专题功能关系在力学中的应用.docVIP

专题4 功能关系在力学中的应用 【】 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． 考题1　力学中的几个重要功能关系的应用 【例】如图1所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m.开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用．现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中(　　) A．a的加速度为 B．a的重力势能增加mgh C．绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加 D．F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加 【】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Ff，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(　　) A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－Ff)·(L＋x) B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffx C．小物块克服摩擦力所做的功为Ff(L＋x) D．小物块和小车增加的机械能为Fx 【】(单选)(2014·广东·16)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(　　) A．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 【】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(　　) A．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 m C．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 【】从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为f.下列说法正确的是(　　 ) A. 小球上升的过程中动能减少了mgh B. 小球上升和下降的整个过程中机械能减少了fh C. 小球上升的过程中重力势能增加了mgh D. 小球上升和下降的整个过程中动能减少了fh 【】[2012·浙江卷] 功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近(　　) A．8×108 kW·h　　　　　　　B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h 【】[2013·江苏卷] 如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)．物块的m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g.则上述过程中(　　)物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W－物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W－经O点时，物块的动能小于W－μmga物块动能B点时弹簧的弹性势能 【】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 ．即W＝－ΔEp. ．即W＝－ΔE考题2　动力学方法和动能定理的综合应用 【例】光滑圆轨道和两倾斜直轨道组成如图所示装置，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