第2課功能關(guān)系 題型一 功能關(guān)系 變式訓(xùn)練1 2015 太原模擬 如圖所示 上表面不光滑的長(zhǎng)木板 放在光滑的水平地面上 一小木塊以速度v0從木板的左端滑上木板 當(dāng)木塊和木板相對(duì)靜止時(shí) 木板相對(duì)地面滑動(dòng)了s 小木塊相對(duì)木板滑動(dòng)了d 下列關(guān)于滑動(dòng)摩擦力做功情況分析正確的是 D A 木塊動(dòng)能的減少量等于滑動(dòng)摩擦力對(duì)木板做的功B 木板動(dòng)能的增加量等于木塊克服滑動(dòng)摩擦力做的功C 滑動(dòng)摩擦力對(duì)木板所做的功等于滑動(dòng)摩擦力對(duì)木塊做的功D 木塊和木板組成的系統(tǒng)的機(jī)械能的減少量等于滑動(dòng)摩擦力與木塊相對(duì)木板的位移的乘積 解析 由功的公式知 滑動(dòng)摩擦力對(duì)木塊做的功W1 f s d 摩擦力對(duì)木板做功W2 fs 因二者不相等 故選項(xiàng)C錯(cuò)誤 對(duì)木塊 由動(dòng)能定理得 木塊動(dòng)能的減少量 Ek1 f s d W2 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 對(duì)木板由動(dòng)能定理得 木板動(dòng)能的增加量 Ek2 fs 可見(jiàn)小于木塊克服摩擦力做的功f s d 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 木塊與木板機(jī)械能的減少量 E Ek1 Ek2 f s d fs fd 故選項(xiàng)D正確 題型二 機(jī)械能守恒定律在系統(tǒng)中的應(yīng)用 例2如圖所示 在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿中點(diǎn)A和端點(diǎn)B處各固定一質(zhì)量為m的球 桿可繞無(wú)摩擦的軸O轉(zhuǎn)動(dòng) 使桿從水平位置無(wú)初速度釋放擺下 求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí) 輕桿對(duì)A B兩球分別做了多少功 方法點(diǎn)撥 多個(gè)物體組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒問(wèn)題的解題思路 1 分析多個(gè)物體組成的系統(tǒng)所受的外力是否只有重力做功 內(nèi)力是否造成了機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化 從而判斷系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒 2 若系統(tǒng)機(jī)械能守恒 則機(jī)械能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體 E1 E2 一個(gè)物體機(jī)械能增加 則一定有另一個(gè)物體機(jī)械能減少 變式訓(xùn)練2 質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球P和Q 中間用輕質(zhì)桿固定連接 桿長(zhǎng)為L(zhǎng) 在離P球處有一個(gè)光滑固定軸O 如圖所示 現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放 在Q球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置時(shí) 求 1 小球P的速度大小 2 在此過(guò)程中小球P機(jī)械能的變化量 題型三 傳送帶中的功能關(guān)系 例3電機(jī)帶動(dòng)水平傳送帶以速度v勻速傳動(dòng) 一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放在傳送帶上 如圖所示 若小木塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 當(dāng)小木塊與傳送帶相對(duì)靜止時(shí) 求 1 小木塊的位移 2 傳送帶轉(zhuǎn)過(guò)的路程 3 小木塊獲得的動(dòng)能 4 摩擦過(guò)程產(chǎn)生的摩擦熱 5 電機(jī)帶動(dòng)傳送帶勻速傳動(dòng)輸出的總能量 方法點(diǎn)撥 摩擦生熱的兩個(gè)角度 1 從功的角度看 一對(duì)滑動(dòng)摩擦力對(duì)系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 2 從能量的角度看 其他形式能量的減少量等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量 變式訓(xùn)練3 在機(jī)場(chǎng)和火車站可以看到對(duì)行李進(jìn)行安全檢查用的水平傳送帶如圖所示 當(dāng)旅客把行李放在正在勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上后 傳送帶和行李之間的滑動(dòng)摩擦力使行李開始運(yùn)動(dòng) 隨后它們保持相對(duì)靜止 行李隨傳送帶一起勻速通過(guò)檢測(cè)儀器接受檢查 設(shè)某機(jī)場(chǎng)的傳送帶勻速前進(jìn)的速度為0 4m s 某行李箱的質(zhì)量為5kg 行李箱與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0 2 當(dāng)旅客把這個(gè)行李箱小心地放在傳送帶上 通過(guò)安全檢查的過(guò)程中 g取10m s2 則 AC A 開始時(shí)行李箱的加速度為2m s2B 行李箱到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間為2sC 傳送帶對(duì)行李箱做的功為0 4JD 傳送帶上將留下一段摩擦痕跡 該痕跡的長(zhǎng)度是0 03m 題型四 電磁學(xué)中能量總和問(wèn)題 方法點(diǎn)撥 處理電場(chǎng)中能量問(wèn)題應(yīng)注意的四點(diǎn) 1 應(yīng)用動(dòng)能定理解決問(wèn)題需研究合外力的功 或總功 2 應(yīng)用能量守恒定律解決問(wèn)題需注意電勢(shì)能和其他形式能之間的轉(zhuǎn)化 3 應(yīng)用功能關(guān)系解決該類問(wèn)題需明確電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系 4 有電場(chǎng)力做功的過(guò)程機(jī)械能不守恒 但機(jī)械能與電勢(shì)能的總和可以守恒 變式訓(xùn)練4 如圖所示 在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 絕緣輕質(zhì)彈簧直立于地面上 上面放一個(gè)質(zhì)量為m的帶負(fù)電的小球 小球與彈簧不連接 現(xiàn)用外力將小球向下壓到某一位置后撤去外力 小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)到剛離開彈簧的過(guò)程中 小球克服重力和電場(chǎng)力做功分別為W1和W2 小球剛好離開彈簧時(shí)速度為v 不計(jì)空氣阻力 則在上述過(guò)程中下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 C