物理功能关系经典例题汇总.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date物理功能关系经典例题汇总物理必修二动能、机械能守恒 经典例题分析 物理必修二动能、机械能守恒 经典例题分析hH2-7-2例题4将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放，落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力，求泥对石头的平均阻力。（g取10m/s2）解题过程石头在空中只受重力作用；在泥潭中受重力和泥的阻力。对石头在整个运动阶段应用动能定理，

2、有。所以，泥对石头的平均阻力N=820N。3、解答 由于碰撞前后速度大小相等方向相反，所以v=vt-(-v0)=12m/s,根据动能定理2-7-4例题5如图2-7-4所示，绷紧的传送带在电动机带动下，始终保持v02m/s的速度匀速运行，传送带与水平地面的夹角30，现把一质量ml0kg的工件轻轻地放在传送带底端，由传送带传送至h2m的高处。已知工件与传送带间的动摩擦因数，g取10m/s2。(1)试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动?(2)工件从传送带底端运动至h2m高处的过程中摩擦力对工件做了多解答 (1)工件刚放上皮带时受滑动摩擦力，工件开始做匀加速直线运动，由牛顿运动定律可得m/s2=2

3、.5m/s2。设工件经过位移x与传送带达到共同速度，由匀变速直线运动规律可得 m=0.8m4m。故工件先以2.5m/s2的加速度做匀加速直线运动，运动0.8m与传送带达到共同速度2m/s后做匀速直线运动。(2)在工件从传送带底端运动至h2m高处的过程中，设摩擦力对工件做功Wf，由动能定理 ,可得 JJ=220J。例题6如图4所示，AB为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m，BC是水平轨道，长S=3m，BC处的摩擦系数为=1/15，今有质量m=1kg的物体，自A点从静止起下滑到C点刚好停止。求物体在轨道AB段所受的阻力对物体做的功。 解答：物体在从A滑到C的过程中，有重力、AB段的阻力、BC段的摩

4、擦力共三个力做功，WG=mgR，fBC=umg，由于物体在AB段受的阻力是变力，做的功不能直接求。根据动能定理可知：W外=0，所以mgR-umgS-WAB=0即WAB=mgR-umgS=1100.8-1103/15=6(J)例题8质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为300的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地面的高度为0.8m，如图所示.若摩擦力均不计，从静止开始放手让它们运动.求：（g10m/s2）(1)物体A着地时的速度；(2)物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离.（1）因摩擦力均不计，故A、B从静止开

5、始运动到A着地过程，只有重力做功，系统机械能守恒，有，设物体A着地时的速度大小为v，因AB相连，速度大小相等，故有又（2）物体A着地后物体B继续以2m/s的速度沿斜面上滑，设上滑的最大距离为s，根据机械能守恒定律，有例题11滑雪者从A点由静止沿斜面滑下，沿一平台后水平飞离B点，地面上紧靠平台有一个水平台阶，空间几何尺度如图所示，斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为.假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动，且速度大小不变.求：（1）滑雪者离开B点时的速度大小；（2）滑雪者从B点开始做平抛运动的水平距离s.【解】（1）设滑雪者质量为m，斜面与水平面夹角为，滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功

6、由动能定理 离开B点时的速度 （2）设滑雪者离开B点后落在台阶上可解得 此时必须满足 当 时，滑雪者直接落到地面上， 可解得 例题13如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止人与雪橇的总质量为70kg表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：位置ABC速度(m/s)2.012.00时刻(s)0410 (1)人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少?(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小(g 10ms2)【解】（1）从A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为: E=(701020+702.027012.02)J9100J（2）人与

7、雪橇在Bc段做减速运动的加速度:根据牛顿第二定律 :f=ma=70(-2)N=-140NABKF例题14 如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升。已知当B上升距离为h时，B的速度为v。求此过程中物块A克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。【解】 由于连结AB绳子在运动过程中未松，故AB有一样的速度大小，对AB系统，由功能关系有：FhWmBgh=(mA+mB)v2求得：W=FhmBgh(mA+mB)v2 例题16 如图11所示，半径R=0.40m的

8、光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆ABCv0R图11环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点。求A、C间的距离（取重力加速度g=10m/s2）。【解】匀减速运动过程中，有：（1）恰好作圆周运动时物体在最高点B满足：mg=m 2m/s（2） 假设物体能到达圆环的最高点B，由机械能守恒： （3） 联立（1）、（3）可得 =3m/s 因为，所以小球能通过最高点B。 小球从B点作平抛运动，有：2R（4）（5）由（4）、（5）得：1.2m （6

9、） 例题17如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R5.0m，轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v05m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平面上的D点，求C、D间的距离s。取重力加速度g10m/s2。【解】 设小物体的质量为m，经A处时的速度为V，由A到D经历的时间为t，有mV02mV22mgR， 2Rgt2， sVt。 由式并代入数据得s1 m 例题21如图857所示，A、B两个物体放在光滑的水平面上，中间由一根轻质弹簧连接，开始时弹簧呈自然状态，A、B的质量均为M0.1kg，一颗质量m25g的子弹，以v045m/s的速度水平

10、射入A物体，并留在其中求在以后的运动过程中，(1)弹簧能够具有的最大弹性势能；(2)B物体的最大速度思路点拨 由题意可知本题的物理过程从以下三个阶段来分析：其一，子弹击中物体A的瞬间，在极短的时间内弹簧被压缩的量很微小，且弹簧对A的作用力远远小于子弹与A之间的相互作用力，因此可认为由子弹与A物体组成的系统动量守恒，但机械能不守恒(属完全非弹性碰撞)其二，弹簧压缩阶段，子弹留在木块A内，它们以同一速度向右运动，使弹簧不断被压缩在这一压缩过程中，A在弹力作用下做减速运动，B在弹力作用下做加速运动A的速度逐渐减小，B的速度逐渐增大，但vAvB当vAvB时，弹簧的压缩量达最大值，弹性势能也达到最大值以

11、后随着B的加速，A的减速，则有vAvB，弹簧将逐渐恢复原长其三，弹簧恢复阶段在此过程中vBvA，且vB不断增大而vA不断减小，当弹簧恢复到原来长度时，弹力为零，A与B的加速度也刚好为零，此时B的速度将达到最大值，而A的速度为最小值根据以上三个阶段的分析，解题时可以不必去细致研究A、B的具体过程，而只要抓住几个特殊状态即可同时由于A、B受力均为变力，所以无法应用牛顿第二定律，而只能从功能关系的角度，借助机械能转化与守恒定律求解解题过程 (1)子弹击中木块A，系统动量守恒由弹簧压缩过程由子弹A、B组成的系统不受外力作用，故系统动量守恒且只有系统内的弹力做功，故机械能守恒选取子弹与A一起以v1速度运

12、动时及弹簧压缩量最大时两个状态，设最大压缩量时弹簧的最大弹性势能为Epm，此时子弹A、B有共同速度v共，则有代入数据可解得 v共5ms，Epm2.25J(2)弹簧恢复原长时，vB最大，取子弹和A一起以v1速度运动时及弹簧恢复原长时两个状态，则有代入数据可解出B物体的最大速度 vBm10ms68. 湖南师大附中2010届高三第五次月考试卷如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R=0.5m的光滑半圆轨道.在距离B为x的A点,用水平恒定推力F=20N将质量为m=2kg的小球从静止开始推到B处后撤去水平推力,质点沿半圆轨道运动到最高点C处后又正好落回A点.则距离x的值应为多少？（ g=10m

13、/s2）ABhLH70福建省福州八中2010届高三毕业班第三次质检如图所示，光滑斜面的长为L1 m、高为H0.6 m，质量分别为mA和mB的A、B两小物体用跨过斜面顶端光滑小滑轮的细绳相连，开始时A物体离地高为h0.5 m，B物体恰在斜面底端，静止起释放它们，B物体滑到斜面顶端时速度恰好减为零，求A、B两物体的质量比mAmB。某同学解答如下：对A、B两物体的整个运动过程，由系统机械能守恒定律得mAghmBgH0，可求得两物体的质量之比。你认为该同学的解答是否正确，如果正确，请解出最后结果；如果不正确，请说明理由，并作出正确解答。解：不正确。在A落地的瞬间地对A做功了，所以整个过程机械能不守恒。

14、（3分）在A落地前由机械能守恒定律得：mAghmBgh sin a（mAmB）v2，（4分）在A落地后由机械能守恒定律得：mBg（Lh）sin amBv2，（4分）由第二式可解得： v22g（Lh）sin a6，代入第一式得5mA3mB3（mAmB），所以mAmB3。（3分）73. 广东省廉江三中2010届高三湛江一模预测题如图所示，质量为M=4kg的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数=0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力F=8N，铁块在长L=6m的木板上滑动。取g=10m/s2。求：（1）经过多长时间铁块运动到木板的左端（

15、2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F对铁块所做的功（3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能解：（1）铁块与木板间的滑动摩擦力 铁块的加速度 木板的加速度 铁块滑到木板左端的时间为t，则 代入数据解得： （2）铁块位移 木板位移 恒力F做的功 （3）方法一：铁块的动能 木板的动能 铁块和木板的总动能 方法二：铁块的速度铁块的动能木板的速度木板的动能铁块和木板的总动能（评分说明：每项2分，每项1分）-（2分） 88河北省衡水中学2010届高三上学期第四次调研考试如图所示，斜面倾角为45，从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m的弹性小球，在B点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，

16、经过一段时间在C点再次与斜面碰撞。已知AB两点的高度差为h，重力加速度为g，不考虑空气阻力。求：（1）小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率P；（2）小球落到C点时速度的大小。解：（1）小球下降过程中，做自由落体运动，落到斜面B点的速度为v，满足： 解得： 所以小球在AB段重力的平均功率： （2）小球从B到C做平抛运动，设B到C的时间为t， 竖直方向： 水平方向： 解得： 所以C点的速度为 92“华安、连城、永安、漳平一中、龙海二中、泉港一中”六校联考在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图a所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩

17、擦力，并用计算机绘制出摩擦力f 随拉力F的变化图像，如图b所示已知木块质量为0.78kg取重力加速度g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80（1）求木块与长木板间的动摩擦因数（2）若木块在与水平方向成37角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，如图c所示拉力大小应为多大？（3）在（2）中力作用2s后撤去拉力F，求：整个运动过程中摩擦力对木块做的功解：（1）由（b）图可知，木块所受到的滑动摩擦力f =3.12N （1分）由f =N （1分）得：=0.4 （1分）（2）物体受重力G、支持力N、拉力F和摩擦力f作用将F分解为水平和竖直两方向，根据牛顿运动定律得：Fcos-f=ma （1分）Fsin +N= mg （1分）f =N 联立各式得：F=4.5N （1分）（3） 全过程应用动能定理得：WFWf=0 （1分）WF=Fs1cos （1分）s1= （1分）代入数据得Wf =-14.4J （1分）-