0.2 V(2分)电功率P ＝U 2R ，故在t 1＝0.1 s 和t 2＝0.25 s 时刻电阻R 1的电功率比值P 1P 2＝U 21U 1′2＝4.(1分)(3)设ab 的质量为m ，ab 在磁场中运动时，通过ab 的电流I ＝E 2R 总(1分) ab 受到的安培力F A ＝BIL(1分) 又mg sin θ＝BIL(1分) 解得m ＝0.024 kg(1分)t 在0～0.2 s 时间里，R 2两端的电压U 2＝0.2 V ，产生的热量Q 1＝U 22R 2t ＝0.018 J(2分)ab 最终将在M 2P 2下方的轨道区域内往返运动，到M 2P 2处的速度为零，由功能关系可得在t ＝0.2 s 后，整个电路最终产生的热量Q ＝mgd sin θ＋12mv 2＝0.186 J(1分)由电路关系可得R 2产生的热量Q 2＝Q6＝0.018 J(1分) 故R 2产生的总热量Q 总＝Q 1＋Q 2＝0.01 J ． (1分)【答案】 (1)1 m/s (2)4∶1 (3)0.01 J。

功能关系在力学中的应用(命题透析)-2018高考物理抢分神器之高三二轮考试命题精准透析+Word版含解析

（一）三年考试命题分析（二）必备知识与关键能力与方法一、必备知识1．常见的几种力做功的特点(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关．(2)摩擦力做功的特点①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可以做负功，还可以不做功．②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能转化为其他形式的能；相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值．在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有部分机械能转化为内能，转化为内能的量等于系统机械能的减少量，等于滑动摩擦力与相对位移的乘积．③摩擦生热是指滑动摩擦生热，静摩擦不会生热．2．几个重要的功能关系(1)重力的功等于重力势能的变化，即W G＝－ΔE p.(2)弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔE p.(3)合力的功等于动能的变化，即W＝ΔE k.(4)重力(或弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE.(5)一对滑动摩擦力做的功等于系统中内能的变化，即Q＝F f·x相对．二、关键能力与方法1．动能定理的应用(1)动能定理的适用情况：解决单个物体(或可看成单个物体的物体系统)受力与位移、速率关系的问题．动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功，力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用．(2)应用动能定理解题的基本思路①选取研究对象，明确它的运动过程．②分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然后求各个外力做功的代数和．③明确物体在运动过程初、末状态的动能E k1和E k2.④列出动能定理的方程W合＝E k2－E k1，及其他必要的解题方程，进行求解．2．机械能守恒定律的应用(1)机械能是否守恒的判断①用做功来判断，看重力(或弹簧弹力)以外的其他力做功的代数和是否为零．②用能量转化来判断，看是否有机械能与其他形式的能的相互转化．③对一些“绳子突然绷紧”“物体间碰撞”等问题，机械能一般不守恒，除非题目中有特别说明或暗示．(2)应用机械能守恒定律解题的基本思路①选取研究对象——物体系统．②根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，判断机械能是否守恒．③恰当的选取参考平面，确定研究对象在运动过程的初、末状态的机械能．④根据机械能守恒定律列方程，进行求解．（三）命题类型剖析命题类型一：力学中的几个重要功能关系的应用例1．两物块A和B用一轻弹簧连接，静止在水平桌面上，如图1甲，现用一竖直向上的力F拉动物块A，使之向上做匀加速直线运动，如图乙，在物块A开始运动到物块B将要离开桌面的过程中(弹簧始终处于弹性限度内)，下列说法正确的是( )图1A．力F先减小后增大B．弹簧的弹性势能一直增大C．物块A的动能和重力势能一直增大D．两物块A、B和轻弹簧组成的系统机械能先增大后减小【答案】C深入剖析1．对研究对象进行受力分析、运动分析、能量分析．2．熟练掌握动能、重力势能、弹性势能、机械能等变化的分析方法．练习1．如图3，用轻绳连接的滑轮组下方悬挂着两个物体，它们的质量分别为m1、m2，且m2＝2m1，m1用轻绳挂在动滑轮上，滑轮的质量、摩擦均不计．现将系统从静止释放，对m1上升h高度(h小于两滑轮起始高度差)这一过程，下列说法正确的是( )图3A ．m 2减小的重力势能全部转化为m 1增加的重力势能B ．m 1上升到h 高度时的速度为2gh 3C ．轻绳对m 2做功的功率与轻绳对m 1做功的功率大小相等D ．轻绳的张力大小为23m 1g【答案】BCD命题类型二：动力学方法和动能定理的综合应用例2．如图4，固定直杆上套有一小球和两根轻弹簧，两根轻弹簧的一端与小球相连，另一端分别固定在杆上相距为2L 的A 、B 两点．直杆与水平面的夹角为θ，小球质量为m ，两根轻弹簧的原长均为L 、劲度系数均为3mg sin θL，g 为重力加速度．图4(1)小球在距B 点45L 的P 点处于静止状态，求此时小球受到的摩擦力大小和方向；(2)设小球在P 点受到的摩擦力为最大静摩擦力，且与滑动摩擦力相等．现让小球从P 点以一沿杆方向的初速度向上运动，小球最高能到达距A 点45L 的Q 点，求初速度的大小．【答案】(1)mg sin θ5，方向沿杆向下 (2)26gL sin θ5(2)小球在P 、Q 两点时，弹簧的弹性势能相等，故小球从P 到Q 的过程中，弹簧对小球做功为零据动能定理有W 合＝ΔE k－mg ·2(L －45L )sin θ－F f ·2(L －45L ) ＝0－12mv 2④由③④式得v ＝26gL sin θ5深入剖析1．动能定理解题的“两状态、一过程”，即初、末状态和运动过程中外力做功．2．无论直线、曲线、匀变速、非匀变速、单过程、多过程、单物体、物体系统，均可应用动能定理．练习3．如图5所示，质量为1 kg 的物块静止在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，t ＝0时刻给物块施加一个水平向右的拉力F ，使物块沿水平方向做直线运动，其加速度随时间变化的关系如表格所示，重力加速度g 取10 m/s 2，水平向右方向为正方向，求：图5(1)0～4 s 内水平拉力的大小； (2)0～8 s 内物块运动的位移大小； (3)0～8 s 内水平拉力做的功．【答案】(1)6 N (2)72 m (3)152 J练习4.如图6所示为一由电动机带动的传送带加速装置示意图，传送带长L ＝31.25 m ，以v 0＝6 m/s 顺时针方向转动，现将一质量m ＝1 kg 的物体轻放在传送带的A 端，传送带将其带到另一端B 后，物体将沿着半径R ＝0.5 m 的光滑圆弧轨道运动，圆弧轨道与传送带在B 点相切，C 点为圆弧轨道的最高点，O 点为圆弧轨道的圆心．已知传送带与物体间的动摩擦因数μ＝0.8，传送带与水平地面间夹角θ＝37°，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2，物体可视为质点，求：图6(1)物体在B 点对轨道的压力大小；(2)当物体过B 点后将传送带撤去，求物体落到地面时的速度大小．【答案】(1)58 N (2)20 m/s 【解析】(1)根据牛顿第二定律： μmg cos θ－mg sin θ＝ma 解得a ＝0.4 m/s 2设物体在AB 上全程做匀加速运动，根据运动学公式：v B 2＝2aL解得v B ＝5 m/s<6 m/s ，即物体在AB 上全程做匀加速运动，对B 点受力分析有F N －mg cos θ＝mv B 2R得F N ＝58 N由牛顿第三定律可得物体在B 点对轨道的压力大小F N ′＝58 N (2)设物体能够越过C 点，从B 到C 利用动能定理：－mg (R ＋R cos θ)＝12mv C 2－12mv B 2解得v C ＝7 m/s>gR ，即物体能越过最高点C从C 点落到地面，物体做平抛运动，下落高度h ＝R ＋R cos θ＋L sin θ＝19.65 m 利用运动学公式：v y 2＝2gh ，解得v y ＝393 m/s 故v ＝v C 2＋v y 2＝20 m/s(或利用动能定理 mgh ＝12mv 2－12mv C 2得v ＝20 m/s)命题类型三：应用动力学和能量观点分析综合问题例3如图7所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连接于B 点，BC 右端连接一口深为H 、宽度为d 的深井CDEF ，一个质量为m 的小球放在曲面AB 上，可从距BC 面不同的高度处静止释放小球，已知BC 段长L ，小球与BC 间的动摩擦因数为μ，取重力加速度g ＝10 m/s 2.则：图7(1)若小球恰好落在井底E 点处，求小球释放点距BC 面的高度h 1；(2)若小球不能落在井底，求小球打在井壁EF 上的最小动能E kmin 和此时的释放点距BC 面的高度h 2. 【答案】见解析(2)若小球不能落在井底，设打在EF 上的动能为E k ，则x ＝d 由②③式得v C ＝dg 2y小球由C 到打在EF 上，由动能定理得:mgy ＝E k －12mv C 2代入v C 得：E k ＝mgy ＋mgd 24y当y ＝d2时，E k 最小，且E kmin ＝mgd此时小球的释放点距BC 面的高度为h 2＝μL ＋d2深入剖析多个运动过程的组合实际上是多种物理规律和方法的综合应用，分析这种问题时注意要独立分析各个运动过程，而不同过程往往通过连接点的速度建立联系，有时对整个过程应用能量的观点解决问题会更简单．练习5．如图8所示，AB (光滑)与CD (粗糙)为两个对称斜面，斜面的倾角均为θ，其上部都足够长，下部分别与一个光滑的圆弧面BEC 的两端相切，一个物体在离切点B 的高度为H 处，以初速度v 0沿斜面向下运动，物体与CD 斜面的动摩擦因数为μ.图8(1)物体首次到达C点的速度大小；(2)物体沿斜面CD上升的最大高度h和时间t；(3)请描述物体从静止开始下滑的整个运动情况，并简要说明理由．【答案】见解析(3)情况一：物体滑上CD斜面并匀减速上升最终静止在CD斜面某处．理由是物体与CD斜面的动摩擦因数较大．。

专题04 功能关系在力学中的应用-2018年高考物理二轮复习精品资料(教师版)

1.质量为m 的物体，自高为h 、倾角为θ的固定粗糙斜面顶端由静止开始匀加速滑下，到达斜面底端时的速度为v .重力加速度为g .下列说法正确的是( )A.物体下滑过程的加速度大小为v 2sin θhB.物体下滑到底端时重力的功率为mgvC.物体下滑过程中重力做功为12mv 2 D.物体下滑过程中摩擦力做功为12mv 2－mgh 答案 D2.如图1所示，在竖直面内固定一光滑的硬质杆ab ，杆与水平面的夹角为θ，在杆的上端a 处套一质量为m 的圆环，圆环上系一轻弹簧，弹簧的另一端固定在与a 处在同一水平线上的O 点，O 、b 两点处在同一竖直线上.由静止释放圆环后，圆环沿杆从a 运动到b ，在圆环运动的整个过程中，弹簧一直处于伸长状态，则下列说法正确的是( )图1A.圆环的机械能保持不变B.弹簧对圆环一直做负功C.弹簧的弹性势能逐渐增大D.圆环和弹簧组成的系统机械能守恒答案 D解析由几何关系可知，当环与O 点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小.所以在环从a 到C 的过程中弹簧对环做正功，而从C 到b 的过程中弹簧对环做负功，所以环的机械能是变化的.故A 、B 错误；当环与O 点的连线与杆垂直时，弹簧的长度最短，弹簧的弹性势能最小，所以弹簧的弹性势能先减小后增大.故C 错误；在整个的过程中只有重力和弹簧的弹力做功，所以圆环和弹簧组成的系统机械能守恒.故D 正确.3.(多选)如图2所示，斜面与足够长的水平横杆均固定，斜面与竖直方向的夹角为θ，套筒P套在横杆上，与绳子左端连接，绳子跨过不计大小的定滑轮，其右端与滑块Q相连接，此段绳与斜面平行，Q放在斜面上，P与Q质量相等且为m，O为横杆上一点且在滑轮的正下方，滑轮距横杆h.手握住P且使P和Q均静止，此时连接P的绳与竖直方向夹角为θ，然后无初速度释放P.不计绳子的质量和伸长及一切摩擦，重力加速度为g.关于P描述正确的是()图2A.释放P前绳子拉力大小为mg cos θB.释放后P做匀加速运动C.P达O点时速率为2gh－cos θD.P从释放到第一次过O点，绳子拉力对P做功功率一直增大答案AC4.(多选)一足够长的传送带与水平面的夹角为θ，以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图3a所示)，以此时为t＝0时刻记录了物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系.如图b所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1>v2).已知传送带的速度保持不变.则下列判断正确的是()图3A.若物块与传送带间的动摩擦因数为μ，则μ>tan θB.0～t 1内，传送带对物块做正功C.0～t 2内，系统产生的热量一定比物块动能的减少量大D.0～t 2内，传送带对物块做的功等于物块动能的减少量答案 AC5.(多选)如图4所示，半径为R 的竖直光滑圆轨道与光滑水平面相切，质量均为m 的小球A 、B 与轻杆连接，置于圆轨道上，A 位于圆心O 的正下方，B 与O 等高.它们由静止释放，最终在水平面上运动.下列说法正确的是( )图4A.下滑过程中重力对B 做功的功率先增大后减小B.当B 滑到圆轨道最低点时，轨道对B 的支持力大小为3mgC.下滑过程中B 的机械能增加D.整个过程中轻杆对A 做的功为12mgR 答案 AD解析因为初位置速度为零，则重力的功率为0，最低点速度方向与重力的方向垂直，重力的功率为零，可知重力的功率先增大后减小.故A 正确；A 、B 小球组成的系统，在运动过程中，机械能守恒，设B 到达轨道最低点时速度为v ，根据机械能守恒定律得：6.如图5所示，长1 m 的轻杆BO 一端通过光滑铰链铰在竖直墙上，另一端装一轻小光滑滑轮，绕过滑轮的细线一端悬挂重为15 N 的物体G ，另一端A 系于墙上，平衡时OA 恰好水平，现将细线A 端滑着竖直墙向上缓慢移动一小段距离，同时调整轻杆与墙面夹角，系统重新平衡后轻杆受到的压力恰好也为15 N ，则该过程中物体G 增加的重力势能约为( )图5A.1.3 JB.3.2 JC.4.4 JD.6.2 J答案 A解析轻杆在O 点处的作用力方向必沿杆，即杆会平分两侧绳子间的夹角.开始时，AO 绳子水平，此时杆与竖直方向的夹角是45°；这时杆中的弹力大小等于滑轮两侧绳子拉力的合力.当将A 点达到新的平衡，由于这时轻杆受到的压力大小等于15 N(等于物体重力)，说明这时两段绳子夹角为120° 那么杆与竖直方向的夹角是60°；设杆的长度是L .状态1时，AO 段绳子长度是L 1＝L sin 45°＝22L ，滑轮O 点到B 点的竖直方向距离是h 1＝L cos 45°＝22L ，状态2，杆与竖直方向夹角是60°，这时杆与AO 绳子夹角也是60°(∠AOB ＝60°)，即三角形AOB 是等边三角形.所以，这时AO 段绳子长度是L 2＝L ；滑轮到B 点的竖直距离是h 2＝L cos 60°＝12L ，可见，后面状态与原来状态相比，物体的位置提高的竖直高度是h ＝(h 2－h 1)＋(L 2－L 1)＝(12L －22L )＋(L －22L )＝(32－2)L . 重力势能的增加量E p ＝Gh ＝G ×(32－2)L ＝15 N×(32－2)×1 m≈1.3 J. 7.(多选)如图6所示为一滑草场.某条滑道由上下两段高均为h ，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37°＝0.6，cos 37°＝0.8).则( )图6A.动摩擦因数μ＝67B.载人滑草车最大速度为 2gh 7C.载人滑草车克服摩擦力做功为mghD.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g 答案 AB8．如图2所示，质量为M 、长度为L 的小车静止在光滑水平面上，质量为m 的小物块(可视为质点)放在小车的最左端．现用一水平恒力F 作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动．小物块和小车之间的摩擦力为f ，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x .此过程中，以下结论正确的是( )图2A ．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F －f )·(L ＋x )B ．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fxC ．小物块克服摩擦力所做的功为f (L ＋x )D ．小物块和小车增加的机械能为F (L ＋x )答案 ABC9．图3是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )图3A．缓冲器的机械能守恒B．摩擦力做功消耗机械能C．垫板的动能全部转化为内能D．弹簧的弹性势能全部转化为动能答案 B解析由于车厢相互撞击弹簧压缩的过程中存在克服摩擦力做功，所以缓冲器的机械能减少，选项A错误，B正确；弹簧压缩的过程中，垫板的动能转化为内能和弹簧的弹性势能，选项C、D错误．10．如图4甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行，现将一质量m＝1 kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.则下列说法正确的是( )图4A．物体与传送带间的动摩擦因数为0.875B．0～8 s内物体位移的大小为18 mC．0～8 s内物体机械能的增量为90 JD．0～8 s内物体与传送带由于摩擦产生的热量为126 J答案AC11.光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图5所示装置，其中直轨道bc粗糙，直轨道cd光滑，两轨道相接处为一很小的圆弧．质量为m＝0.1 kg的滑块(可视为质点)在圆轨道上做圆周运动，到达轨道最高点a时的速度大小为v＝4 m/s，当滑块运动到圆轨道与直轨道bc的相切处b时，脱离圆轨道开始沿倾斜直轨道bc滑行，到达轨道cd上的d点时速度为零．若滑块变换轨道瞬间的能量损失可忽略不计，已知圆轨道的半径为R＝0.25 m，直轨道bc的倾角θ＝37°，其长度为L＝26.25 m，d点与水平地面间的高度差为h ＝0.2 m，取重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6.求：图5(1)滑块在圆轨道最高点a时对轨道的压力大小；(2)滑块与直轨道bc间的动摩擦因数；(3)滑块在直轨道bc上能够运动的时间．解析 (1)在圆轨道最高点a 处对滑块，由牛顿第二定律得：mg ＋N ＝m v 2R，得N ＝m (v 2R－g )＝5.4 N 由牛顿第三定律得滑块在圆轨道最高点a 时对轨道的压力大小为5.4 N.(3)设滑块在bc 上向下滑动的加速度为a 1，时间为t 1，向上滑动的加速度为a 2，时间为t 2，在c 点时的速度为v c .由c 到d ：12mv 2c ＝mgh v c ＝2gh ＝2 m/sa 点到b 点的过程：mgR (1＋cos θ)＝12mv 2b －12mv 2 v b ＝v 2＋2gR＋cos θ＝5 m/s 在轨道bc 上：下滑：L ＝v b ＋v c 2t 1 t 1＝2L v b ＋v c＝7.5 s 上滑：mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 2a 2＝g sin θ＋μg cos θ＝12.4 m/s 20＝v c －a 2t 2t 2＝v c a 2＝212.4s≈0.16 s μ>tan θ，滑块在轨道bc 上停止后不再下滑滑块在bc 斜面上运动的总时间：t 总＝t 1＋t 2＝(7.5＋0.16) s ＝7.66 s答案 (1)5.4 N (2)0.8 (3)7.66 s12．如图6(a)所示，一物体以一定的速度v 0沿足够长斜面向上运动，此物体在斜面上的最大位移与斜面倾角的关系由图(b)中的曲线给出．设各种条件下，物体运动过程中的摩擦系数不变．g ＝10 m/s 2，试求：图6(1)物体与斜面之间的动摩擦因数；(2)物体的初速度大小；(3)θ为多大时，x 值最小．答案 (1)33 (2)5 m/s (3)π3解析 (1)由题意可知，当θ为90°时，v 0＝2gh ① 由题图b 可得：h ＝54m 当θ为0°时，x 0＝54 3 m ，可知物体运动中必受摩擦阻力．设动摩擦因数为μ，此时摩擦力大小为μmg ，加速度大小为μg .由运动学方程得v 20＝2μgx 0②联立①②两方程：μ＝33(2)由①式可得：v 0＝5 m/s13.如图7所示，倾角θ＝30°、长L ＝4.5 m 的斜面，底端与一个光滑的14圆弧轨道平滑连接，圆弧轨道底端切线水平．一质量为m ＝1 kg 的物块(可视为质点)从斜面最高点A 由静止开始沿斜面下滑，经过斜面底端B 后恰好能到达圆弧轨道最高点C ，又从圆弧轨道滑回，能上升到斜面上的D 点，再由D 点由斜面下滑沿圆弧轨道上升，再滑回，这样往复运动，最后停在B 点．已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝36，g ＝10 m/s 2，假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变．求：图7(1)物块经多长时间第一次到B 点；(2)物块第一次经过B 点时对圆弧轨道的压力；(3)物块在斜面上滑行的总路程．解析 (1)物块沿斜面下滑时，mg sin θ－μmg cos θ＝ma (2分)解得：a ＝2.5 m/s 2(1分)从A 到B ，物块匀加速运动，由L ＝12at 2(1分)可得t ＝3105 s(1分)(3)从开始释放至最终停在B 处，设物块在斜面上滑行的总路程为s ，则mgL sin θ－μmgs cos θ＝0(3分)解得s ＝9 m(1分)答案 (1)3105s (2)30 N ，方向向下 (3)9 m 14.如图8所示，有一个可视为质点的质量为m ＝1 kg 的小物块，从光滑平台上的A 点以v 0＝1.8 m/s 的初速度水平抛出，到达C 点时，恰好沿C 点的切线方向进人固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D 点的足够长的水平传送带．已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平，传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v ＝3 m/s ，小物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，圆弧轨道的半径为R ＝2 m ，C 点和圆弧的圆心O 点连线与竖直方向的夹角θ＝53°，不计空气阻力，重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.求：图8(1)小物块到达圆弧轨道末端D 点时对轨道的压力；(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量．答案 (1)22.5 N ，方向竖直向下 (2)32 J(2)设小物块在传送带上滑动的加速度大小为a ，由牛顿第二定律得：a ＝μmg m＝μg ＝0.5×10 m/s 2＝5 m/s 2⑤ 小物块匀减速直线运动的时间为t 1，向左通过的位移为x 1，传送带向右运动的距离为x 2，则：v D ＝at 1⑥x 1＝12at 21⑦ x 2＝vt 1⑧小物块向右匀加速直线运动达到和传送带速度相同时间为t 2，向右通过的位移为x 3，传送带向右运动的距离为x 4，则v ＝at 2⑨x 3＝12at 22⑩ x 4＝vt 2⑪整个过程小物块相对传送带滑动的距离为：x ＝x 1＋x 2＋x 4－x 3⑫产生的热量为：Q ＝μmgx ⑬联立⑤～⑬解得：Q ＝32 J15．如图4所示，在竖直平面内有一固定光滑轨道，其中AB 是长为x ＝10 m 的水平直轨道，BCD 是圆心为O 、半径为R ＝10 m 的34圆弧轨道，两轨道相切于B 点．在外力作用下，一小球从A 点由静止开始做匀加速直线运动，到达B 点时撤除外力．已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C ，重力加速度为g ＝10 m/s 2.求：图4(1)小球在AB 段运动的加速度的大小；(2)小球从D 点运动到A 点所用的时间．(结果可用根式表示)答案 (1)25 m/s 2 (2)(5－3) s解析 (1)小滑块恰好通过最高点，则有：mg ＝m v 2C R解得v C ＝gR ＝10 m/s从B 到C 的过程中机械能守恒：12mv 2B ＝12mv 2C ＋mg ·2R解得v B ＝5gR ＝10 5 m/s 从A →B 根据速度位移公式得：v 2B ＝2ax解得a ＝25 m/s 2(2)从C 到D 的过程中机械能守恒：12mv 2D ＝12mv 2C ＋mg ·R 解得v D ＝3gR ＝10 3 m/s由C 到B 再到A 的过程机械能守恒，故v A ＝v B ＝105 m/s 小球从D →A 做加速度为g 的匀加速运动，由速度公式得：v A ＝v D ＋gt解得t ＝(5－3) s16.如图7甲所示，用固定的电动机水平拉着质量m ＝4kg 的小物块和质量M ＝2 kg 的平板以相同的速度一起向右匀速运动，物块位于平板左侧，可视为质点.在平板的右侧一定距离处有台阶阻挡，平板撞上后会立刻停止运动.电动机功率保持P ＝6 W 不变.从某时刻t ＝0起，测得物块的速度随时间的变化关系如图乙所示，t ＝6 s 后可视为匀速运动，t ＝10 s 时物块离开木板.重力加速度g ＝10 m/s 2，求：图7(1)平板与地面间的动摩擦因数μ；(2)平板长度L .答案 (1)0.2 (2)2.416 m17.倾斜雪道的长为25 m ，顶端高为15 m ，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图8所示.一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v 0＝8 m/s 飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起.除缓冲过程外运动员可视为质点，过渡圆弧光滑，其长度可忽略.设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离(取g ＝10 m/s 2).图8答案 74.84 m解析如图建立坐标系，斜面的方程为y ＝x tan θ＝34x ① 运动员飞出后做平抛运动x ＝v 0t ②y ＝12gt 2③ 联立①②③式，得飞行时间t ＝1.2 s18.风洞飞行表演是一种高科技的惊险的娱乐项目.如图9所示，在某次表演中，假设风洞内向上的总风量和风速保持不变.质量为m 的表演者通过调整身姿，可改变所受的向上的风力大小，以获得不同的运动效果.假设人体受风力大小与正对面积成正比，已知水平横躺时受风力面积最大，且人体站立时受风力面积为水平横躺时受风力面积的18，风洞内人体可上下移动的空间总高度AC ＝H .开始时，若人体与竖直方向成一定角度倾斜时，受风力有效面积是最大值的一半，恰好使表演者在最高点A 点处于静止状态；后来，表演者从A 点开始，先以向下的最大加速度匀加速下落，经过某处B 点后，再以向上的最大加速度匀减速下落，刚好能在最低点C 处减速为零，试求：图9(1)表演者向上的最大加速度大小和向下的最大加速度大小；(2)AB 两点的高度差与BC 两点的高度差之比；(3)表演者从A 点到C 点减少的机械能.答案 (1)g 34g (2)3∶4 (3)mgH 解析 (1)在A 点受力平衡时，则mg ＝k S 2向上最大加速度为a 1，kS －mg ＝ma 1得到a 1＝g向下最大加速度为a 2，mg －k S 8＝ma 2 得到a 2＝34g(3)整个过程的动能变化量为ΔE k ＝0整个过程的重力势能减少量为ΔE p ＝mgH因此机械能的减少量为ΔE ＝mgH或者利用克服摩擦力做功可也得到此结论.。

高考物理二轮复习训练4 功能关系的用

拾躲市安息阳光实验学校训练4 功能关系的应用一、单项选择题1．(2012·常州模拟)如图4－15所示，质量为m 的物体放在光滑的水平面上，两次用力拉物体，都是从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，第一次拉力F 1的方向水平，第二次拉力F 2的方向与水平方向成α角斜向上．在此过程中，两力的平均功率为P 1和P 2，则 ( )．图4－15 A ．P 1<P 2 B ．P 1＝P 2 C ．P 1>P 2D ．无法判断2．(2012·上海单科，16)如图4－16所示，可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 的光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍．当B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高，将A 由静止释放，B 上升的最大高度是( )．图4－16 A ．2RB.5R3C.4R 3D.2R 33．如图4－17所示，质量为m 的小球在竖直面内的光滑圆轨道内侧做半径为R 的圆周运动．设小球恰好能通过最高点B 时速度的大小为v .若小球在最低点水平向右的速度大小为2v ，则下列说法正确的是 ( )．图4－17A ．小球能通过最高点BB ．小球在最低点对轨道的压力大小为4mgC ．小球能通过与圆心等高的A 点D ．小球在A 、B 之间某一点脱离圆轨道，此后做平抛运动二、多项选择题4．(2012·广东卷，17)图4－18是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B 处安装一个压力传感器，其示数N 表示该处所受压力的大小，某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑，通过B 时，下列表述正确的有( )．图4－18A ．N 小于滑块重力B ．N 大于滑块重力C ．N 越大表明h 越大D ．N 越大表明h 越小5．(2012·模拟考试)如图4－19所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，AB为沿水平方向的直径．若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D点；若A点小球抛出的同时，在C 点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并且也能击中D点．已知∠COD＝60°，且不计空气阻力，则( )．图4－19A．两小球同时落到D点B．两小球在此过程中动能的增加量相等C．在击中D点前瞬间，重力对两小球做功的功率不相等D．两小球初速度之比v1∶v2＝6∶36．(2012·南通模拟)低碳、环保是未来汽车的发展方向．某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机，将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中，以达到节能的目的．某次测试中，汽车以额定功率行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能E k与位移x的关系图象如图4－20所示，其中①是关闭储能装置时的关系图线，②是开启储能装置时的关系图线．已知汽车的质量为1 000 kg，设汽车运动过程中所受地面阻力恒定，空气阻力不计．根据图象所给的信息可求出( )．图4－20A．汽车行驶过程中所受地面的阻力为1 000 NB．汽车的额定功率为80 kWC．汽车加速运动的时间为22.5 sD．汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为5×105 J三、计算题7．(2012·北京卷，22)如图4－21所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上．已知l＝1.4 m，v＝3.0 m/s，m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h＝0.45 m，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2.求：图4－21(1)小物块落地点到飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能E k；(3)小物块的初速度大小v0.8．如图4－22所示，考驾照需要进行路考，其中一项是定点停车．路旁竖起一标志杆，考官向考员下达定点停车的指令，考员立即刹车，将车停在标志杆处．若车以v0＝36 km/h的速度匀速行驶，当车头距标志杆s＝20 m时，考员开始制动，要求车在恒定阻力作用下做匀减速运动，并且使车头恰好停在标志杆处．已知车(包括车内的人)的质量为m＝1 600 kg，重力加速度g＝10 m/s2.图4－22(1)刹车过程中车所受阻力的大小为多少？(2)若当车头距标志杆s＝20 m时，考官下达停车指令，考生经时间t0＝0.8 s(即反应时间)后开始刹车，车的初速度仍为v0＝36 km/h，则刹车阶段车克服阻力做功的功率约为多少？9．(2012·南通二模)如图4－23所示，装置ABCDE固定在水平地面上，AB段为倾角θ＝53°的斜面，BC段为半径R＝2 m的圆弧轨道，两者相切于B点，A 点离地面的高度为H＝4 m.一质量为m＝1 kg的小球从A点由静止释放后沿着斜面AB下滑，当进入圆弧轨道BC时，由于BC段是用特殊材料制成的，导致小球在BC段运动的速率保持不变，最后，小球从最低点C水平抛出，落地速率为v＝7 m/s.已知小球与斜面AB之间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g 取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，不计空气阻力，求：图4－23(1)小球从B点运动到C点克服阻力所做的功．(2)B点到水平地面的高度．10．如图4－24所示，由于街道上的圆形污水井盖破损，临时更换了一个稍大于井口的红色圆形平板塑料盖．为了测试因塑料盖意外移动致使盖上的物块滑落入污水井中的可能性，有人做了一个实验：将一个可视为质点、质量为m的硬橡胶块置于塑料盖的圆心处，给塑料盖一个沿径向的水平向右的初速度v0，实验的结果是硬橡胶块恰好与塑料盖分离．设硬橡胶块与塑料盖间的动摩擦因数为μ，塑料盖的质量为2m、半径为R，假设塑料盖与地面之间的摩擦可忽略，且不计塑料盖的厚度．图4－24(1)求硬橡胶块与塑料盖刚好分离时的速度大小；(2)通过计算说明实验中的硬橡胶块是落入井内还是落在地面上．参考答案1．B [两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同的加速度移动同样的距离，则物体两次运动时间相同，获得的速度相同，即动能的增加量相同，也就是说两次拉力做功相同，做功的时间相同，平均功率相同，故B正确．] 2．C [如图所示，以AB为系统，以地面为零势能面，设A质量为2m，B质量为m，根据机械能守恒定律有：2mgR＝mgR＋12×3 mv2，A落地后B将以v做竖直上抛运动，即有12mv2＝mgh，解得h＝13R.则B上升的高度为R＋13R＝43R，故选项C正确．]3．C [根据题意有mg＝mv2R，设当小球在最低点水平向右的速度大小为2v时，它运动到最高点B 时的速度为v B ，根据机械能守恒定律有12m (2v )2＝2mgR ＋12mv 2B ，解得v B ＝0，所以小球不可能通过最高点B ，但能通过与圆心等高的A 点，小球在AB 之间某一点脱离圆轨道，此后做斜抛运动；小球在最低点对轨道的压力大小为F N ＝mg ＋m 2v2R＝5mg .]4．BC [设滑块质量为m ，在B 点所受支持力为F N ，圆弧半径为R ，所需向心力为F .滑块从高度h 处由静止下滑至B 点过程中，由机械能守恒定律有12mv 2B＝mgh ，在B 点滑块所需向心力由合外力提供，得F N －mg ＝m v 2BR.由牛顿第三定律知，传感器示数N 大小等于F N ，解得N ＝mg ＋2mghR，由此式知N >mg ，且h越大，N 越大．选项B 、C 正确．]5．CD [本题考查平抛运动规律及功和功率．由h ＝12gt 2可知小球下落时间取决于下落高度，因C 点距D 点的高度是AD 竖直高度的一半，故从C 点抛出的小球先到达D 点，选项A 错误；由动能定理可知两球在此过程中动能增量等于重力所做的功，由W ＝mgh 可知选项B 错误；根据P ＝mgv 可知重力的瞬时功率与其竖直方向速度有关，由2gh ＝v 2可得从A 点抛出的小球落到D 点时竖直方向分速度大于从C 点抛到D 点的分速度，故选项C 正确；由h ＝12gt 2及x ＝v 0t可得v 1∶v 2＝ 6∶3，选项D 正确．]6．BD [考查机车定功率启动等相关问题．由图线①求所受阻力，ΔE k ＝E f Δx ，F f ＝8×105400＝2 000 N ，A 错误；由E k ＝mv 2m2可得，v m ＝40 m/s ，所以P ＝F f v m ＝80 kW ，B 正确；加速阶段，Pt －F f x ＝ΔE k,80×103t －2×103×500＝3×105，t ＝16.25 s ，C 错误；根据能量守恒，由图线②可得，ΔE ＝E k －F f x ＝(8×105－2×103×150)J＝5×105J ，D 正确．]7．解析 (1)由平抛运动规律，有：竖直方向h ＝12gt 2，水平方向s ＝vt ，得水平距离s ＝2hgv ＝0.90 m.(2)由机械能守恒定律，动能E k ＝12mv 2＋mgh ＝0.90 J.(3)由动能定理，有－μmg ·l ＝12mv 2－12mv 20，得初速度大小v 0＝ 2μgl ＋v 2＝4.0 m/s. 答案 (1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s8．解析 (1)刹车过程中由牛顿第二定律得f ＝ma ，设车头刚好停在标志杆处，由运动学公式得：v 20＝2as 解得f ＝mv 202s，代入数据得f ＝4×103 N.(2)设刹车后经过t 时间停止，由s ＝v 0t 0＋v 02t解得t ＝2.4 s ，由动能定理得车克服阻力做功 W ＝12mv 20＝8.0×104 J ，车克服阻力做功的功率为P ＝W t＝3.33×104W.答案 (1)4×103N (2)3.33×104W9．解析 (1)设小球从B 到C 克服阻力做功为W BC ，由动能定理，得mgR (1－cosθ)－W BC ＝0.代入数据，解得W BC ＝8 J.(2)设小球在AB 段克服阻力做功为W AB ，B 点到地面高度为h ，则W AB ＝μmg AB cos θ，而AB ＝H －hsin θ.对于小球从A 点落地的整个过程，由动能定理，得mgH －W AB －W BC ＝12mv 2，联立，解得h ＝2 m.答案 (1)8 J (2)2 m10．解析 (1)设硬橡胶块与塑料盖恰好分离时，两者的共同速度为v ，从开始滑动到分离经历时间为t ，在此期间硬橡胶块与塑料盖的加速度大小分别为a 1、a 2，由牛顿第二定律得： μmg ＝ma 1① μmg ＝2ma 2② v ＝a 1t ＝v 0－a 2t ③由以上各式得v ＝23v 0④(2)设硬橡胶块与塑料盖恰好分离时，硬橡胶块移动的位移为x ，取硬橡胶块分析，应用动能定理得μmgx ＝12mv 2⑤由系统能量关系可得μmgR ＝12(2m )v 20－12(m ＋2m )v 2⑥由④⑤⑥式可得x ＝23R ⑦因x <R ，故硬橡胶块将落入污水井内．答案 (1)23v 0 (2)井内。

[推荐学习]2018版高考物理二轮复习专题四功能关系的应用教学案

专题四功能关系的应用考情分析命题解读本专题共6个考点，其中功和功率、动能动能定理、重力势能、机械能守恒定律及其应用四个考点为Ⅱ要求，弹性势能、能量守恒为Ⅰ要求，这些考点皆属于高频考点。

从近三年命题情况看，命题特点为：(1)注重基础知识与实际问题结合。

如2011年的抛鸡蛋、2013年的球碰撞等，难度较小。

(2)注重方法与综合。

如2012年、2013年、2015年的“弹簧问题”、2016年的连接体等，难度较大。

整体难度偏难，命题指数★★★★★，复习目标是达B 冲A 。

1.(2017·江苏泰州中学月考)弹弓是孩子们喜爱的弹射类玩具，其构造原理如图1所示，橡皮筋两端点A 、B 固定在把手上，橡皮筋处于ACB 时恰好为原长状态，在C 处(AB 连线的中垂线上)放一固体弹丸，一手执把，另一手将弹丸拉至D 点放手，弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去，打击目标。

现将弹丸竖直向上发射，已知E 是CD 中点，则( )图1A.从D 到C 过程中，弹丸的机械能守恒B.从D 到C 过程中，弹丸的动能一直在增大C.从D 到E 过程橡皮筋对弹丸做的功大于从E 到C 过程橡皮筋对弹丸做的功D.从D 到C 过程中，橡皮筋的弹性势能先增大后减小解析从D 到C ，橡皮筋的弹力对弹丸做功，所以弹丸的机械能增大，故A 项错误；弹丸在与橡皮筋作用过程中，受到向上的弹力和向下的重力，橡皮筋ACB 恰好处于原长状态，在C 处橡皮筋的拉力为0，在CD 连线中的某一处，弹力和重力相等时，弹丸受力平衡，所以从D 到C ，弹丸的合力先向上后向下，速度先增大后减小，弹丸的动能先增大后减小，故B 项错误；从D 到C ，橡皮筋对弹丸一直做正功，橡皮筋的弹性势能一直减小，故D 项错误；从D 到E 橡皮筋作用在弹丸上的合力大于从E 到C 橡皮筋作用在弹丸上的合力，两段位移相等，所以DE 段橡皮筋对弹丸做功较多，故C 项正确。

答案 C2.(多选)(2017·南京三模)从离沙坑高度H 处无初速地释放一个质量为m 的小球，小球落入沙坑后，陷入深度为h 。

专题05 功能关系在电磁学中的应用-2018年高考物理二轮复习精品资料(学生版)

1．如图2－6－13所示，质量为m的金属线框A静置于光滑水平面上，通过细绳跨过定滑轮与质量为m 的物体B相连，图中虚线内为一水平匀强磁场，d表示A与磁场左边界的距离，不计滑轮摩擦及空气阻力，设B下降h(h＞d)高度时的速度为v，则以下关系中能够成立的是()图2－6－13A．v2＝ghB．v2＝2ghC．A产生的热量Q＝mgh－mv2D．A产生的热量Q＝mgh－12mv22．如图2－6－6甲，倾角为θ的光滑绝缘斜面，底端固定一带电量为Q的正点电荷．将一带正电小物块(可视为质点)从斜面上A点由静止释放，小物块沿斜面向上滑动至最高点B处，此过程中小物块的动能和重力势能随位移的变化图象如图乙(E1和x1为已知量)．已知重力加速度为g，静电力常量为k，由图象可求出()图2－6－6A．小物块的带电量B．A、B间的电势差C．小物块的质量D．小物块速度最大时到斜面底端的距离3．如图2－6－15所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d ，其右端接有阻值为R 的电阻，整个装置处在竖直向上、磁感应强度大小为B 的匀强磁场中．一质量为m (质量分布均匀)的导体杆ab 垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F 作用下从静止开始沿导轨运动距离l 时，速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)．设杆接入电路的电阻为r ，导轨电阻不计，重力加速度大小为g .则此过程中( )图2－6－15A ．杆的速度最大值为F －μmg RB 2d 2B ．安培力做的功等于电阻R 上产生的热量C ．恒力F 做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量D ．恒力F 做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量4．质量为m 的带正电小球由空中某点自由下落，下落高度h 后在整个空间加上竖直向上的匀强电场，再经过相同时间小球又回到原出发点，不计空气阻力，且整个运动过程中小球从未落地，重力加速度为g ，则( )A ．从加电场开始到小球返回原出发点的过程中，小球电势能减少了mghB ．从加电场开始到小球下落最低点的过程中，小球动能减少了mghC ．从开始下落到小球运动至最低点的过程中，小球重力势能减少了53mgh D ．小球返回原出发点时的速度大小为7gh5．如图2－6－16所示，两平行金属板水平放置，板长为L ，板间距离为d ，板间电压为U ，一不计重力、电荷量为q 的带电粒子以初速度v 0沿两板的中线射入，经过t 时间后恰好沿下板的边缘飞出，则( )图2－6－16A ．在前t 2时间内，电场力对粒子做的功为14Uq B ．在后t 2时间内，电场力对粒子做的功为38Uq C ．在粒子下落的前d 4和后d 4过程中，电场力做功之比为1∶1 D ．在粒子下落的前d 4和后d 4过程中，电场力做功之比为1∶2 6.如图2－6－17所示，绝缘杆两端固定带电小球A 和B ，轻杆处于水平向右的匀强电场中，不考虑两球之间的相互作用，初始时杆与电场线垂直．现将杆右移，同时顺时针转过90°，发现A 、B 两球电势能之和不变．根据如图给出的位置关系，下列说法正确的是( )图2－6－17A ．A 一定带正电，B 一定带负电B ．A 、B 两球所带电量的绝对值之比q A ∶q B ＝1∶2C ．A 球电势能一定增加D ．电场力对A 球和B 球做功的绝对值相等7．如图2－6－18所示，光滑绝缘细管与水平面成30°角，在管的上方P 点固定一个点电荷＋Q ，P 点与细管在同一竖直平面内，管的顶端A 与P 点连线水平．电荷量为－q 的小球(小球直径略小于细管内径)从管中A 处由静止开始沿管向下运动，在A 处时小球的加速度为a .图中PB ⊥AC ，B 是AC 的中点，不考虑小球电荷量对电场的影响．则在＋Q 形成的电场中( )图2－6－18A ．A 点的电势高于B 点的电势B ．B 点的电场强度大小是A 点的4倍C ．小球从A 到C 的过程中电势能先减小后增大D ．小球运动到C 处的加速度为g －a8．如图2－6－19所示，相距为L 的两条足够长的平行金属导轨，与水平面的夹角为θ，导轨上固定有质量为m ，电阻为R 的两根相同的导体棒，导体棒MN 上方轨道粗糙，下方光滑，整个空间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场，磁感应强度为B .将两根导体棒同时释放后，观察到导体棒MN 下滑而EF 保持静止，当MN 下滑速度最大时，EF 与轨道间的摩擦力刚好到达最大静摩擦力，下列叙述正确的是( )图2－6－19A ．导体棒MN 的最大速度为2mgR sin θB 2L 2B ．导体棒EF 与轨道之间的最大静摩擦力为mg sin θC ．导体棒MN 受到的最大安培力为mg sin θD ．导体棒MN 所受重力的最大功率为m 2g 2R sin 2θB 2L 39.(多选)如图1所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E ，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板.一带正电的小滑块，从斜面上的P 点处由静止释放后，沿斜面向上运动，并能压缩弹簧至R 点(图中未标出)，然后返回，则( )图1A.滑块从P 点运动到R 点的过程中，其机械能增量等于电场力与弹簧弹力做功之和B.滑块从P 点运动到R 点的过程中，电势能的减小量大于重力势能和弹簧弹性势能的增加量之和C.滑块返回时能到达的最低位置在P 点的上方D.滑块最终停下时，克服摩擦力所做的功等于电势能的减小量与重力势能增加量之差10.(多选)如图2所示，匀强电场的电场强度为E ，方向水平向左，一带电量为＋q ，质量为m 的物体放在光滑水平面上，在恒力F 作用下由静止开始从O 点向右做匀加速直线运动，经时间t 力F 做功60 J ，此后撤去力F ，物体又经过相同的时间t 回到出发点O ，设O 点的电势能为零，则下列说法正确的是( )图2A.物体回到出发点的速度与撤去力F 时的速度大小之比为2∶1B.恒力F ＝4qEC.撤去力F 时，物体的电势能为45 JD.在撤去力F 之前的任一时刻，动能与电势能之比均为1∶311.(多选)如图3所示，物体A 和带负电的物体B 用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，A 、B 的质量分别是m 和2m ，劲度系数为k 的轻质弹簧一端固定在水平面上.另一端与物体A 相连，倾角为θ的斜面处于沿斜面向上的匀强电场中，整个系统不计一切摩擦.开始时，物体B 在一沿斜面向上的外力F ＝3mg sin θ的作用下保持静止且轻绳恰好伸直，然后撤去外力F ，直到物体B 获得最大速度，且弹簧未超过弹性限度，则在此过程中( )图3A.对于物体A 、B 、弹簧和地球组成的系统，电场力做功等于该系统增加的机械能B.物体A 、弹簧和地球所组成的系统机械能增加量等于物体B 电势能的减少量C.B 的速度最大时，弹簧的伸长量为3mg sin θRD.撤去外力F 的瞬间，物体B 的加速度为3g sin θ212.(多选)如图4所示，在一竖直平面内，BCDF 段是半径为R 的圆弧挡板，AB 段为直线型挡板(长为4R )，两者在B 点相切，θ＝37°，C 、F 两点与圆心等高，D 在圆弧形挡板的最低点，所有接触面均光滑、绝缘，挡板处于场强为E ，方向水平向左的匀强电场中，现将带电量为＋q 、质量为m 的小球从挡板内侧的A 点由静止释放，小球沿挡板内侧ABCDF 运动到F 点后抛出，在这段运动过程中，下列说法正确的是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)( )图4A.匀强电场的场强大小可能等于3mg 5qB.小球运动到D 点时动能一定不是最大C.小球机械能增加量的最大值为2.6qERD.小球从B 到D 运动过程中，动能的增量为1.8mgR －0.8EqR13.质量为m 、长度为l 的金属棒MN 两端由绝缘且等长轻质细线水平悬挂，处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为B .开始时细线竖直，当金属棒中通以恒定电流后，金属棒从最低点向右开始摆动，若已知细线与竖直方向的最大夹角为60°，如图5所示，则棒中电流( )图5A.方向由M 向N ，大小为3mg 3Bl B.方向由N 向M ，大小为3mg 3Bl C.方向由M 向N ，大小为3mg Bl D.方向由N 向M ，大小为3mg Bl14.(多选)如图6所示，光滑的水平轨道AB 与半径为R 的光滑的半圆形轨道BCD 相切于B 点，水平轨道AB 部分存在水平向右的匀强电场E ，半圆形轨道处于竖直平面内，B 为最低点，D 为最高点.一质量为m 、带正电的小球从距B 点x 的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB 向右运动，并能恰好通过最高点D ，则下列物理量的变化对应关系正确的是( )图6A.其他条件不变，R 越大，x 越大B.其他条件不变，m 越大，x 越大C.其他条件不变，E 越大，x 越大D.其他条件不变，R 越大，小球经过B 点瞬间对轨道的压力越大15.(多选)如图7所示，竖直平面内有两条水平的平行虚线ab 、cd ，间距为d ，其间(虚线边界上无磁场)有磁感应强度为B 的匀强磁场，一个正方形线框边长为L ，质量为m ，电阻为R .线框位于位置1时，其下边缘到ab 的距离为h .现将线框从位置1由静止释放，依次经过2、3、4三个位置，其下边框刚进入磁场和刚要穿出磁场时的速度相等，重力加速度为g ，下列说法正确的是( )图7A.线框在经过2、3、4三个位置时，位置3时线框速度一定最小B.线框进入磁场过程中产生的电热Q ＝mg (d －L )C.线框从位置2下落到位置4的过程中加速度一直减小D.线框在即将到达位置3的瞬间克服安培力做功的瞬时功率为2B 2L 2g h －d ＋L R16.如图8甲所示，左侧接有定值电阻R ＝2 Ω的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B ＝1 T ，导轨间距L ＝1 m.一质量m ＝2 kg ，阻值r ＝2 Ω的金属棒在水平拉力F 作用下由静止开始从CD 处沿导轨向右加速运动，金属棒的v －x 图象如图乙所示，若金属棒与导轨间动摩擦因数μ＝0.25，则从起点发生x ＝1 m 位移的过程中(g ＝10 m/s 2)( )图8A.金属棒克服安培力做的功W 1＝0.5 JB.金属棒克服摩擦力做的功W 2＝4 JC.整个系统产生的总热量Q ＝4.25 JD.拉力做的功W ＝9.25 J17.如图9所示，平行金属导轨与水平面成θ角，导轨与定值电阻R 1和R 2相连，匀强磁场垂直穿过导轨平面.有一导体棒ab ，质量为m ，导体棒的电阻R 0与固定电阻R 1和R 2的阻值均相等，与导轨之间的动摩擦因数为μ，导体棒ab 沿导轨向上滑动，当上滑的速度为v 时，受到安培力的大小为F .此时( )图9A.电阻R 1消耗的热功率为Fv 3B.电阻R 0消耗的热功率为Fv 6C.整个装置消耗的热功率为μmgv sin θD.整个装置消耗的机械功率为(F ＋μmg cos θ)v18.(多选)如图10所示，同一竖直面内的正方形导线框a 、b 的边长均为l ，电阻均为R ，质量分别为2m 和m .它们分别系在一跨过两个定滑轮的轻绳两端，在两导线框之间有一宽度为2l 、磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域.开始时，线框b 的上边与匀强磁场的下边界重合，线框a 的下边到匀强磁场的上边界的距离为l .现将系统由静止释放，当线框b 全部进入磁场时，a 、b 两个线框开始做匀速运动.不计摩擦和空气阻力，则( )图10A.a 、b 两个线框匀速运动的速度大小为2mgR B 2l 2B.线框a 从下边进入磁场到上边离开磁场所用时间为3B 2l 3mgRC.从开始匀速运动到线框a 全部进入磁场的过程中，线框a 所产生的焦耳热为mglD.从开始匀速运动到线框a 全部进入磁场的过程中，两线框共克服安培力做功为2mgl19.如图11所示，在竖直平面内有一质量为2m 的光滑“∏”形线框DEFC ，EF 长为L ，电阻为r ；FC ＝ED ＝2L ，电阻不计.FC 、ED 的上半部分(长为L )处于匀强磁场Ⅰ区域中，且FC 、ED 的中点与其下边界重合.质量为m 、电阻为3r 的金属棒用最大拉力为2mg 的绝缘细线悬挂着，其两端与C 、D 两端点接触良好，处在磁感应强度为B 的匀强磁场Ⅱ区域中，并可在FC 、ED 上无摩擦滑动.现将“∏”形线框由静止释放，当EF 到达磁场Ⅰ区域的下边界时速度为v ，细线刚好断裂，Ⅱ区域内磁场消失.重力加速度为g .求：图11(1)整个过程中，线框克服安培力做的功；(2)EF 刚要出磁场Ⅰ时产生的感应电动势；(3)线框的EF 边追上金属棒CD 时，金属棒CD 的动能.20.如图12所示，整个空间存在水平向右的匀强电场，场强E ＝2×103 V/m ，在电场中的水平地面上，放有质量M ＝2 kg 的不带电绝缘木板，处于静止状态.现有一质量为m ＝2 kg ，所带负电荷为q ＝1×10－3 C 的绝缘物块(可看作质点)，以水平向右的初速度v 0＝8 m/s 滑上木板左端.已知木板与水平地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，物块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.3，物块在运动过程中始终没有从木板上滑下，g 取10 m/s 2.求：图12(1)放上物块瞬间，物块和木板的加速度分别是多少；(2)木板至少多长，才能保证物块不从木板上掉下来；(3)从物块滑上木板到物块与木板达到共速的过程中，系统产生的热量Q .21.如图13所示，绝缘光滑水平面与半径为R 的竖直光滑半圆轨道相切于C .竖直直径GC 左侧空间存在足够大匀强电场，其电场强度方向水平向右.GC 右侧空间处处存在匀强磁场，其磁感应强度垂直纸面水平向里.一质量为m ，电荷量为q 的带正电滑块(可视为质点)在A 点由静止释放，滑块恰好能通过圆周的最高点G 进入电场.已知匀强电场场强大小为E ＝mg q，AC 间距为L ＝4R ，重力加速度为g .求：图13(1)滑块在G点的速度v G；(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小；(3)滑块落回水平面的位置距离C点的距离x.22．如图2－6－10所示，两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上，两轨道之间的距离l＝0.50 m．轨道的M、M′端之间接一阻值R＝0.40 Ω的定值电阻，N、N′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接，两半圆轨道的半径均为R0＝0.50 m．图2－6－10直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B＝0.64 T的匀强磁场中，磁场区域的宽度d＝0.80 m，且其右边界与NN′重合．现有一质量m＝0.20 kg、电阻r＝0.10 Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s＝2.0 m处．在与杆垂直的水平恒力F＝2.0 N的作用下导体杆开始运动，当运动至磁场的左边界时撤去F，结果导体杆恰好能通过半圆形轨道的最高点PP′.已知导体杆在运动过程中与轨道接触良好，且始终与轨道垂直，导体杆与直轨道之间的动摩擦因数μ＝0.10，轨道的电阻可忽略不计，取g＝10 m/s2，求：(1)导体杆刚进入磁场时，通过导体杆上的电流的大小和方向；(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量；(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路中产生的焦耳热．专业文档珍贵文档。

高考物理二轮复习热点训练解析—功能关系的理解和应用

高考物理二轮复习热点训练解析—功能关系的理解和应用1．(2021·江苏七市第二次调研)如图1所示，光滑斜面底端有一固定挡板，轻弹簧一端与挡板相连，一滑块从斜面上某处由静止释放，运动一段时间后压缩弹簧，已知弹簧始终在弹性限度内，则()图1A．弹簧劲度系数越大，弹簧的最大弹性势能越大B．弹簧劲度系数越大，滑块的最大速度越大C．滑块释放点位置越高，滑块最大速度的位置越低D．滑块释放点位置越高，滑块的最大加速度越大答案D解析滑块从释放到弹簧压至最短的过程中，滑块的重力势能转化为弹簧的弹性势能，弹簧劲度系数越大，弹簧被压至最短时位置越高，滑块减小的重力势能越少，则弹簧的最大弹性势能越小，故A错误；设滑块刚接触弹簧时的速度为v0，速度最大时弹簧的压缩量为x，则有kx＝mg sinθ，弹簧劲度系数越大，x越小，重力势能减少量越小，则最大速度v m越小，故B错误；弹簧弹力等于滑块重力沿斜面分力时，即kx＝mg sinθ，此时滑块速度最大，则滑块最大速度的位置不变，故C错误；滑块释放点位置越高，滑块接触弹簧时动能越大，则弹簧压缩量越大，弹簧弹力越大，则滑块的最大加速度越大，故D正确。

2．(多选)(2021·江苏苏州市震川中学第一次统测)如图2所示，一轻杆可绕光滑固定转轴O在竖直平面内自由转动，杆的两端固定有两小球A和B(可看做质点)。

A、B的质量分别为2kg和8kg，到转轴O的距离分别为0.2m和0.1m。

现使轻杆从水平位置由静止开始绕O轴自由转动，当A球到达最高点时(g＝10m/s2)，下列说法正确的是()图2A．转轴O对杆的作用力方向沿竖直方向向上B．球A只受重力和杆对它的拉力C ．球A 的角速度为52rad/sD ．球B 的角速度为215rad/s答案AC 解析根据机械能守恒定律可得m B gL 2－m A gL 1＝12m A v 2A ＋12m B v 2B ，A 、B 两球同轴转动，角速度相同，所以有v A ＝L 1ω，v B ＝L 2ω，联立并代入数据解得ω＝52rad/s ，故C 正确，D 错误；杆对B 球的作用力为F B ，合力提供向心力，有F B －m B g ＝m B v 2B L 2，代入数据解得F B ＝120N ，球对杆向下的拉力为120N 。

届高考物理二轮复习简易通(新课标)word版训练：讲功能关系在力学中的应用

第4讲功能关系在力学中地应用»活页规范剎條*............................ 齐祈...匚匸石 (1)* ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- (1〜6题为单项选择题，7〜10题为多项选择题>1.如图2-4—19所示,质量为m地物体在与水平方向成B角地恒力F作用下以加速度a做匀加速直线运动，已知物体和地面间地动摩擦因数为仏物体在地面上运动距离为X地过程中力F做地功为b5E2RGbCAP(>•图 2 —4—19A.卩mgX.错误！C.错误！D.错误！p1EanqFDPw解读以物体为研究对象，竖直方向有Fsin 0+ mg= F N,水平方向有Feos —卩F = ma,联立解得F =错误！，在此过程中F做功W= Fxeos 0=错误！，故正确选项为B.DXDiTa9E3d答案B2.小明同学骑电动自行车沿平直公路行驶，因电瓶“没电”，故改用脚蹬车匀速前行.设小明与车地总质量为100 kg,骑行过程中所受阻力恒为车和人总重2地0.02倍,g取10 m/s .通过估算可知，小明骑此电动车做功地平均功率最接近RTCrpUDGiT(>.A. 10 WB. 100 WC. 300 WD. 500 W解读由P= Fv可知,要求骑车人地功率，一要知道骑车人地动力，二要知道骑车人地速度，前者由于自行车匀速行驶，由二力平衡地知识可知F = f= 20 N, 后者项 B 正确.5PCzVD7HxA对于骑车人地速度我们应该有一个估测，约为5 m/s,所以由P= Fv得，选答案B3•光滑水平地面上叠放着两个物体 A 和B,如图2-4-20所示•水平拉力F 作用在物体B 上，使A 、B 两物体从静止出发一起运动.经过时间 t,撤去拉力F,再经过时间t,物体A 、B 地动能分别设为E A 和E B ,在运动过程中A 、B 始终保持相对静止.以下有几个说法：①E A + E B 等于拉力F 做地功；②E A + E B 小于拉力F 做地功；③E A 等于撤去拉力F 前摩擦力对物体A 做地功；④E A 大于撤去拉力F 前摩擦力对物体A 做地功.其中正确地是jLBHrnAlLg(>.图 2 -4-20A .①③B .①④C .②③D .②④答案A4.物体在恒定阻力作用下，以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止，以a 、E k 、s 和t 分别表示物体运动地加速度大小、动能、位移地大小和运动地时间，则以下各图象中，能正确反映这一过程地是XHAQX74J0X(>.解读物体在恒定阻力作用下运动，其加速度随时间不变，随位移不变，选项A 、B 错误；由动能定理，fs = E k — E ko ,解得E k = E ko — fs,选项C 正确,D 错误.LDAYtRyKfE答案C 5. 如图2-4-21所示，一质量为m 地滑块以初速度V 0从固定于地面地斜面底端 O simCA开始冲上斜面，到达某一高度后返回A,斜面与滑块之间有摩擦.下列各项分别表示它在斜面上运动地速度v、加速度a、重力势能E p和机械能E随时间变化地图象，可能正确地是Zzz6ZB2Ltk解读滑块上滑和回落过程中受到地摩擦力方向不同，加速度大小不等、方向相同，上升时地加速度a i大于回落时地加速度a2,故A、B错•摩擦力一直做负功,机械能一直减小，D错.设滑块滑到最咼点时地重力势能为E pm,斜面倾角为则上升过程E p= mg错误! a i t2 sin 0=错误！mga i sin •,回落过程E p =E pm 一mg 错误！a2(t—t o>2 sin 0其中t o为滑块上滑地总时间，故C图象为两段抛物线，正确.dvzfvkwMIi答案C6. 如图2—4—22所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为0地粗糙斜面底端,弹簧处于自然状态时上端位于A点.质量为m地物体从斜面上地与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上.下列说法正确地是B点由静止下滑, rqyn14ZNXI图 2 -4 -22A .物体最终将停在A点B •物体第一次反弹后有可能到达B点C. 整个过程中重力势能地减少量大于克服摩擦力做地功D. 整个过程中物体地最大动能大于弹簧地最大弹性势能解读物体最终处于静止状态，故受力平衡，由题知物体重力沿斜面地分力大于物体受到地沿斜面向上地滑动摩擦力，故物体最终将停在A点以下,A项错；根据能量守恒，物体在运动过程中受到滑动摩擦力作用，机械能减少，故物体第一次反弹后不可能到达B点,B项错误；根据能量守恒，物体在整个过程中重力势能地减少量等于克服摩擦力及克服弹簧弹力做地总功，故C项正确；整个过程中，物体处于平衡态时其动能最大，设物体处于平衡态时，弹簧地压缩量为x i,则根据动能定理有(mgsin ―卩mgos A (X AB+ x i>—圧pi= E km, 当物体位于斜面最低点时弹簧地弹性势能最大，设此时弹簧地压缩量为X2,根据动能定理有(mgsin 0—mgps O(X AB+ X2> —AE pm = 0,由于X2>x i,故AE pm>E km,故 D 项错.EmxvxOtOco答案C7. (2018山东卷,16>如图2 —4 —23所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面地夹角相同，顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m>地滑块、通过不可伸长地轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮地质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动地过程中SixE2yXPq5(>.图 2 — 4 —23A .两滑块组成地系统机械能守恒B .重力对M 做地功等于M 动能地增加C. 轻绳对m 做地功等于m 机械能地增加D. 两滑块组成系统地机械能损失等于 M 克服摩擦力做地功解读两滑块释放后,M 下滑、m 上滑，摩擦力对M 做负功，系统地机械能减小，减小地机械能等于 M 克服摩擦力做地功，选项A 错误,D 正确.除重力对滑块M 做正功外，还有摩擦力和绳地拉力对滑块 M 做负功，选项B 错误.绳地拉力对滑块m 做正功，滑块m 机械能增加，且增加地机械能等于拉力做地功选项C 正确.6ewMyirQFL答案 CD 8 .下列各图是反映汽车以额定功率 P 额从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动地过程中，其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化地图象正确地是kavU42VRUs解读分析汽车启动过程可知，汽车先是牵引力不变地匀加速启动过程度恒定,速度均匀增大，功率均匀增大；当功率达到额定功率时，功率不再变化, 此后汽车为恒定功率启动，速度继续增大，牵引力减小，加速度减小，当牵引力，其加速等于阻力时，加速度减小到零，速度达到最大，然后匀速运动.结合各选项地图象可知,选项B错误,A、C、D正确.y6v3AL0S89答案ACD9. 如图2-4-24所示,M为固定在水平桌面上地有缺口地正方形木块，abcd为半径是R地错误!光滑圆弧形轨道,a为轨道地最高点,de面水平且有一定长度•今将质量为m地小球在d点地正上方高为h处由静止释放，让其自由下落到d处切入轨道内运动，不计空气阻力，则M2ub6vSTnP(＞•A •只要h大于R,释放后小球就能通过a点B •只要改变h地大小，就能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落至U de面上C. 无论怎样改变h地大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内D. 调节h地大小，可以使小球飞出de面之外(即e地右侧＞解读要使小球到达最高点a,则在最高点小球速度最小时有mg= m错误！，得最小速度v =错误！，由机械能守恒定律得mg(h—R＞=错误! mv2,得h=错误！R 即h必须大于或等于错误！R,小球才能通过a点,A项错；小球若能到达a点, 并从a 点以最小速度平抛，有R=错误！gt2,x= vt =错误！R,所以无论怎样改变h地大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内,B项错,C项正确；如果h 足够大,小球可能会飞出de面之外,D项正确.OYujCfmUCw答案CD10. (2018北京西城期末＞如图2 —4 —25甲所示,物体以一定地初速度从倾角a二37。

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2018届高三二轮物理专题限时规范训练4功能关系的应用(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(每小题4分，共44分)1.用水平力F 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻撤去拉力F ，物体做匀减速直线运动，到t 2时刻停止，其速度—时间图象如图1所示，且α>β，若拉力F 做的功为W 1，平均功率为P 1；物体克服摩擦阻力F f 做的功为W 2，平均功率为P 2，则下列选项正确的是( ) A ．W 1>W 2；F ＝2F fB ．W 1＝W 2；F >2F fC ．P 1>P 2；F >2F fD ．P 1＝P 2；F ＝2F f2.如图2所示，滑块A 、B 的质量均为m ，A 套在固定竖直杆上，A 、B 通过转轴用长度为L 的刚性轻杆连接，B 放在水平面上并靠着竖直杆，A 、B 均静止．由于微小的扰动，B 开始沿水平面向右运动．不计一切摩擦，滑块A 、B 视为质点．在A 下滑的过程中，下列说法中正确的是( )A ．A 、B 组成的系统机械能守恒B ．在A 落地之前轻杆对B 一直做正功C ．A 运动到最低点时的速度的大小为2gLD ．当A 的机械能最小时，B 对水平面的压力大小为2mg3.如图3所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转．现将一个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段匀速运动到传送带顶端．则下列说法中正确的是( )A ．第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功B ．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C ．第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量D ．两个阶段摩擦力对物体所做的功等于物体机械能的减少量4.如图4所示，均匀带正电的圆环水平放置，AB 为过圆心O 的竖直轴线．一带正电的微粒(可视为点电荷)，从圆心O 正上方某处由静止释放向下运动，不计空气阻力．在运动的整个过程中，下列说法中正确的是 ( )A ．带电微粒的加速度可能一直增大B ．带电微粒的电势能可能一直减小C ．带电微粒的动能可能一直增大D ．带电微粒的运动轨迹可能关于O 点对称5.如图5所示为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮(不计滑轮的质量与摩擦)，轻绳的另一端悬重为图1 图2 图3 图4G 的物体．设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v 逆时针转动．则 ( )A ．人对重物做功，功率为G vB ．人对传送带的摩擦力大小等于G ，方向水平向左C ．在时间t 内人对传送带做功消耗的能量为G v tD ．若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变6.如图6所示，有一光滑的半径可变的14圆形轨道处于竖直平面内，圆心O 点离地高度为H .现调节轨道半径，让一可视为质点的小球a 从与O 点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落，使小球离开轨道后运动的水平位移S 最大，则小球脱离轨道最低点时的速度大小应为( ) A. gH B. gH 3C. 2gH 3D. 4gH 3 7.一辆质量为m 的卡车在平直的公路上，以初速度v 0开始加速行驶，经过一段时间t ，卡车前进的距离为s 时，恰好达到最大速度v m .在这段时间内，卡车发动机的输出功率恒为P ，卡车运动中受到的阻力大小恒为F ，则这段时间内发动机对卡车做的功为( )A ．PtB ．FsC ．F v m t D. 12m v m 2＋Fs －12m v 02 8.如图7所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15°角，AB 直线与匀强电场E 垂直，在A 点以大小为v 0的初速度水平抛出一质量为m 、电荷量为＋q 的小球，经时间t ，小球下落一段距离过C 点(图中未画出)时速度大小仍为v 0，在小球由A 点运动到C 点的过程中，下列说法正确的是 ( )A ．电场力对小球做功为零B ．小球的电势能减小C ．小球的电势能增量大于mg 2t 2/2D ．C 可能位于AB 直线的左侧9.如图8所示，一形状为抛物线的光滑曲面轨道置于竖直平面内，轨道的下半部处在一个垂直纸面向外的磁场中，磁场的上边界是y＝a 的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，且不计空气阻力，则金属环沿抛物线运动的整个过程中损失的机械能的总量ΔE 为( )A ．若磁场为匀强磁场，ΔE ＝mg (b －a )＋12m v 2 B ．若磁场为匀强磁场，ΔE ＝mg (b －a )C ．若磁场为非匀强磁场，ΔE ＝12m v 2 图6图7图8D ．若磁场为非匀强磁场，ΔE ＝mgb ＋12m v 2 10.如图9所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两轨道上端用一电阻R 相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为m 的金属杆ab 以初速度v 0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h 后又返回到底端．若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计．则下列说法正确的是 ( )A ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程通过电阻R 的电量一样多B ．金属杆ab 上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于12m v 02 C ．金属杆ab 上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等D ．金属杆ab 在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量11.如图10所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O 点为圆环的圆心，a 、b 、c 、d 为圆环上的四个点，a 点为最高点，c 点为最低点，bd 沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a 点由静止释放．下列判断正确的是 ( )A ．小球能越过与O 等高的d 点并继续沿环向上运动B ．当小球运动到c 点时，洛伦兹力最大C ．小球从a 点到b 点，重力势能减小，电势能增大D ．小球从b 点运动到c 点，电势能增大，动能先增大后减小二、实验题(12、13题各6分，共12分)12. (6分)“探究功与物体速度变化的关系”的实验如图11所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W .当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．图11(1)(2分)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、__________(填测量工具)和________电源(填“交流”或“直流”)．(2)(2分)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车的速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．A ．橡皮筋处于原长状态B ．橡皮筋仍处于伸长状态图9图10C ．小车在两个铁钉的连线处D ．小车已过两个铁钉的连线(3)(2分)在正确操作情况下，打在纸带上的点并不都是均匀的，如图12所示．为了测量小车获得的速度，应选用纸带的________部分进行测量(根据下面所示的纸带回答，并用字母表示)．图1213.用如图13所示的实验装置验证机械能守恒定律．重锤由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点进行测量，即可验证机械能守恒定律．(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A ．按照图示装置安装好器材B ．将打点计时器接到直流电源上C ．先松开悬挂纸带的夹子，后接通电源打出一条纸带D ．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤，将其选项对应的字母填写在下面的空行内．________________________________________________________________________(2)利用这个装置可以测量重锤下落的加速度的数值．如图14所示，根据打出的纸带，选取纸带上打出的连续五个点A 、B 、C 、D 、E ，测量出A 点距打下的第一个点O 距离为x 0，点A 、C 间的距离为x 1、点C 、E 间的距离为x 2，使用交流电的频率为f ，则根据这些条件计算重锤下落的加速度的表达式为a ＝________，打C 点时重锤的速度v ＝________.图14三、解答题(14题11分，15题15分，16题18分，共44分)14. (11分)如图15所示，半径R ＝0.5 m 的光滑半圆轨道竖直固定在高h ＝0.8 m 的光滑水平台上并与平台平滑连接,平台CD 长L ＝1.2 m,平台上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块m 1和m 2组成的装置Q ，Q 处于静止状态．装置Q 中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小弹簧(物块与弹簧不栓接)．某时刻装置Q 中细线断开，待弹簧恢复原长后，m 1、m 2两物块同时获得大小相等、方向相反的水平速度，m 1经半圆轨道的最高点A 后，落在水平地面上的M 点，m 2落在水平地面上的P 点．已知m 1＝m 2＝0.2 kg ，不计空气阻力，g 取10 m/s 2.若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为7.2 J ，求：(1)物块m 1通过平台到达半圆轨道的最高点A 时对轨道的压力；(2)物块m 1和m 2相继落到水平地面时P 、M 两点之间的水平间距．15.(15分)在半径R ＝5 000 km 的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图16甲所图13图15示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB 和圆弧轨道BC 组成，将质量m ＝0.2 kg 的小球从轨道AB 上高H 处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C 点时对轨道的压力F ，改变H 的大小，可测出相应的F 大小，F 随H 的变化关系如图乙所示．求：甲乙图16(1)圆轨道的半径；(2)该星球的第一宇宙速度．16.如图17所示，P ABCD 是固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中P A是竖直轨道，ABCD 是半径为R 的圆弧轨道，两轨道在A 点平滑连接．B 、D 分别为圆轨道的最低点和最高点，B 、D 连线是竖直直径，A 、C 连线是水平直径，P 、D 在同一水平线上．质量为m 、电荷量为＋q 的小球从轨道上P 点静止释放，运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g .(1)小球运动到B 点时，轨道对小球的作用力有多大？ (2)当小球运动到C 点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强度E ＝mg 2q，结果小球运动点D 后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q 点，求Q 点与P 点间的距离s .答案 1．BC 2．AC 3．AC 4．C 5．BC 6．A 7．ACD 8.C9．AD 10．ABD 11.D12．(1)(毫米)刻度尺、交流(各1分) (2)B(2分)(3)GI 或GK (学生只要取匀速部分均为正确)(2分)13．(1)BC(2分) (2)a ＝(x 2－x 1)f 24，v ＝(x 1＋x 2)f 4(每空2分) 14． (1)4.4 N (2)1.2 m15. (1)0.2 m (2)5 km/s16． (1)5mg (2)14R图17。