高考物理总复习（知能要求+课前自修+随堂训练）第五章 功能关系和机械能章末知识整合

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1、章末知识整合1．求功的四种方法(1)恒力做功可用W＝Fscosα.(2)由恒定功率求功可用W＝Pt.(3)用动能定理求功W＝ΔEk，即合外力做的功等于物体动能的变化量．(4)用功能关系求功W非＝ΔE，即非重力(也非弹力)的外力做的功是物体机械能变化的量度．2．掌握动能定理和机械能守恒定律的解题思路和方法(1)动能定理适用于单个物体，解题时要正确选取研究对象，明确它的运动过程，正确进行受力分析，求出各力做的总功，再按W＝Ek2－Ek1列出方程求解．(2)机械能守恒定律的主要研究对象是系统，解题时要明确研究对象及运动过程，分析受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的

2、条件，再选好参考平面，确定初、末状态的机械能，根据守恒定律列方程求解．凡是涉及动能变化或机械能变化的物理过程，都能用动能定理求解，只有涉及系统机械能总量不变的物理过程才能用机械能守恒定律求解．对功能关系的理解【例1】　滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水平外力F作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力F做了10J的功．在上述过程中(　　)A．弹簧的弹性势能增加了10JB．滑块的动能增加了10JC．滑块和弹簧组成的系统机械能增加了10JD．滑块和弹簧组成的系统机械能守恒解析：拉力F做功的同时，弹簧伸长，弹性势能增大，滑块向右加速，滑块

3、动能增加，由功能关系可知，拉力做功等于滑块的动能与弹簧弹性势能的增加量之和，C项正确，A、B、D项均错误．答案：C能量的综合应用【例2】　(2013·西安模拟)如图甲所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m＝1kg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＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：7(1)0～8s内物体位移的大小；(2)物体与传送带间的动摩擦因数；(3)0～8s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q.解析：(1)从图乙中求出物体位移s＝－2×2×m＋4×4×m＋2×

4、4m＝14m.(2)由图象知，物体相对传送带滑动时的加速度a＝1m/s2对此过程中物体受力分析得μmgcosθ－mgsinθ＝ma得μ＝0.875.(3)物体被送上的高度h＝ssinθ＝8.4m重力势能增量ΔEp＝mgh＝84J动能增量ΔEk＝mv－mv＝6J机械能增加ΔE＝ΔEp＋ΔEk＝90J0～8s内只有前6s发生相对滑动．0～6s内传送带运动距离s1＝4×6m＝24m0～6s内物体位移s2＝6m产生的热量Q＝μmgcosθ·Δs＝μmgcosθ(s1－s2)＝126J.答案：(1)14m　(2)0.875　(3)90J　126J创新实验【例3】　某实验小组利用如图所

5、示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒．(1)实验前需要调整气垫导轨底座使之水平，利用现有器材如何判断导轨是否水平？____________________(2)如图所示(经放大后的)，用游标卡尺测得的遮光条的宽度d＝________cm；实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间Δt＝1.2×10－2s，则滑块经过光电门时的瞬时速度为________m/s.在本次实验中还需要测量的物理量有：钩码的质量m、________和________(文字说明并用相应的字母表示)．7(3)本实验通过比较________和________在实验

6、误差允许的范围内是否相等(用测量的物理量符号表示)，从而验证系统的机械能守恒．解析：本题是以创新的物理情景来考查验证机械能守恒定律的实验，同时考查游标卡尺的读数．游标尺的读数为d＝5mm＋0.1mm×2＝5.2mm＝0.52cm；滑块通过光电门时的瞬时速度为v＝＝m/s＝0.43m/s；系统重力势能的减少量为mgs，系统动能的增加量为(m＋M)v2＝(m＋M)2.答案：(1)接通气源，将滑块静置于气垫导轨上，若滑块基本保持静止，则说明导轨是水平的(或取下钩码，轻推滑块，滑块基本能做匀速直线运动)．(2)0.52　0.43　滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离s　滑块的质量M

7、(3)mgs　(m＋M)2一、单项选择题1．如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点，在此过程中拉力的瞬时功率的变化情况是(　　)A．逐渐增大　　　　　　B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大解析：设F与速度v的夹角为θ，则P＝Fvcosθ，由力的分解知，在切线上(速度方向上)合力为0，即mgsinθ＝Fcosθ，所以P＝mgsinθv，随θ增大，P增大.7答案：A2.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，