2011届高考物理二轮复习 第1讲 功能关系在力学中的应用.doc

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1、第一篇专题知能突破专题二功能关系的应用第1讲功能关系在力学中的应用图2－1－18物理模型的应用——小车(或木板)模型【例1】如图2－1－18所示，质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上．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.在这个过程中，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FfxC．小物块克服摩擦力所做的功

2、为Ff(l＋x)D．小物块和小车增加的机械能为Fx解析：因动能定理以及功的公式中的位移是指对地的位移，所以A、B正确；摩擦力对小物块所做的功为－Ff(l＋x)，所以小物块克服摩擦力所做的功为Ff(l＋x)，C正确；小物块和小车增加的机械能为F(l＋x)－Ffl，所以D错误．图2－1－19答案：ABC【例2】如图2－1－19所示，半径R＝0.8m的光滑圆弧轨道固定在水平地面上，O为该圆弧的圆心，轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m＝1kg的小物块，小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入圆弧轨道．此后小物块将沿圆弧轨道下滑，已知AO连线与水平方向的夹角θ＝45

3、°，在轨道末端C点紧靠一质量M＝3kg的长木板，3用心爱心专心木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.3，g取10m/s2.求：(1)小物块刚到达C点时的速度大小；(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力；(3)要使小物块不滑出长木板，木板长度L至少为多少？解析：(1)小物块从A到C，根据机械能守恒有mg×2R＝mv，解得vC＝4m/s.(2)小物块刚要到C点，由牛顿第二定律有FN－mg＝mv/R，解得FN＝50N．由牛顿第三定律，小物块对C的压力FN′＝50N，方向竖直向下．(3)设

4、小物块刚滑到木板右端时达到共同速度，大小为v，小物块在长木板上滑行过程中，小物块与长木板的加速度分别为am＝μmg/maM＝μmg/Mv＝vC－amtv＝aMt由能量守恒定律得－μmgL＝(M＋m)v2－mv联立解得L＝4m.答案：(1)4m/s　(2)50N，方向竖直向下　(3)4m图2－1－20【例3】(2010·苏北四市调研)如图2－1－20所示，质量M＝8kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加一水平恒力F＝8N，当长木板向右运动速率达到v1＝10m/s时，在其右端有一质量m＝2kg的小物块(可视为质点)以水平向左的速率v2＝2m/s滑上长

5、木板，物块与长木板间的动摩擦因数μ＝0.2，小物块始终没有离开长木板，g取10m/s2.求：3用心爱心专心(1)经过多长时间小物块与长木板相对静止；(2)长木板至少要多长才能保证小物块不滑离长木板；(3)上述过程中长木板对小物块摩擦力做的功．解析：(1)小物块的加速度为a2＝μg＝2m/s2，方向水平向右长木板的加速度为a1＝＝0.5m/s2，方向水平向右设刚相对静止时它们的共同速度为v，以长木板运动的方向为正方向对小物块有v＝－v2＋a2t，对长木板有v＝v1＋a1t代入数据可解得t＝8s，v＝14m/s.(2)此过程中小物块的位移为x2＝t＝48m长木

6、板的位移为x1＝t＝96m所以长木板的长度至少为L＝x1－x2＝48m.(3)长木板对小物块的摩擦力做功为W＝mv2－mv＝192J.答案：(1)8s　(2)48m　(3)192J3用心爱心专心