专题5+功能关系在力学中应用（含14真题与原创解析）学生.doc

高考定位 功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点，也是高考考查的重点，常以选择题、计算题的形式出现，考题常与生产生活实际联系紧密，题目的综合性较强．应考策略：深刻理解功能关系，综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题． 几个重要的功能关系 1．重力的功等于重力势能的变化，即WG＝－ΔEp. 2．弹力的功等于弹性势能的变化，即W弹＝－ΔEp. 3．合力的功等于动能的变化，即W＝ΔEk. 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＝Ffl相对 考题2　动力学方法和动能定理的综合应用 1.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： (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． 2．如图6(a)所示，一物体以一定的速度v0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/s2，试求： (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． 考题3　 考题3　综合应用动力学和能量观点分析多过程问题 3.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eq \f(1,4)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＝eq \f(\r(3),6)，g＝10 m/s2，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． 4.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v0＝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/s2，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． 5．某家用桶装纯净水手压式饮水器如图2所示，在手连续稳定的按压下，出水速度为v，供水系统的效率为η，现测量出桶底到出水管之间的高度差H，出水口倾斜，其离出水管的高度差可忽略，出水口的横截面积为S，水的密度为ρ，重力加速度为g，则下列说法正确的 是(　　) A．出水口单位时间内的出水体积Q＝vS B．出水口所出水落地时的速度eq \r(2gH) C．出水后，手连续稳定按压的功率为eq \f(ρSv3,2η)＋eq \f(ρvSgH,η) D．手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和 题组3　综合应用动力学和能量观点分析多过程问题 6．如图6所示，高台的上面有一竖直的eq \f(1,4)圆弧形光滑轨道，半径R＝eq \f(5,4) m，轨道端点B的切线水平．质量M＝5 kg的金属滑块(可视为质点)由轨道顶端A由静止释放，离开B点后经时间t＝1 s撞击在斜面上的P点．已知斜面的倾角θ＝37°，斜面底端C与B点的水平距离x0＝3 m．g取10 m/s2，sin 37° ＝0.6，cos 37°＝0.8，不计空气阻力． 图6 (1)求金属滑块M运动至B点时对轨道的压力大小； (2)若金属滑块M离