备战2021新高考物理-重点专题-功能关系的应用(一)(含解析)
高考物理一轮复习 考点15 功能关系 机械能守恒定律及其应用练习(含解析)-人教版高三全册物理试题
考点15 功能关系 机械能守恒定律与其应用题组一 根底小题1．如下关于功和能的说法正确的答案是( )A ．作用力做正功，反作用力一定做负功B ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化C ．假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D ．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少答案 C解析 当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A 错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，比如匀速圆周运动，故B 错误；假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的力做的功等于零时，物体的机械能也守恒，故C 正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，假设同时物体受到的向上的拉力做正功，如此物体动能不一定减少，故D 错误。
2.如下列图，运动员把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h ，在最高点时的速度为v ，不计空气阻力，重力加速度为g ，如此运动员踢球时对足球做的功为( )A.12mv 2 B ．mgh C ．mgh ＋12mv 2 D ．mgh ＋mv 2答案 C解析 足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球所做的功为W ＝mgh ＋12mv 2，故A 、B 、D 错误，C 正确。
3.如下列图，一辆小车在牵引力作用下沿弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，如此上行过程中( )A ．小车处于平衡状态，所受合外力为零B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量D ．小车重力的功率逐渐增大答案 C解析 小车做匀速圆周运动，合力充当向心力，不为零，故A 错误；对小车受力分析，牵引力F ＝f ＋mg sin θ，阻力大小恒定，θ变小，所以F 变小，故B 错误；由功能关系得：小车受到的牵引力对小车做的功等于小车重力势能的增加量和因摩擦生成的热量，即牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故C 正确；小车重力的功率P ＝mgv sin θ，θ变小，P 减小，故D 错误。
高考物理专题——功 功率和功能关系
第1讲功功率和功能关系专题复习目标学科核心素养高考命题方向1.本讲内容主要是复习功和功率的分析与计算、动能定理以及力学中的功能关系应用。
2．熟练应用动能定理进行分析和推理。
1.物理观念：主要是对功和功率的概念理解；对功能关系的理解。
2．科学推理：应用动能定理和力学中的功能关系分析和解决问题。
高考强调以生活中的实例为背景，强化对做功和功率概念的理解，在多过程运动情景中运用动能定理分析和推理。
命题方向主要围绕功和功率、动能定理的应用以及对功能关系的理解。
一、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，相互摩擦的物体间不仅有机械能的转移，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。
二、几个重要的功能关系1．重力做的功等于重力势能减少量，即W G＝－ΔE p。
2．弹力做的功等于弹性势能减少量，即W弹＝－ΔE p。
3．合力做的功等于动能的变化，即W＝ΔE k。
4．重力(或系统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化，即W其他＝ΔE。
5．系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度，即Q＝F f x相对。
三、功和功率的求解1．功的求解：W＝Fl cos α用于恒力做功，变力做功可以用动能定理或者图象法来求解。
2．功率的求解：可以用定义式P＝Wt来求解，如果力是恒力，可以用P＝F v cos α来求解。
四、动能定理的应用技巧若运动包括几个不同的过程，可以全程或者分过程应用动能定理。
题型一功和功率1．几种力做功(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关，与路径无关。
高考物理一轮复习专项训练—电场中功能关系及图像问题(含解析)
高考物理一轮复习专项训练—电场中功能关系及图像问题（含解析）1.如图所示，在电场强度大小为E、方向竖直向上的匀强电场中，一质量为m、带电荷量为＋q的物体，以某一初速度沿电场方向做匀减速直线运动，不计空气阻力，其加速度大小为0.6qEm，物体运动距离s时速度变为零．则在此过程中()A．物体克服静电力做功0.6qEsB．物体的电势能增加了qEsC．物体的重力势能增加了qEsD．物体的动能减少了0.6qEs2.(2023·广东深圳市高三检测)如图所示，有一竖直固定放置的绝缘圆环，圆环上均匀分布着正电荷，一固定绝缘光滑细杆过圆心且沿垂直圆环平面方向穿过圆环，细杆上套有一个带正电的小环，小环从A点由静止释放，沿细杆运动．下列说法一定正确的是()A．小环所受静电力逐渐变小B．小环的加速度先向右后向左C．小环的电势能逐渐增加D．小环的动能逐渐增加3．(2023·江西赣州市模拟)带电球体的半径为R，以球心为原点O建立坐标轴x，轴上各点电势φ随x变化如图所示，下列说法正确的是()A ．球体带正电荷B ．球心处电场强度最大C ．A 、B 两点电场强度相同D ．一带负电的试探电荷在B 点的电势能比在C 点的电势能大4．(多选)如图甲所示，a 、b 是点电荷的电场中同一条电场线上的两点，一个带电粒子在a 点由静止释放，仅在静电力作用下从a 点向b 点运动，粒子的动能与位移之间的关系如图乙所示，则下列说法中正确的是()A ．带电粒子与场源电荷带异种电荷B ．a 点电势比b 点电势高C ．a 点电场强度比b 点电场强度大D ．带电粒子在a 点的电势能比在b 点的电势能大5.(多选)如图，竖直平面内有a 、b 、c 三个点，b 点在a 点正下方，b 、c 连线水平．第一次，将一质量为m 的小球从a 点以初动能E k0水平抛出，经过c 点时，小球的动能为5E k0；第二次，使此小球带正电，电荷量为q ，同时加一方向平行于abc 所在平面、电场强度大小为2mgq的匀强电场，仍从a 点以初动能E k0沿某一方向抛出小球，小球经过c 点时的动能为13E k0.下列说法正确的是(不计空气阻力，重力加速度大小为g )()A．a、b两点间的距离为5E k0mgB．a、b两点间的距离为4E k0mgC．a、c两点间的电势差为8E k0qD．a、c两点间的电势差为12E k0q6.(多选)如图所示，半圆槽光滑、绝缘、固定，圆心是O，最低点是P，直径MN水平．a、b 是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷)，b固定在M点，a从N点由静止释放，沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零．则小球a()A．从N到Q的过程中，重力与库仑力的合力先增大后减小B．从N到P的过程中，速率先增大后减小C．从N到Q的过程中，电势能一直增加D．从P到Q的过程中，动能减少量小于电势能增加量7.如图所示，竖直固定的光滑绝缘细杆上O点套有一个电荷量为－q(q>0)的小环，在杆的左侧O′处固定一个电荷量为＋Q(Q>0)的点电荷，杆上a、b两点与O′点正好构成等边三角形，c是ab的中点．使小环从O点无初速度释放，小环通过a点时的速率为v.若已知ab＝Oa＝l，静电力常量为k，重力加速度为g.则()A．在a点，小环所受弹力大小为kQql2B．在c点，小环的动能最大C．在c点，小环的电势能最大D．在b点，小环的速率为v2＋2gl8.(多选)(2021·湖南卷·9)如图，圆心为O的圆处于匀强电场中，电场方向与圆平面平行，ab 和cd为该圆直径．将电荷量为q(q>0)的粒子从a点移动到b点，电场力做功为2W(W>0)；若将该粒子从c点移动到d点，电场力做功为W.下列说法正确的是()A．该匀强电场的场强方向与ab平行B．将该粒子从d点移动到b点，电场力做功为0.5WC．a点电势低于c点电势D．若只受电场力，从d点射入圆形电场区域的所有带电粒子都做曲线运动9．(多选)在x轴上分别固定两个点电荷Q1、Q2，Q2位于坐标原点O处，两点电荷形成的静电场中，x轴上的电势φ随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是()A．x3处电势φ最高，电场强度最大B．Q1带正电，Q2带负电C．Q1的电荷量小于Q2的电荷量D．电子从x1处沿x轴移动到x2处，电势能增加10．(多选)(2023·福建厦门市质检)空间中有水平方向上的匀强电场，一质量为m、带电荷量为q的微粒在某平面内运动，其电势能和重力势能随时间的变化如图所示，则该微粒()A ．一定带正电B ．0～3s 内静电力做的功为－9JC ．运动过程中动能不变D ．0～3s 内除静电力和重力外所受其他力对微粒做的功为12J11.(2023·黑龙江省高三检测)如图所示，放置在竖直平面内的粗糙直线轨道AB 与光滑圆弧轨道BCD 相切于B 点，C 为最低点，圆心角∠BOC ＝37°，线段OC 垂直于OD ，圆弧轨道半径为R ，直线轨道AB 长为L ＝5R ，整个轨道处于匀强电场中，电场强度方向平行于轨道所在的平面且垂直于直线OD ，现有一个质量为m 、带电荷量为＋q 的小物块P 从A 点无初速度释放，小物块P 与AB 之间的动摩擦因数μ＝0.25，电场强度大小E ＝mg q，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g ，忽略空气阻力．求：(1)小物块第一次通过C 点时对轨道的压力大小；(2)小物块第一次从D 点飞出后上升的最大高度；(3)小物块在直线轨道AB 上运动的总路程．12．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有一带负电荷的小滑块，在x ＝1m 处以初速度v 0＝3m/s 沿x 轴正方向运动．小滑块的质量为m ＝2kg 、带电荷量为q ＝－0.1C ，可视为质点．整个区域存在沿水平方向的电场，图乙是滑块电势能E p 随位置x 变化的部分图像，P 点是图线的最低点，虚线AB是图像在x＝1m处的切线，并且AB经过(0,3)和(3,0)两点，g＝10m/s2.下列说法正确的是()A．x＝1m处的电场强度大小为20V/mB．滑块向右运动过程中，加速度先增大后减小C．滑块运动至x＝3m处时，速度大小为2m/sD．若滑块恰好到达x＝5m处，则该处的电势为50V答案及解析1．D2.D3.D4.CD5.BC6.BC7．D8．AB [由于该电场为匀强电场，可采用矢量分解的思路．沿cd 方向建立x 轴，垂直于cd 方向建立y 轴，如图所示从c 到d 有W ＝E x q ·2R从a 到b 有2W ＝E y q ·3R ＋E x qR 可得E x ＝W 2qR ，E y ＝3W 2qR则E ＝E x 2＋E y 2＝W qR，tan θ＝E y E x＝3由于电场方向与水平方向成60°角，则场强方向与ab 平行，且由a 指向b ，A 正确；将该粒子从d 点移动到b 点，电场力做的功为W ′＝Eq R 2＝0.5W ，B 正确；沿电场线方向电势逐渐降低，则a 点电势高于c 点电势，C 错误；若粒子从d 点射入圆形电场区域的速度方向与ab 平行，则粒子做匀变速直线运动，D 错误．]9．BD [φ－x 图像的斜率表示电场强度，所以由题图可知x 3处电势φ最高，电场强度最小为0，则A 错误；由于沿着电场线方向电势逐渐降低，则0～x 3电场线方向指向x 轴的负方向，x 3～＋∞电场线方向指向x 轴的正方向，并且在x 3处电势φ最高，电场强度最小为0，根据点电荷电场强度公式E ＝k Q r2，由近小远大规律可知，Q 1的电荷量大于Q 2的电荷量，并且Q 1带正电，Q 2带负电，所以B 正确，C 错误；电子从x 1处沿x 轴移动到x 2处，静电力做负功，电势能增加，所以D正确．]10．BCD[由于不清楚电场强度的方向，故无法确定微粒的电性，故A错误；由题图可知，0～3s内电势能增加9J，则0～3s静电力做的功为－9J，故B正确；由题图可知，电势能均匀增加，即静电力做的功与时间成正比，说明微粒沿静电力方向做匀速直线运动，同理，沿重力方向也做匀速直线运动，则微粒的合运动为匀速直线运动，所以运动过程中速度不变，动能不变，故C正确；由功能关系可知，0～3s内重力势能与电势能共增加12J，又微粒的动能不变，故0～3s内除静电力和重力外所受其他力对微粒做的功为12J，故D正确．] 11．(1)10.8mg(2)1.2R(3)15R解析(1)由几何关系知，轨道AB与水平面的夹角为37°，小物块从A点第一次到C点的过程，由动能定理知：(qE＋mg)(L sin37°＋R－R cos37°)－μ(qE＋mg)L cos37°＝12m v C12－0在C点由牛顿第二定律知：F N－qE－mg＝m v C12 R，联立解得：F N＝10.8mg由牛顿第三定律知此时小物块对轨道的压力大小是10.8mg.(2)小物块从A第一次到D的过程，由动能定理知(qE＋mg)(L sin37°－R cos37°)－μ(qE＋mg)L cos37°＝12m v D12－0小物块第一次到达D点后以速度v D1逆着电场线方向做匀减速直线运动，由动能定理知－(qE＋mg)x max＝0－12v D12联立解得：x max＝1.2R.(3)分析可知小物块到达B点的速度为零后，小物块就在圆弧轨道上做往复圆周运动，由功能关系知(qE＋mg)L sin37°＝μ(qE＋mg)d cos37°，解得：d＝15R.12．C[E p－x图像斜率的绝对值表示滑块所受静电力的大小，所以滑块在x＝1m处所受静电力大小为F＝|ΔE pΔx|＝1N，可得E1＝10V/m，选项A错误；滑块向右运动过程中，静电力先减小后增大，则加速度先减小后增大，选项B错误；滑块从x＝1m的位置运动至x＝3m处时，根据动能定理有12m v2－12m v02＝W电，W电＝ΔE p′＝1J，解得速度大小为v＝2m/s，选项C正确；若滑块恰好到达x＝5m处，则12m v02＝W电′＝E p2－E p1，其中E p1＝2J，解得滑块的电势能E p2＝5J，该处的电势为φ＝E p2q＝5－0.1V＝－50V，选项D错误．]。
2023届高考物理一轮复习--简明精要的考点归纳与方法指导--专题六 功能关系（八大考点）
2023年高考物理一轮复习--简明精要的考点归纳与方法指导专题六功能关系（八大考点）考点一功的正负判断和大小计算1.功的正负判断方法(1)恒力功的判断:依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中功的判断:(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功。
此法常用于两个相联系的物体之间的相互作用力做功的判断。
2.恒力功的计算方法3.总功的计算方法方法一:先求合力F合,再用W总=F合l cos α求功,此法要求F合为恒力。
方法二:先求各个力做的功W 1、W 2、W 3、…,再应用W 总=W 1+W 2+W 3+…求总功,注意代入“+”“-”再求和。
4.变力做功的计算方法方法常见情境方法概述微元法将物体的位移分割成许多小段,因小段很小,每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力,这样就将变力做功转化为在无数个无穷小的位移方向上的恒力所做功的代数和。
此法在中学阶段,常应用于求解大小不变、方向改变的变力做功问题 平均 力法在求解变力做功时,若物体受到的力方向不变,而大小随位移呈线性变化,即力均匀变化,则可以认为物体受到一大小为F =F 1+F 22的恒力作用,F 1、F 2分别为物体初、末态所受到的力,然后用公式W=F l cos α求此力所做的功图像法在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正,位于x 轴下方的“面积”为负,但此方法只便于求图线所围图形规则的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)化变力 为恒力在F -x 图像中,图线与x 轴所围“面积”的代数和就表示力F 在这段位移所做的功,且位于x 轴上方的“面积”为正,位于x 轴下方的“面积”为负,但此方法只便于求图线所围图形规则的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)用W= Pt计算这是一种等效代换的观点,用W=Pt计算功时,必须满足变力的功率是不变的这一条件考点二功率的分析与计算1.平均功率的计算方法(1)利用P=Wt。
2022-2023年高考物理一轮复习 功能关系的三类典型问题课件(重点难点易错点核心热点经典考点)
1
mv2
2
C.传送这个物块系统摩擦生热为mv2
D.动摩擦因数μ越大,传送过程中摩擦生热越多
【素养训练】 1.(多选)在大型物流货场,广泛地应用传送带搬运货物.如图甲所示,倾斜的传 送带以恒定速率运动,传送带始终是绷紧的,将m=1 kg的货物放在传送带上的A 点,经过1.2 s到达传送带的B点.用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时 间t变化的图像如图乙所示,已知重力加速度g=10 m/s2.由v-t图像可知 ( )
R
D.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m v2
2R
知识点三 皮带传动模型中的功能关系 1.模型特点: (1)物块与传送带之间往往存在相对滑动. (2)物块的运动一般存在多个过程. (3)一般涉及内能的增加,即摩擦生热. 2.解决思路: (1)对物块受力分析,明确物块的运动情况. (2)计算物块和传送带的位移及相对位移. (3)利用公式Q=fx相对求热量.
【加固训练】
(多选)如图,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环
顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动.设开始时
小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好
没有压力.下列正确的是( )
A.从A到B的过程中,小球的机械能守恒
B.从A到B的过程中,小球的机械能减少 C.小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m v2
功能关系的三类典型问题
知识点一 板块模型中的功能关系 1.模型特点: (1)系统中的涉及摩擦力做功、动能、内能变化问题. (4)处理问题常常用到整体法和隔离法.
2.解决思路: (1)分清有多少种形式的能(如机械能、热能、电能)在变化. (2)分别找出所有减少的能量和所有增加的能量. (3)利用增加的能量与减少的能量相等列式计算.
2022届高考物理核心考点知识归纳典例剖析与同步练习功能关系能量守恒定律(解析版)
2022届高考物理核心考点知识归纳典例剖析与同步练习功能关系能量守恒定律（解析版）2021年高考物理核心考点知识归纳、典例分析与同步练习：功能关系能量守恒定律★重点归纳★一、能量1、概念：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量．2、能量的转化：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总量保持不变也就是说当某个物体的能量减少时，一定存在其他物体的能量增加，且减少量一定等于增加量；当某种形式的能量减少时，一定存在其他形式的能量增加，且减少量一定等于增加量．3、功是能量转化的量度．不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程．且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)。
功能的变化表达式重力做功正功重力势能减少重力势能变化负功重力势能增加弹力做功正功弹性势能减少弹性势能变化负功弹性势能增加合力做功正功动能增加动能变化负功动能减少除重力(或系统内弹力)外其他力做功正功机械能增加机械能变化负功机械能减少二、能量守恒定律1、内容：能量既不会消灭，也不会产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变，这个规律叫做能量守恒定律．2、表达式：；．3、利用能量守恒定律解题的基本思路．（1）某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量一定和增加量相等．（2）某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．4、利用能量守恒定律解题应注意的问题：（1）该定律是贯穿整个物理学的基本规律之一，是学习物理的一条主线．（2）要分清系统中有多少种形式的能量，发生哪些转移和转化．（3）滑动摩擦力与相对距离的乘积在数值上等于产生的内能，即．★举一反三★【例1】一线城市道路越来越拥挤，因此自行车越来越受城市人们的喜爱，如图，当你骑自行车以较大的速度冲上斜坡时，假如你没有蹬车，受阻力作用，则在这个过程中，下面关于你和自行车的有关说法正确的是()A．机械能增加B．克服阻力做的功等于机械能的减少量C．减少的动能等于增加的重力势能D．因为要克服阻力做功，故克服重力做的功小于克服阻力做的功答案：B【练习1】如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g。
备战2021新高考物理-基础专题-静电场(二)(含解析)
备战2021新高考物理-基础专题-静电场（二）一、单选题1.如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示．则（）A.a一定带正电，b一定带负电B.a的速度将减小，b的速度将增加C.a的加速度将减小，b的加速度将增加D.两个粒子的电势能一个增加一个减小2.均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心初产生的电场．如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，OM=ON=2R．已知M点的场强大小为E，则N点的场强大小为（）A.﹣EB.C.﹣ED.+E3.如图所示，平行板电容器的两个极板为A、B，B板接地，A板带有电荷量+Q，B板带有电荷量﹣Q，板间电场中有一个固定的点P，以下说法正确的是（）A.若将B板固定，A板下移时，P点的电场强度不变，P点的电势降低B.若将B板固定，A板下移时，P点的电场强度增大，P点的电势升高C.若将A板固定，B板上移时，P点的电场强度不变，P点的电势降低D.如果A板固定，B板上移时，P点的电场强度增大，P点的电势升高4.如图所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中线射入，A、B板长为L，相距为d，电压为U2．则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是()A. B. C. D.5.一带负电的微粒只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能随位移x变化的关系如图所示，其中0~x1段是曲线，x1~x2段是平行于x轴的直线，x2~x3段是倾斜直线，则下列说法正确的是（）A.0~x1段电势逐渐升高B.0~x1段微粒的加速度逐渐减小C.x2~x3段电场强度减小D.x2处的电势比x3处的电势高6.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关S ，电源即给电容器充电（）A.保持S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B.保持S接通，减小两极板的正对面积，则极板上的电荷量增大C.充电后断开S ，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差增大D.充电后断开S ，减小两极板的正对面积，则两极板间的电势差增大7.如图所示，一个绝缘圆环，当它的均匀带电且电荷量为+q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC均匀带电+2q，而另一半圆ADC均匀带电–2q，则圆心O处电场强度的大小和方向为（）A.2 E，方向由O指向DB.4E，方向由O指向DC.2 E，方向由O指向BD.08.将一正点电荷从无穷远处移向M点，电场力做功为7.0×10﹣9J，若将一个等量的负电荷从电场中N点移向无穷远处，电场力做功6.0×10﹣9J，设无穷远处电势为零，则M，N两点的电势φM，φN有下列关系（）A.φM＜φN＜0B.φN＜φM＜0C.φM＞φN＞0D.φN＞φM＞09.真空中，两个相距L的固定点电荷P、Q所带的电荷量的绝对值分别为和，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向，电场线上标出了M、N两点，其中过N点的切线与P、Q连线平行，且，则（）A.P带负电，Q带正电B.点电荷P、Q所带电荷量的关系为C.在M点由静止释放一带正电的检验电荷，该电荷仅在电场力的作用下有可能沿电场线运动到N点D.带负电的检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能10.空间有一匀强电场，在电场中建立如图所示的直角坐标系O-xyz，M、N、P为电场中的三个点，M点的坐标为（0，a，0），，N点的坐标为（a，0，0），P点的坐标为（a，，），已知电场方向平行直线MN，M点电势为0，N点电势为1V，则P点的电势为（）A. B. C. D.二、多选题11.如图所示，图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线．一带电粒子+q飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a、b是该曲线上的两点，则下列说法正确是（）A.a点的电场强度小于b点的电场强度B.B.a点的电势低于b点的电势C.粒子在a点的动能小于在b点的动能C.D.粒子在a点的电势能小于在b点的电势能12.汤姆孙利用真空玻璃管测得了电子的电量与质量的比值，叫电子的比荷。
高考物理一轮复习6.4机械能守恒定律--功能关系和能量守恒定律-(原卷版+解析)
考向二功能关系与图像的结合
【典例3】(2021·湖北高考)如图(a)所示，一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小f恒定，物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加速度大小取10 m/s2，物块质量m和所受摩擦力大小f分别为()
A．m＝0.7 kg，f＝0.5 NB．m＝0.7 kg，f＝1.0 N
考点20机械能守恒定律--功能关系和能量守恒定律
新课程标准
1.理解能量守恒定律，体会守恒观念对认识物理规律的重要性。能用能量守恒定律分析生产生活中的有关问题。
命题趋势
考查的内容主要体现对能量观念的认识、模型建构和科学推理等物理学科的核心素养。往往与动力学、运动学以及电磁学等主干知识相结合，并密切联系实际，难度较大，突出体现高考的选择性特征．
(1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加
(2)摩擦生热Q＝Ff·x相对
电能
安培力做功等于电能变化量
(1)安培力做正功，电能减少(2)安培力做负功，电能增加
W电能＝E2－E1＝ΔE
二、两种摩擦力做功特点的比较
类型
比较
静摩擦力做功
滑动摩擦力做功
不同点
能量ห้องสมุดไป่ตู้转化方面
只有机械能从一个物体转移到另一个物体，而没有机械能转化为其他形式的能
试题情境
生活实践类
各种体育比赛项目、各种生产工具、各种娱乐项目和传送带等．
功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题
学习探究类
含弹簧系统能量守恒问题，传送带、板块模型的功能关系的理解和应用、能量守恒及转化问题
考向一功能关系的理解和应用
考向二功能关系与图像的结合
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
备战2021新高考物理-重点专题-功能关系的应用（一）一、单选题1.质量为m的钢制小球用长为l的结实细线悬挂在O点，将小球拉到与O点相齐的水平位置C由静止释放，小球运动到最低点时对细绳的拉力2mg，若小球运动到最低点B时用小锤头向左敲击它一下，瞬间给小球补充机械能△E，小球就能恰好摆到与C等高的A点，设空气阻力只与运动速度相关，且运动越大空气的阻力就越大，则以下关系可能正确的是（）A.△E＞mglB.△E＜mglC.△E= mglD.mgl＜△E＜mgl2.如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为L。
先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻拨动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为L 时，下列说法正确的是（不计一切摩擦）（）A.杆对小球A做功为B.小球A和B的速度都为C.小球A，B的速度分别为和D.杆与小球A和B组成的系统机械能减少了mgL3.物体从高处自由下落，若选地面为参考平面，则下落时间为落地时间的一半时，物体所具有的动能和重力势能之比为（）A.1:3B.1:4C.1:2D.1:14.质量为2 t的汽车，发动机的功率为30 kW，在水平公路上能以54 km/h的最大速度行驶，如果保持功率不变，汽车速度为36 km/h时，汽车的加速度为（）A.0.5m/s2B.1 m/s2C.1.5m/s2D.2 m/s25.如图所示，将质量为m的小球以速度v0由地面竖直向上抛出．小球落回地面时，其速度大小为．设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则下列说法正确的是（）A.克服空气阻力做功B.上升时间等于下降时间C.上升的最大高度为D.重力做功不为零6.如图所示，倾角为θ的传送带沿逆时针方向以加速度a加速转动时，小物体A与传送带相对静止，重力加速度为g.则()A.只有a>gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用B.只有a<gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用C.只有a＝gsinθ，A才受沿传送带向上的静摩擦力作用D.无论a为多大，A都受沿传送带向上的静摩擦力作用7.如图，光滑水平面上子弹m水平射入木块后留在木块内，现将子弹、弹簧、木块组成的系统作为研究对象，从子弹开始射入木块到弹簧压缩到最短的整个过程中（）A.动量守恒, 机械能不守恒B.动量不守恒, 机械能不守恒C.动量机械能均守恒D.动量不守恒, 机械能守恒8.如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为θ，传送带以速度v0逆时针匀速转动。
在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ>tanθ，则能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的图象是（）A. B. C. D.9.如图所示是杭州市标志建筑“日月同辉”。
其中“日”指的是“杭州国际会议中心”，“月”指的是“杭州大剧院”。
现有甲、乙两质量相同的物体（可看成质点）在顶点同时由静止开始从前（凹）、后（凸）两个面下滑，到达底端时下落的高度与经过的路程相同，设两物体与两个面之间的动摩擦因素相同且不变。
则以下说法中正确的为（）A.摩擦力对甲乙两物体做的功相同B.甲、乙两物体减少的重力势能相同C.甲、乙两物体到达底端时的动能相同D.甲、乙两物体从顶端到底端所用时间相同10.如图所示，在竖直平面内，半径为2R的四分之一圆弧轨道AB与半径为R的半圆轨道BC 在B点平滑连接，C、A两点在同﹣水平线上，C、B两点在同一竖直线上（中点为O），圆弧AB上的D点与O点等高．一个质量为m的小物块自距A点高为R的P点自由下落，从A点沿切线进入圆弧轨道AB后，恰能通过最高点C．已知重力加速度为g，不计空气阻力，则小物块在运动过程中（）A.从P点到C点合外力做功为mgRB.从P点到C点克服摩擦力做功mgRC.经过B点前后瞬间，小物块对轨道的压力将变小D.小物块从C点飞出后，应落在圆弧轨道BD之间二、多选题11.质量为m的汽车在平直的公路上从静止开始以恒定功率P启动，经过时间t汽车的位移大小为s，速度大小为v。
此过程中，车所受阻力大小恒为f，则t时刻（）A.汽车的牵引力大小为B.汽车的动能为C.汽车的加速度大小为D.牵引力的功率为12.质量为1kg的物体在水平方向成37°斜向下的恒定推力F作用下沿粗糙的水平面运动，1s 后撤掉推力F，其运动的v﹣t图象如图所示（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）下列说法正确的是（）A.在0～2s内，合外力一直做正功B.在0.5s时，推力F的瞬时功率为120WC.在0～3s内，物体克服摩擦力做功60JD.在0～2s内，合外力平均功率为6.25W13.如图所示,在光滑的水平地面上有一个表面光滑的物块P,它的质量为M,一长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点,O点固定于地面上,轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球Q,它的质量为m,且.开始时,小球斜靠在物块左侧,它距地面的高度为h,物块右侧受到水平向左推力F的作用,整个装置处于静止状态.若现在撤去水平推力F,则下列说法中正确的是()A.物块先做加速运动,后做匀速运动B.在小球和物块分离前,当轻杆与水平面的夹角为时,小球的速度大小C.小球与物块分离时,小球一定只受重力作用D.在小球落地之前,小球的机械能一直减少14.如图所示，虚线a、b、c、d代表匀强电场中间距相等的一组等势面。
一电子仅在电场力作用下做直线运动，经过a时的动能为9eV，从a到c过程其动能减少了6eV。
已知等势面c的电势为3V。
下列说法正确的是（）A.等势面a的电势为0B.该电子到达d等势面时的动能为0C.该电子从a到c其电势能减少了6eVD.该电子经过a时的速率是经过c时的倍15.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析正确的是（）A.B物体受到细线的拉力不变B.当弹簧的弹力等于B物体的重力时，A物体动能最大C.细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量D.A物体动能的增加量等于B物体重力对B物体做的功与弹簧弹力对A物体做的功之和三、实验探究题16.某同学设计了如图（a）所示的装置来研究机械能是否守恒。
轻质细线的上端固定在O点，下端连接圆柱形的摆锤P，在摆锤摆动的路径上，固定了四个光电门A、B、C、D。
实验时，分别测出四个光电门到悬点O的高度差h，从某一高度释放摆锤，利用光电门测出摆锤经过四个光电门的速度。
（1）利用光电门测量速度时，可以测量摆锤的直径作为________。
若摆锤直径的测量值比实际值偏小，则摆锤动能的测量值比实际值________。
（2）该同学认为：测得摆锤的质量为m，可由公式E p=-mgh计算出摆锤在A、B、C、D四个位置的重力势能。
他这样计算重力势能的依据是________。
（3）另一同学在得到摆锤经过四个光电门的速度v和光电门距离悬点O的高度差h后，作出如图（b）所示的v2-h图线。
若摆动过程中机械能守恒，则该直线的斜率为________。
决定图线与纵轴交点位置的因素有________。
四、综合题17.如图，两个弹性小球a和b的质量分别为m a、m b．a球原来静止在离地高度H=2.4m 的P点，b球原来静止在离地高度h=1.6m的Q点，先静止释放a球，在a球即将碰到b球时同样静止释放b球，两球碰撞时间极短，碰后在同一竖直线运动，己知m b=3m a，重力加速度大小g=10m/s2，忽略小球大小、空气阻力及碰撞中的动能损失，且小球落地后不再跳起，求：（1）a球即将碰到b球时速度；（2）b球与a球先后落地的时间差．18.静止在水平面上的小车固定在刚性水平轻杆的一端，杆的另一端通过小圆环套在竖直光滑的立柱上．每当小车停止运动时，车上的弹簧枪就会沿垂直于轻杆的水平方向自动发射一粒弹丸，然后自动压缩弹簧并装好一粒弹丸等待下次发射，直至射出所有弹丸．下图为该装置的俯视图．已知未装弹丸的小车质量为M，每粒弹丸的质量为m，每次发射弹丸释放的弹性势能为E，发射过程时间极短：小车运动时受到一个与运动方向相反、大小为小车对地面压力λ倍的作用力；忽略所有摩擦阻力，重力加速度为g．（1）若小车上只装一粒弹丸，求弹丸被射出时小车的速度大小；（2）若(l)问中发射弹丸后小车恰能运动一周，求射出弹丸时，杆对小车的拉力大小；19.如图，m=50g的小球，从p点由静止竖直下落，恰好从轨道四分之一圆弧左端由a点进入，从轨道最低点b点水平飞出落到c点。
已知经过b点速度为2m/s，pa=oa=R=0.2m，b 和c点水平距离为1m，不计空气阻力g=10m2。
求:（1）小球落到a点的速度；（2）小球由a到b克服阻力做功；（3）小球在b点对轨道的压力；（4）小球在c点速度的大小。
答案一、单选题1.【答案】A【解答】解：设小球通过B点的速度为v，小球从C到B克服空气阻力做功为W，从B到A 克服空气阻力做功为W′．在B点，根据牛顿第二定律得T﹣mg=m ，又T=2mg，得v=根据功能关系可得：从C到B有：mgl= mv2+W，可得W= mgl从B到A有：△E+ mv2=mgl+W′，可得W′=△E﹣mgl根据题意，知小球运动速度越大，空气的阻力越大，则有W′＞W联立解得△E＞mgl故选：A【分析】先根据牛顿第二定律求出小球通过B点的速度，分别对从C到B和B到A两个过程，运用功能原理列式，再结合空气阻力做功关系分析即可．2.【答案】C【解答】当小球A沿墙下滑距离为l/2时，设此时A球的速度为v1，B球的速度为v2根据系统机械能守恒定律得：mg• ＝两球沿杆子方向上的速度相等，则有：v1cos60°=v2cos30°联立两式解得：v1＝，v2＝，C符合题意B不符合题意对球A动能定理有可得，A不符合题意A和B组成的系统机械能守恒，因此D不符合题意故答案为：C【分析】将球的运动分解为沿杆子方向和垂直于杆子方向，抓住沿杆子方向速度相等得出A、B的速度关系，结合系统机械能守恒求出此时A、B的速度．【分析】设物体高度为h，下落时间为t，则，下落时间为落地时间的一半时，物体下落的高度据地面高度，根据动能定理可知此时物体所具有的动能为，此时问题的重力势能，所以。
故选A【点评】本题关键是找到下落时间为落地时间一半时下落的高度是总高度的几分之几，根据动能定理就可以求得此时的动能，根据物体距地面的高度可以求出此时的重力势能。
4.【答案】A【分析】汽车受到的摩擦力；速度为10m/s时，汽车的牵引力，由牛顿第二定律可得：；故选A，【点评】当达到最大速度时牵引力等于阻力，由功率公式可求得物体受到的摩擦力；再由功率公式求得速度为10m/s时的牵引力，由牛顿第二定律可求加速度5.【答案】A【解答】A、小球由地面竖直向上抛到落回地面过程中，由动能定理可知：，所以克服空气阻力做功为，A符合题意；B、上升过程受到的空气阻力向下，下降过程受到的空气阻力向上，导致上升过程的加速度大于下降过程的加速度，在位移大小相等的情况下，运动需要的时间就不相等，B不符合题意；C、由于小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则上升过程中克服阻力做的功为，设在上升过程中最大高度为h，根据动能定理知：，解得：，C不符合题意D、整个过程中高度为零，所以重力做功为零，D不符合题意；故答案为：A【分析】对小球运动的整个过程应用动能定理E k2-E k1=W，其中W是外力做功，该题目只是阻力做功，代入数据分析求解即可。