浙江高考物理總復(fù)習(xí)專(zhuān)題四-功能關(guān)系

專(zhuān)題四功能關(guān)系【核心思維】功的計(jì)算恒力、保守力做功與路徑無(wú)關(guān)耗散力做功與路徑有關(guān)牽引力做功與速度方向相同，牽引力為恒力時(shí)，W=FS；功率恒定時(shí)，W=Pt。一對(duì)作用力和反作用力做功的特點(diǎn)可以?xún)蓚€(gè)力都不做功；一個(gè)力做功，一個(gè)力不做功；一個(gè)力做正功，一個(gè)力做負(fù)功；兩個(gè)力均做正功或負(fù)功。一對(duì)互為相互作用力和反作用力的摩擦力做的總功可能為零（靜摩擦力），可能為負(fù)（滑動(dòng)摩擦力），但不可能為正。一對(duì)靜摩擦力的凈功總等于零因?yàn)橐粚?duì)靜摩擦力總是等值反向的，且物體間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，位移相等，所以它們做的功總是等值的，但一正一負(fù)，總功為零。一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的凈功總為負(fù)值，且W=-fs滑動(dòng)摩擦力是物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，滑動(dòng)摩擦力的方向既可以與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，也可以相反，所以滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體可以做正功也可以做負(fù)功，可以做正功也可以不做功。一對(duì)摩擦力的凈功：W凈=-fs（s為兩物體間的相對(duì)位移），即一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功做功的代數(shù)和總為負(fù)值。一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的凈功為負(fù)值的物理意義是：系統(tǒng)的一部分機(jī)械能以滑動(dòng)摩擦力做功的形式轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能），即通常所說(shuō)的“摩擦生熱”，而這一對(duì)滑動(dòng)摩擦力的凈功，就是這一過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的量度。一對(duì)平衡力的功A若物體靜止，因一對(duì)平衡力作用在同一物體上，這兩個(gè)力不做功。B若物體運(yùn)動(dòng)，這一對(duì)力做功一定數(shù)值相等，一正或均為零。三，動(dòng)能定理（1）內(nèi)容；合外力做物體做的功等于物體動(dòng)能的變化量，即W=1(2)物理意義：動(dòng)能定理反映了做功與物體動(dòng)能的變化關(guān)系，式中的W時(shí)候作用在物體上所有外力做功的代數(shù)和。做功問(wèn)題優(yōu)先選用動(dòng)能定理四，機(jī)械能守恒定律1,Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(初態(tài)機(jī)械能等于末態(tài)機(jī)械能);只受重力或其他力做功代數(shù)和為零【規(guī)律運(yùn)用】一，變力做功的三種求解方式轉(zhuǎn)換法：將變力轉(zhuǎn)化為恒力圖像法：F-S，P-t圖中面積利用動(dòng)能定理，功能關(guān)系求解二，動(dòng)能定理解題的基本思路選取研究對(duì)象，明確它的過(guò)程分析研究對(duì)象的受力情況和各個(gè)力做功情況，然后求各個(gè)外力做功的代數(shù)和明確物體在過(guò)程始末狀態(tài)的動(dòng)能EK1和EK2列出動(dòng)能定理的方程W合=EK2-EK1三，機(jī)械能是否守恒的判斷方法（1）對(duì)某一物體，若只有重力做功，其他力不做功（或其他力做功代數(shù)和為零）（2）對(duì)某一系統(tǒng)，物體間只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒(méi)有機(jī)械能的傳遞或轉(zhuǎn)化（3）機(jī)械能守恒的條件決不是合外力做功等于零，更不是合外力等于零，如子彈打入木塊過(guò)程（4）對(duì)于繩子突然崩斷，物體碰撞后合在一起等，除非題目特別說(shuō)明，否則機(jī)械能不守恒四，機(jī)械能守恒定律解題的基本思路與動(dòng)能定理相似五，電場(chǎng)力做功特點(diǎn)及計(jì)算方法與路徑無(wú)關(guān)計(jì)算方法：勻強(qiáng)電場(chǎng)W=qEd；任何靜電場(chǎng)：W=qU；電勢(shì)能的改變量：WAB=EPA-EPB六，電場(chǎng)中的功能關(guān)系判斷只有電場(chǎng)力做功時(shí)，電勢(shì)能和動(dòng)能之和保持不變只有電場(chǎng)力和重力做功的情況下，電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變【真題分析】題型一機(jī)械能守恒定律的理解運(yùn)用例1（2011?江蘇模擬）如圖所示，固定在豎直面內(nèi)的光滑圓環(huán)半徑為R，圓環(huán)上套有質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B（均可看作質(zhì)點(diǎn)），且小球A、B用一長(zhǎng)為2R的輕質(zhì)細(xì)桿相連，在小球B從最高點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿圓環(huán)下滑至最低點(diǎn)的過(guò)程中（已知重力加速度為g），下列說(shuō)法正確的是（AD）A．A球增加的機(jī)械能等于B球減少的機(jī)械能

B．A球增加的重力勢(shì)能等于B球減少的重力勢(shì)能

C．A球的最大速度為

v=√(2gR/3)

D．細(xì)桿對(duì)A球做的功為8mgR/3題型二機(jī)械能守恒定律和動(dòng)能定理的綜合運(yùn)用例2如圖所示，半徑為R=0.8m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L(zhǎng)=1m的水平桌面相切于B點(diǎn)，BC離地面高為h=0.45m，質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放，已知滑塊與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.6，取g

=10m/s2。求：（1）小滑塊剛到達(dá)圓弧面的B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧的壓力大?。唬?）小滑塊落地點(diǎn)與C點(diǎn)的水平距離。題型三動(dòng)能定理在電磁場(chǎng)中的應(yīng)用例3（2013?安徽模擬）在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、帶正電q的小球在O點(diǎn)由靜止釋放，小球的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)如圖所示，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)到任意位置P（x，y）的速度v；

（2）證明：小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的曲率半徑為該點(diǎn)到x軸距離的2倍；

（3）當(dāng)在上述磁場(chǎng)中加一豎直向上場(chǎng)強(qiáng)為E（Eq=3mg）的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，小球從O靜止釋放后獲得的最大速率vm．【高考點(diǎn)播】1，（2011?北京）靜電場(chǎng)方向平行于x軸，其電勢(shì)φ隨x的分布可簡(jiǎn)化為如圖所示的折線(xiàn)，，圖中φ0和d為已知量．一個(gè)帶負(fù)電的粒子在電場(chǎng)中以x=0為中心，沿x軸方向做周期性運(yùn)動(dòng)．已知該粒子質(zhì)量為m、電量為-q，其動(dòng)能與電勢(shì)能之和為-A（0＜A＜qφ0）．忽略重力．求：

（1）粒子所受電場(chǎng)力的大?。?/p>

（2）粒子的運(yùn)動(dòng)區(qū)間；

（3）粒子的運(yùn)動(dòng)周期．2，如圖所示，某段滑雪雪道傾角為30°，總質(zhì)量為m（包括滑雪具在內(nèi)）的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底，端高為h處的雪道上由靜止開(kāi)始勻加速下滑，加速度為g/3，在他從上向下滑到底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

B．運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為mgh/3

C．運(yùn)動(dòng)員克服摩擦力做功為2mgh/3

D．下滑過(guò)程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為mgh/33，如圖所示，水平細(xì)桿MN、CD，長(zhǎng)度均為L(zhǎng)。兩桿間距離為h，M、C兩端與半圓形細(xì)桿相連，半圓形細(xì)桿與MN、CD在同一豎直平面內(nèi)，且MN、CD恰為半圓弧在M、C兩點(diǎn)處的切線(xiàn)。質(zhì)量為m的帶正電的小球P，電荷量為q，穿在細(xì)桿上，已知小球P與兩水平細(xì)桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，小球P與半圓形細(xì)桿之間的摩擦不計(jì)，小球P與細(xì)桿之間相互絕緣。（1）若整個(gè)裝置處在方向與之垂直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，如圖（甲）所示。小球P以一定的初速度v0從D端出發(fā)，沿桿滑到M點(diǎn)以后恰好在細(xì)桿MN上勻速運(yùn)動(dòng)。求：①小球P在細(xì)桿MN上滑行的速度；

②小球P滑過(guò)DC桿的過(guò)程中克服摩擦力所做的功；（2）撤去磁場(chǎng)，在MD、NC連線(xiàn)的交點(diǎn)Ｏ處固定一電荷量為Q的負(fù)電荷，如圖（乙）所示，使小球P從D端出發(fā)沿桿滑動(dòng)，滑到N點(diǎn)時(shí)速度恰好為零。(已知小球所受庫(kù)侖力始終小于重力)求：①小球P在水平細(xì)桿MN或CD上滑動(dòng)時(shí)所受摩擦力的最大值和最小值；②小球P從D端出發(fā)時(shí)的初速度。

（1）①根據(jù)到M點(diǎn)以后恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，可知小球P所受洛侖茲力與重力平衡，即，則②根據(jù)動(dòng)能定理，小球P在沿DCM滑動(dòng)過(guò)程中：

（2）①小球在O點(diǎn)正下方時(shí)摩擦力最小，fmin＝mNmin＝m（mg－4kQq/h2），…2’

小球在O點(diǎn)正上