功能關(guān)系-2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)重點(diǎn)難點(diǎn)含答案

功能關(guān)系--2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)重點(diǎn)難

八占、、

功能關(guān)系

特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容

目標(biāo)1各類基本功能關(guān)系（1T-4T）

目標(biāo)2傳送帶問(wèn)題中的功能關(guān)系（5T-8T）

目標(biāo)3板塊問(wèn)題中的功能關(guān)系（9T-12T）

目標(biāo)4有關(guān)功能關(guān)系的圖像問(wèn)題（13T—16T）

目標(biāo)5功能關(guān)系在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用（17T-20T）

【特訓(xùn)典例】

一、各類基本功能關(guān)系

題目Q如圖所示，質(zhì)量為朋■、長(zhǎng)度為乙的小車靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量為的小物塊放在小車的最左

端,現(xiàn)用一水平力R作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為耳，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小車運(yùn)動(dòng)的位移為

①,小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.此時(shí)小物塊的動(dòng)能為PQ+L）

B.此時(shí)小車的動(dòng)能為毋r

C.這一過(guò)程中，小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx-FfL

D.這一過(guò)程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為用（L+H）

題目也［高空“蹦極”是勇敢者的游戲。蹦極運(yùn)動(dòng)員將專用彈性橡皮繩（質(zhì)量忽略不計(jì)）的一端系在雙腳上,

另一端固定在高處的跳臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)員無(wú)初速地從跳臺(tái)上落下。若不計(jì)空氣阻力，則（）

A.彈性繩剛伸直時(shí)，運(yùn)動(dòng)員開始減速

B.整個(gè)下落過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先保持不變后減小

C.整個(gè)下落過(guò)程中，重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功大于運(yùn)動(dòng)員克服彈性繩彈力所做的功

D.彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能與彈性繩的彈性勢(shì)能之和先增大后減小

題目⑶）一運(yùn)動(dòng)員穿著飛翔裝備從飛機(jī)上跳出后的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程可近似認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，

運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成53°,運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為字。已知運(yùn)動(dòng)員（包含裝備）的質(zhì)量為則在運(yùn)動(dòng)員

下落高度為人的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

高中物理第斯試筵

A.運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為獎(jiǎng)也B.運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為苧

O

C.運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為普佻%D.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了嚶

題目J學(xué)校中某參賽選手設(shè)計(jì)了科技節(jié)運(yùn)輸軌道，如圖甲所示，可簡(jiǎn)化為傾角為。的足夠長(zhǎng)固定絕緣光滑

斜面.以斜面底端為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向上為多軸的正方向，且沿，軸部分區(qū)域存在電場(chǎng)。在斜面底端由

靜止釋放一質(zhì)量為小、電荷量為+q的滑塊，在滑塊向上運(yùn)動(dòng)的一段過(guò)程中，機(jī)械能E隨位置坐標(biāo)工的變化

如圖乙所示，曲線工點(diǎn)處切線斜率最大?；瑝K可視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力,不計(jì)滑塊產(chǎn)生的電場(chǎng)，重力加速

度g已知.以下說(shuō)法正確的是（）

A.在新?g過(guò)程中，滑塊動(dòng)能先減小后恒定

B.在處滑塊的動(dòng)能最大，Ek,mx=-mgxysinO

C.在0?g的過(guò)程中重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和先減小后增大

D.在0?的過(guò)程中，滑塊先加速后減速

二、傳送帶問(wèn)題中的功能關(guān)系

題目J如圖所示，傳送帶以5m/s勻速率順時(shí)針運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為1kg的滑塊輕輕放置于傳送帶的左端

（初速度為零），當(dāng)滑塊速度達(dá)到5m/s時(shí)，突然停電了,傳送帶以大小為2m/s2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)至停止。

已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,傳送帶足夠長(zhǎng)，重力加速度大小取9=10mg,則滑塊從放上去

到最后停下的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

n

A.滑塊先勻加速后與傳送帶保持相對(duì)靜止B.滑塊受到的摩擦力一直不變

C.滑塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)為18.75mD.全程滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的熱量為18.75J

題目@如圖所示，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的水平傳送帶以速度”=2.（）m/s順時(shí)針勻速運(yùn)行，A端上方靠近傳送帶的

料斗中裝有煤，打開閥門，煤以流量Q=50kg/s落到傳送帶上，煤與傳送帶達(dá)共同速度后被運(yùn)至3端。在

運(yùn)送煤的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

高中物理第斯試筵

A.電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為100W

B.電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為300W

C.在lmin內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為6.0x103J

D.在lmin內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為1.2x10V

題目［71一傾斜傳送帶與水平成30°角，以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)將一質(zhì)量為0.4kg的物體(物體可

看成質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶的頂端A點(diǎn),物體從A運(yùn)動(dòng)到傳送帶底端離開B點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/s。已

知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為坐，重力加速度大小為lOm/s?,則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，下列說(shuō)

A.傳送帶的長(zhǎng)度可能為0.8山

B.若傳送帶的長(zhǎng)度為2m,則摩擦力對(duì)物體做的功為6.7

C.若傳送帶的長(zhǎng)度為2山,則摩擦力對(duì)傳送帶做的功為-4J

D.若傳送帶的長(zhǎng)度為2小,則因摩擦而產(chǎn)生的熱量為

題目叵如圖所示，某工廠用傳送帶向高處運(yùn)送物體，將一物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到

與傳送帶具有相同的速度，第二階段物體與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到傳送帶頂端。下列說(shuō)法正確的是

()

A.第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體不做功

B.第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量

C.第一階段物體和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于第一階段物體機(jī)械能的增加量

D.物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量等于全過(guò)程摩擦力對(duì)物體所做的功

三、板塊問(wèn)題中的功能關(guān)系

題目回!如圖所示，半徑R=5.0m的圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個(gè)端點(diǎn)A和圓心。的連線與水

平方向的夾角J=30°,另一端點(diǎn)B為軌道的最低點(diǎn)，B點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨B點(diǎn)靜止放置一木板,

木板質(zhì)量加■=2.0kg上表面與B點(diǎn)等高。質(zhì)量m=0.5kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，在A點(diǎn)沿切線方向以

6m/s的初速度進(jìn)入軌道且沿著軌道下滑，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)以12m/s的速度滑上木板。已知物塊與木板間的動(dòng)

摩擦因數(shù)模=0.4,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=10m/s2,求：

(1)物塊從軌道的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功出；

高中物理第斯試筵

(2)若木板足夠長(zhǎng)，求從物塊剛滑上木板至兩者共速的過(guò)程中，由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q。

題目口0如圖甲，物體力的質(zhì)量小產(chǎn)1kg,靜止在光滑水平面上的木板3的質(zhì)量g=2kg,某時(shí)刻A以方=

6m/s的初速度從左端滑上木板B的上表面，在月滑上B的同時(shí)，給B施加一個(gè)水平方向的拉力P,尸隨時(shí)

間變化如圖乙，共作用1.5s,以水平向右為正方向；已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2,木板B足夠長(zhǎng)

(忽略物體A的大小)。求：

(1)0-1s內(nèi)，物體A和木板3的加速度分別為多大；

(2)1.55末，4、3的速度分別為多大；

(3)最終，物體4和木板B由于摩擦產(chǎn)生的熱量(用分?jǐn)?shù)表示)。

題目不如圖所示，一傾角為6=37°的足夠長(zhǎng)斜面體固定在水平地面上，一質(zhì)量為河=2kg的長(zhǎng)木板8沿

著斜面以速度為=9m/s勻速下滑,現(xiàn)把一質(zhì)量為m=1kg的鐵塊A輕輕放在長(zhǎng)木板B的左端，鐵塊恰好沒

有從長(zhǎng)木板右端滑下，A與B間、8與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=

10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

(1)鐵塊A和長(zhǎng)木板B共速后的速度大小；

(2)長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度；

(3)請(qǐng)用數(shù)值驗(yàn)證，鐵塊剛放上長(zhǎng)木板左端時(shí)與達(dá)到共速時(shí)系統(tǒng)的總能量相等。

題目至如圖所示，小車右端有一半圓形光滑軌道相切車表面于B點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為rn=1.0kg可以視為

質(zhì)點(diǎn)的物塊放置在A點(diǎn)，隨小車一起以速度％=5.0m/s沿光滑水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)。勁度系數(shù)較大的

輕質(zhì)彈簧固定在右側(cè)豎直擋板上。當(dāng)小車壓縮彈簧到最短時(shí)，彈簧自鎖(即不再壓縮也不恢復(fù)形變)，此時(shí),

物塊恰好在小車的B處，此后物塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C。已知小車的質(zhì)量為L(zhǎng)()kg,小車

的長(zhǎng)度為Z=L0m,半圓形軌道半徑為R=0.4m,物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.2,重力加速度g取

10m/s2?求：

(1)物塊在小車上滑行時(shí)的加速度a；

(2)物塊運(yùn)動(dòng)到3點(diǎn)時(shí)的速度vBi

(3)彈簧在壓縮到最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep以及彈簧被壓縮的距離力。

高中物理第斯試筵

四、有關(guān)功能關(guān)系的圖像問(wèn)題

題目fl3如圖所示，傾角為。的足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶沿逆時(shí)針方向以恒定速率運(yùn)行。一物塊無(wú)初速度地放

在傳送帶上端,傳送帶與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃>tan氏設(shè)傳送帶上端位置為重力勢(shì)能零點(diǎn),則物塊運(yùn)動(dòng)

的整個(gè)過(guò)程中，其速度以重力勢(shì)能瑪、動(dòng)能E*、機(jī)械能E與位移多的關(guān)系圖像可能正確的是（）

題目Q4如圖甲所示，豎直放置的輕彈簧一端固定于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的水平地面，質(zhì)量rn=O.lkg的小球在輕彈

簧正上方某處由靜止下落，同時(shí)受到一個(gè)豎直向上恒定的風(fēng)力。以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，豎直向下

為7軸正方向，取地面為零勢(shì)能參考面，在小球下落的全過(guò)程中,小球重力勢(shì)能隨小球位移變化關(guān)系如圖乙

中的圖線①，彈簧彈性勢(shì)能隨小球位移變化關(guān)系如圖乙中的圖線②，彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，取重力加

速度g=10m/s2,則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.彈簧原長(zhǎng)為0.6mB.小球剛接觸彈簧時(shí)的動(dòng)能為0.45J

C.小球在下落過(guò)程中受到的風(fēng)力為0.1ND.小球的最大加速度大小為9m/s?

高中物理第斯試筵

題目「己在某一高度用細(xì)繩提著一質(zhì)量m=0.2kg的物體，由靜止開始沿豎直方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的

機(jī)械能與位移關(guān)系的E-z圖象如圖所示，圖中兩段圖線都是直線。取9=10m/d,則下面說(shuō)法正確的是

（）

A.物體在工=27n時(shí)的加速度比物體在a;=67n時(shí)的加速度小

B.物體在①=4m時(shí)的速度大小為2，Sm/s

C.物體在0~4館過(guò)程中合力做功為10J

D.物體在x=2m時(shí)的動(dòng)能可能比物體在x=6m時(shí)的動(dòng)能大

題目［16如圖甲所示，足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶以速度。=2.5m/s沿順時(shí)針方向運(yùn)行,質(zhì)量為可視為質(zhì)點(diǎn)的

物塊在￡=0時(shí)刻以速度的從傳送帶底端開始沿傳送帶上滑，物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能E隨時(shí)間￡

的變化關(guān)系如圖乙所示，已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取傳送帶最底端所在平面為零勢(shì)能面,重力加

速度g取10?1/$2,則（）

A.物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25B.物塊的質(zhì)量？n為4kg

C.物塊滑上傳送帶時(shí)的速度為5m/sD.物塊滑離傳送帶時(shí)的動(dòng)能為20J

五、功能關(guān)系在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用

題目口?如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)力帶動(dòng)葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片再帶動(dòng)轉(zhuǎn)子（磁極）轉(zhuǎn)動(dòng),使定子（線圈）中產(chǎn)生感

應(yīng)電流，實(shí)現(xiàn)風(fēng)能向電能的轉(zhuǎn)化。若葉片長(zhǎng)為乙，當(dāng)?shù)仄骄L(fēng)速為“，空氣密度為p,風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的效率

為〃，則每一臺(tái)發(fā)電機(jī)每小時(shí)平均輸出的電能為（）

高中物理第斯試筵

A.900卯?！隇?B.1800〃p兀I//C.3600〃p7iZA/D.7200^7TL2V3

題目口§如圖所示，是某城市廣場(chǎng)噴泉噴出水柱的場(chǎng)景。從遠(yuǎn)處看，噴泉噴出的水柱達(dá)到了40層樓的高度;

靠近看，噴管的直徑約為10cm。已知水的密度為1X10：%咐3,。=10m/s:據(jù)此估算用于給噴管噴水的電

動(dòng)機(jī)輸出功率約為（）

A.1x10'WB.5xio5vrC.1xw6wD.5x10W

題目門9如圖所示是某類潮汐發(fā)電示意圖。漲潮時(shí)開閘，水由通道進(jìn)入海灣水庫(kù)蓄水,待水面升至最高點(diǎn)時(shí)

莢閉閘門（如圖甲），落潮時(shí),開閘放水發(fā)電（如圖乙）。設(shè)海灣水庫(kù)面積為5.0X108〃落平均潮差為3.0m,

一天漲落潮兩次，發(fā)電機(jī)的平均能量轉(zhuǎn)化效率為10%,則一天內(nèi)發(fā)電的平均功率約為（p海水=1.0x103

kg/m3，。取10m/s2）（）

A.2.6xIO1kWB.5.2xlO4kWC.2.6x105kWD.5.2x105kW

題目［20我國(guó)某農(nóng)村用潛水泵抽取地下水進(jìn)行農(nóng)田灌溉的場(chǎng)景如圖所示，潛水泵由電動(dòng)機(jī)、水泵、輸水鋼管

組成?？睖y(cè)得知當(dāng)?shù)氐叵滤淳嚯x地表87n深，因此安裝潛水泵時(shí)需要將一根輸水鋼管豎直打入地底下與

地下水源連通。水泵出水口離水平地面高度為0.8m,水流由出水口水平噴出時(shí)的速度為5m/s，每秒出水

量為4kg。水泵由功率為550W的電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，已知電動(dòng)機(jī)額定電壓為220V,水泵的抽水效率為80%,（取

重力加速度g=10m/s2）忽略其他能量損失。則（）

A.空中水柱的水的質(zhì)量為4%B.每秒鐘水泵對(duì)水做功為50J

C.泵的輸出功率為402WD.電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為88Q

高中物理第斯試筵

功能關(guān)系

特訓(xùn)目標(biāo)特訓(xùn)內(nèi)容

目標(biāo)1各類基本功能關(guān)系(1T-4T)

目標(biāo)2傳送帶問(wèn)題中的功能關(guān)系(5T-8T)

目標(biāo)3板塊問(wèn)題中的功能關(guān)系(9T-12T)

目標(biāo)4有關(guān)功能關(guān)系的圖像問(wèn)題(13T-16D

目標(biāo)5功能關(guān)系在實(shí)際問(wèn)題中的應(yīng)用(17T-20T)

【特訓(xùn)典例】

一、各類基本功能關(guān)系

題目■如圖所示，質(zhì)量為朋■、長(zhǎng)度為乙的小車靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小物塊放在小車的最左

端,現(xiàn)用一水平力R作用在小物塊上，小物塊與小車之間的摩擦力為耳，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間小車運(yùn)動(dòng)的位移為

①,小物塊剛好滑到小車的右端，則下列說(shuō)法正確的是()

A.此時(shí)小物塊的動(dòng)能為P(z+L)

B.此時(shí)小車的動(dòng)能為毋r

C.這一過(guò)程中，小物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx-FfL

D.這一過(guò)程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為用(L+H)

【答案】3

【詳解】4對(duì)小物塊由動(dòng)能定理得尸(c+L)—6儂+乙)=外物-0整理有外揚(yáng)=尸3+￡)—吁(/+乙)

故4項(xiàng)錯(cuò)誤；

B.對(duì)小車由動(dòng)能定理有序r=EA幸-0整理有E。=吁立故3項(xiàng)正確；

C.設(shè)水平面為零勢(shì)能面，初始時(shí)物塊和小車均靜止，其機(jī)械能為0J,經(jīng)過(guò)水平外力后，小車和小物塊的動(dòng)

能之和為Ek=瓦車+及由=F[x+L)-Ff(x+L')+Ffx=F(x+L)-FfL此時(shí)物塊和小車的機(jī)械能等于其

兩者的動(dòng)能之和，所以該過(guò)程機(jī)械能增加了FQ+L)—與■"故。項(xiàng)錯(cuò)誤：

D.根據(jù)功能關(guān)系可知，其摩擦產(chǎn)生的熱等于其摩擦力與相對(duì)位移的乘積，即Q=耳乙故D項(xiàng)錯(cuò)誤。

故選B。

題目區(qū)【高空''蹦極”是勇敢者的游戲。蹦極運(yùn)動(dòng)員將專用彈性橡皮繩(質(zhì)量忽略不計(jì))的一端系在雙腳上，

另一端固定在高處的跳臺(tái)上，運(yùn)動(dòng)員無(wú)初速地從跳臺(tái)上落下。若不計(jì)空氣阻力，則()

A.彈性繩剛伸直時(shí)，運(yùn)動(dòng)員開始減速?M

高中物理品新試筵

B.整個(gè)下落過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先保持不變后減小

C.整個(gè)下落過(guò)程中，重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功大于運(yùn)動(dòng)員克服彈性繩彈力所做的功

D.彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能與彈性繩的彈性勢(shì)能之和先增大后減小

【答案】3

【詳解】A.彈性繩剛伸直到彈性繩彈力等于重力之前，重力大于彈性繩彈力，運(yùn)動(dòng)員都處于加速狀態(tài)，故

A錯(cuò)誤；

B.運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)跳下到彈性繩剛伸直過(guò)程中，只受重力，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能守恒，彈性繩剛伸直到最低點(diǎn)的

過(guò)程中，彈力做負(fù)功，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減小，所以整個(gè)下落過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能先保持不變后減小，故

B正確；

C.下落到最低點(diǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)員速度為0,整個(gè)下落過(guò)程中重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功等于運(yùn)動(dòng)員克服彈性繩彈力

所做的功，故C錯(cuò)誤：

D.從彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員和彈性繩組成的系機(jī)械能守恒，彈性繩從伸直到最低點(diǎn)的

過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員先加速后減速到0,所以運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小，則運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能與彈性繩的彈性

勢(shì)能之和先減小后增大，故。錯(cuò)誤。故選8。

題目叵J一運(yùn)動(dòng)員穿著飛翔裝備從飛機(jī)上跳出后的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程可近似認(rèn)為是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，如圖所示，

運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成53°,運(yùn)動(dòng)員的加速度大小為半。已知運(yùn)動(dòng)員（包含裝備）的質(zhì)量為則在運(yùn)動(dòng)員

下落高度為人的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為?B.運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為竽

C.運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為普叱八D.運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了嚶

【答案】8

【詳解】4在運(yùn)動(dòng)員下落高度為八的過(guò)程中，重力做功為mg/i,故運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為mgh,故A

錯(cuò)誤：

BC.根據(jù)牛頓第二定律可得F,、=ma=與mg運(yùn)動(dòng)員下落高度為八的過(guò)程中位移為--=/i

4sin534

則根據(jù)動(dòng)能定理^mgx苧1=阻則運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的增加量為AE,=擇岫故B錯(cuò)誤，。正確：

D.運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能的減少量為7%九,動(dòng)能的增加量為蔣但人，則運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能減少了mgh-抬mgh

_mgh

16

故D正確。故選CD。

題目PC學(xué)校中某參賽選手設(shè)計(jì)了科技節(jié)運(yùn)輸軌道，如圖甲所示，可簡(jiǎn)化為傾角為0的足夠長(zhǎng)固定絕緣光滑

斜面.以斜面底端為坐標(biāo)原點(diǎn),沿斜面向上為7軸的正方向，且沿c軸部分區(qū)域存在電場(chǎng)。在斜面底端由

靜止釋放一質(zhì)量為小、電荷量為+q的滑塊，在滑塊向上運(yùn)動(dòng)的一段過(guò)程中,機(jī)械能E隨位置坐標(biāo)2的變化

如圖乙所示，曲線4點(diǎn)處切線斜率最大。滑塊可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,不計(jì)滑塊產(chǎn)生的電場(chǎng)，重力加速

度9已知.以下說(shuō)法正確的是（）

高中物理第斯試筵

A.在為?g過(guò)程中，滑塊動(dòng)能先減小后恒定

B.在電處滑塊的動(dòng)能最大，尺加於二苧-Mg^isin，

C.在0?出的過(guò)程中重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和先減小后增大

D.在。?g過(guò)程中，滑塊先加速后減速

【答案】CD

【詳解】A.滑塊在電?g過(guò)程機(jī)械能增加,在g?g過(guò)程,高度增加，機(jī)械能不變，說(shuō)明只有重力做功，重力

勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，力錯(cuò)誤；

B.電場(chǎng)力做的功等于滑塊機(jī)械能的變化，即qE-a;=AE,E—c圖像的斜率表示qE,根據(jù)圖像可知0?為

過(guò)程電場(chǎng)力逐漸增大，電?電過(guò)程電場(chǎng)力逐漸減小，到g處電場(chǎng)強(qiáng)度為零。由牛頓第二定律得qE-

mgsin0=ma

加速度先增大后減小，最后反向增大，直至電場(chǎng)力為零時(shí)a=gsin。，則當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度減小到E=衛(wèi)媽”■時(shí)

q

滑塊的動(dòng)能最大，即在電?g的某處，B錯(cuò)誤：

C.D.0-G過(guò)程滑塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，然后做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，再做滑塊做加速

度逐漸增大的減速運(yùn)動(dòng)，電后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，所以0?的過(guò)程中重力勢(shì)能與電勢(shì)能之和先減小后增

大，0?g過(guò)程先加速，再減速，。正確，。正確。故選CD。

二、傳送帶問(wèn)題中的功能關(guān)系

題目5）如圖所示，傳送帶以5m/s勻速率順時(shí)針運(yùn)動(dòng),現(xiàn)將一質(zhì)量為1kg的滑塊輕輕放置于傳送帶的左端

（初速度為零），當(dāng)滑塊速度達(dá)到5m/s時(shí)，突然停電了，傳送帶以大小為2m/s2的加速度勻減速運(yùn)動(dòng)至停止。

已知滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,傳送帶足夠長(zhǎng)，重力加速度大小取g=10m/s二則滑塊從放上去

到最后停下的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（)

n

A.滑塊先勻加速后與傳送帶保持相對(duì)靜止B.滑塊受到的摩擦力一直不變

C.滑塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)為18.75mD.全程滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的熱量為18.75J

【答案】D

【詳解】4.滑塊剛放上傳送帶時(shí)，速度小于傳送帶的速度，所受摩擦力的方向向右，滑塊向右做勻加速運(yùn)

動(dòng)；當(dāng)傳送帶做分減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于傳送帶的加速度a=2m/s2>ng,故滑塊不能與傳送帶相對(duì)靜止一

起減速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

B.滑塊在傳送帶上先加速運(yùn)動(dòng)，后減速運(yùn)動(dòng)，所受的滑動(dòng)摩擦力方向先向右后向左，方向發(fā)生了變化，B

錯(cuò)誤；

2

C.滑塊在勻加速直線運(yùn)動(dòng)階段有jimg=ma}得ay=Im/s?此過(guò)程中滑塊的位移為x}=-^―=12.5m傳送

帶的位移為x=v-—由于故滑塊相對(duì)于傳送帶向左滑，劃痕長(zhǎng)度為△x-x=

2=25m41V?2,O=2?}1?2.5m?

高中物理第斯試筵

2

在勻減速直線運(yùn)動(dòng)階段，滑塊的加速度大小為a2=3=lin/s,故滑塊的位移為x\==12.5m傳送帶的

位移為⑼=1=6.25M由于圻〉⑼，故滑塊相對(duì)于傳送帶向右滑，劃痕長(zhǎng)度為△/=*一⑼=6.25m由于

Ar>Ac',所以總的劃痕長(zhǎng)度等于Ar=12.5zn,故。錯(cuò)誤；

D.全程滑塊與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為。=〃/（Ar+A/）=18.75J故。正確。故選。。

題目如圖所示，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的水平傳送帶以速度”=2.0m/s順時(shí)針勻速運(yùn)行，A端上方靠近傳送帶的

料斗中裝有煤，打開閥門，煤以流量Q=50kg/s落到傳送帶上，煤與傳送帶達(dá)共同速度后被運(yùn)至B端。在

運(yùn)送煤的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

位3fB

（）（）

A.電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為100W

B.電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為300W

C.在lrnin內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為6.0X1O'V

D.在lrnin內(nèi)因煤與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量為1.2X10V

【答案】。

【詳解】設(shè)足夠小的時(shí)間△￡內(nèi)落到傳送帶上煤的質(zhì)量為Am,則有Am=QAt這部分煤由于摩擦力/

的作用被傳送帶加速，由功能關(guān)系得=煤塊在摩擦力作用下做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，

則有

s=-^-t傳送帶的位移為$傳=vt相對(duì)位移為As=s傳一s=vt—=s可知煤的位移與煤和傳送帶的相對(duì)位

移相同，因此摩擦生熱為Q=2=fs=十Arnd根據(jù)能量守恒可知，加時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的能量人田為

△E=Q+yAmv2=Amv電動(dòng)機(jī)應(yīng)增加的功率為「=等聯(lián)立可得P=Qv2=200W故AB錯(cuò)誤；

CD.由以上分析可知，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為<2熱=爭(zhēng)？因此一分鐘產(chǎn)生的熱量為

Q&=Q/==6.0xlCpj故。正確，。錯(cuò)誤。故選。。

題目憶）一傾斜傳送帶與水平成30°角，以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)現(xiàn)將一質(zhì)量為0.4kg的物體（物體可

看成質(zhì)點(diǎn)）輕放在傳送帶的頂端4點(diǎn)，物體從A運(yùn)動(dòng)到傳送帶底端3,離開3點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/so已

知物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為烏，重力加速度大小為lOm/sZ,則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，下列說(shuō)

法正確的是（）

A.傳送帶的長(zhǎng)度可能為0.8m

B.若傳送帶的長(zhǎng)度為2m,則摩擦力對(duì)物體做的功為6J

C.若傳送帶的長(zhǎng)度為2m,則摩擦力對(duì)傳送帶做的功為-4J?M

高中物理第斯試筵

D.若傳送帶的長(zhǎng)度為2m,則因摩擦而產(chǎn)生的熱量為U

【答案】。

【詳解】A.物體相對(duì)傳送帶上滑時(shí)，物體的加速度大小為a=衛(wèi)幽網(wǎng)士竺也阻=i2.5m/s2

m

物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=^>tanJ故物體與傳送帶間的最大靜摩擦力大于重力沿斜面向下的

分力，離開8點(diǎn)時(shí)的速度大小為5mzs，故物體可能是一直加速運(yùn)動(dòng)或者先加速后勺速運(yùn)動(dòng)，若一直加速運(yùn)

動(dòng),則傳送帶的長(zhǎng)度〃)=-^―=1m若先加速后勻速運(yùn)動(dòng)，則傳送帶的長(zhǎng)度必然大于1m,故A錯(cuò)誤；

2

B.若傳送帶的長(zhǎng)度為乙=2m?，則根據(jù)動(dòng)能定理mgLsi,n0+Wf=-^mv解得摩擦力對(duì)物體做的功用=U

故B錯(cuò)誤；

C.若傳送帶的長(zhǎng)度為2m,物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t=~—=0.6s物體勻加速階段，傳送帶的位移

-av

Xi=vt}=2m勻速階段，傳送帶的位移x2=vt2=1m根據(jù)受力分析可知，前1m物體對(duì)傳送帶的摩擦力方向

向上，后1m對(duì)傳送帶的摩擦力方向向下，則摩擦力對(duì)傳送帶做的功W/=—fimgx}cos0+mgx)sin0=—4J

故。正確；

D.若傳送帶的長(zhǎng)度為2m,則因摩擦而產(chǎn)生的熱量Q="mg\xcosf)其中，相對(duì)運(yùn)動(dòng)距離AT=x}—La=Im

解得Q=3J故。錯(cuò)誤。故選C。

題目區(qū)如圖所示，某工廠用傳送帶向高處運(yùn)送物體，將一物體輕輕放在傳送帶底端，第一階段物體被加速到

與傳送帶具有相同的速度，第二階段物體與傳送帶相對(duì)靜止，勻速運(yùn)動(dòng)到傳送帶頂端。下列說(shuō)法正確的是

()

A.第一階段摩擦力對(duì)物體做正功，第二階段摩擦力對(duì)物體不做功

B.第一階段摩擦力對(duì)物體做的功等于第一階段物體動(dòng)能的增加量

C.第一階段物體和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于第一階段物體機(jī)械能的增加量

D.物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量等于全過(guò)程摩擦力對(duì)物體所做的功

【答案】CD

【詳解】A.第一階段和第二階段，摩擦力和物體的運(yùn)動(dòng)方向均一致，為沿斜面向上，兩個(gè)階段摩擦力都是

做正功。故A錯(cuò)誤；

B.由動(dòng)能定理的內(nèi)容可得，合力做的總功等于物體動(dòng)能的增加量，即%—吸；=4及第一階段除了摩擦力

做正功以外，物體也克服重力做了功。故3錯(cuò)誤；

C.設(shè)第一階段物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為傳送帶的速度為明對(duì)物體有Xi—中對(duì)傳送帶有X-,—vt

因摩擦產(chǎn)生熱量。=F^x—F^Xo—Xi)=F『號(hào)物體機(jī)械能增加量，與重力做功無(wú)關(guān)，只看摩擦力做功多

少，即入￡=號(hào)?0=號(hào)?空所以(3=/\￡；故。正確；

D.物體從底端到頂端全過(guò)程機(jī)械能的增加量與除重力以外的其他力做功有關(guān)。全過(guò)程除重力以外只有

高中物理第斯試筵

摩擦力做功。故機(jī)械能的增加量等于全過(guò)程摩擦力對(duì)物體所做的功。故。正確。故選CD。

三、板塊問(wèn)題中的功能關(guān)系

題目叵〕如圖所示，半徑A=5.0m的圓弧軌道固定在豎直平面內(nèi)，軌道的一個(gè)端點(diǎn)4和圓心。的連線與水

平方向的夾角0=30°,另一端點(diǎn)B為軌道的最低點(diǎn)，8點(diǎn)右側(cè)的光滑水平面上緊挨B點(diǎn)靜止放置一木板,

木板質(zhì)量河=2.0kg上表面與B點(diǎn)等高。質(zhì)量m=0.5kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，在A點(diǎn)沿切線方向以

6m/s的初速度進(jìn)入軌道且沿著軌道下滑，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)以12m/s的速度滑上木板。已知物塊與木板間的動(dòng)

摩擦因數(shù)四=0.4,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=lOm/d,求：

(1)物塊從軌道的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中克服摩擦力所做的功叱；

(2)若木板足夠長(zhǎng)，求從物塊剛滑上木板至兩者共速的過(guò)程中，由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q。

【答案】⑴10.5J;⑵28.8J

【詳解】⑴物體從4點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理有+sin30°)—Wf=-^mv^一■/加彳

解得物塊克服摩擦力做功Wt=10.5J

(2)物塊滑上木板后做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a1，由牛頓第二定律有\(zhòng)img=mcii物塊與木板達(dá)的

共同速度為。，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有〃=如一木板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為電，由牛頓第二定律有

27均二A儂由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有1；=出方解得〃=孝-m/s由于摩擦所產(chǎn)生的熱量Q=

解得Q=28.8J

題目也如圖甲，物體力的質(zhì)量砒產(chǎn)1kg,靜止在光滑水平面上的木板3的質(zhì)量仍=2kg,某時(shí)刻力以g=

6m/s的初速度從左端滑上木板B的上表面，在A滑上B的同時(shí),給B施加一個(gè)水平方向的拉力RR隨時(shí)

間變化如圖乙，共作用1.5s,以水平向右為正方向；已知A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃=0.2,木板3足夠長(zhǎng)

(忽略物體A的大小)。求：

(1)0~1s內(nèi)，物體A和木板B的加速度分別為多大；

(2)1.5s末，A、B的速度分別為多大；

(3)最終,物體力和木板B由于摩擦產(chǎn)生的熱量(用分?jǐn)?shù)表示)。

圖甲

【答案】(1)%=Zm/s?,電=4m/s2;(2)g—3m/s,v,t—2.5m/s;(3)。=#■1/

J

【詳解】(1)0~1s內(nèi)，若4一直做勻減速運(yùn)動(dòng)，8一直做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)4有

2

!im}g—m}a］對(duì)B有尸+—7n2電解得%=2m/s,a2=4m/s'

(2)ls時(shí)＞1的速度為幼=%—a1i=4m/s,Is時(shí)_B的速度為v2=a2t}=4m/sfIs后力反向，若一起減速，根據(jù)

2=

牛頓第二定律F'=(mi4-7712)a解得a=-1-m/s,A做勻減速運(yùn)動(dòng)的最大加速度為a3=2mzs:即4以a3

tj???

高中物理第斯試筵

2m/s'做勻減速運(yùn)動(dòng)，對(duì)B分析F'—〃7Hig=m2al解得Q尸3ni/s2,1.55A的速度為u：尸納一a3t2=3m/s

=

L5s時(shí)，6的速度為v4=V2—a4t22.5m/s

(3)0~Is內(nèi)，物體4和木板8相對(duì)位移為As]=4手工Is~1.5s內(nèi)，物體71和木板B相對(duì)位

移為AS2=孕:"也一,’2攔"2=1.5s后4做勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a：=2m/s2,3做勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)

牛頓第二定律〃771必=7?2,。6解得。6=Im/s?共速時(shí)U=g—Qj產(chǎn)必+為益解得力3=4~S

0

m

物體A和木板B相對(duì)位移為△s3=_";2±3=~^T之后，力和笈一起做勻速運(yùn)動(dòng)，物體A和木板

B由于摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=〃m?(Asi+As2+As3)解得Q=^-J

O

題目fTT如圖所示，一傾角為6=37°的足夠長(zhǎng)斜面體固定在水平地面上，一質(zhì)量為河=2kg的長(zhǎng)木板8沿

著斜面以速度”。=9m/s勻速下滑,現(xiàn)把一質(zhì)量為m=1kg的鐵塊A輕輕放在長(zhǎng)木板B的左端，鐵塊恰好沒

有從長(zhǎng)木板右端滑下，4與B間、B與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g=

10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求：

(1)鐵塊A和長(zhǎng)木板E共速后的速度大?。?/p>

(2)長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度；

(3)請(qǐng)用數(shù)值驗(yàn)證，鐵塊剛放上長(zhǎng)木板左端時(shí)與達(dá)到共速時(shí)系統(tǒng)的總能量相等。

【答案】(l)6m/s:(2)2.25m;(3)見解析

【詳解】(1)根據(jù)動(dòng)量守恒定律有Mv[)=(”+7?1加解得0=6111/5

(2)根據(jù)題意可知〃=tan。=0.75對(duì)鐵塊A受力分析有mgsinff-f-jjmgcosff=rrui\解得ax=⑵n/s?

對(duì)長(zhǎng)木板受力分析有Mgsin?！?imgcosO—〃(Af+m)gcos0=Ma2解得。2=—Gm/s/經(jīng)過(guò)時(shí)間t速度相等，

有

v=vQ+a2t=a止鐵塊運(yùn)動(dòng)位移X[=yt=1.5m長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)位移x2="土=3.75m長(zhǎng)木板的長(zhǎng)度I=x2

—X[=2.25m

(3)系統(tǒng)動(dòng)能的變化量△&=y(M+，鐵塊重力勢(shì)能的變化量/\Epl=-mgxlSind=-9J

長(zhǎng)木板重力勢(shì)能的變化量△與2=—A^gsin0=-45J長(zhǎng)木板與斜面之間摩擦產(chǎn)生的熱量

Qi=〃(V+m)gx2cosd=67.5J鐵塊與長(zhǎng)木板之間摩擦產(chǎn)生的熱量Q?=umglcosd=13.5J;AE^+AEpi

+AEp2+Qi+Q2=0故系統(tǒng)能量守恒。

題目口?如圖所示，小車右端有一半圓形光滑軌道BC相切車表面于R點(diǎn),一個(gè)質(zhì)量為館=LOkg可以視為

質(zhì)點(diǎn)的物塊放置在A點(diǎn)，隨小車一起以速度3=5.0m/s沿光滑水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)。勁度系數(shù)較大的

輕質(zhì)彈簧固定在右側(cè)豎直擋板上。當(dāng)小車壓縮彈簧到最短時(shí)，彈簧自鎖(即不再壓縮也不恢復(fù)形變),此時(shí)，

物塊恰好在小車的B處，此后物塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)。。已知小車的質(zhì)量為M=1.0kg,小車

的長(zhǎng)度為Z=L0rn,半圓形軌道半徑為R=0.4rn,物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為〃=0.2,重力加速度g取

10m/s2o求：

(1)物塊在小車上滑行時(shí)的加速度。；???

高中物理第斯試筵

(2)物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度外；

(3)彈簧在壓縮到最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能E,,以及彈簧被壓縮的距離力。

【答案】(l)2m/s2,方向向左；(2)2，5m/s;(3)13J,0.25m

【詳解】(1)物塊在小車上滑行時(shí)卬聞=ma;a—ng=2m/s2向向左

2

(2)物塊運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)mg=?72■萼解得vc=2m/s物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到。點(diǎn)時(shí)mg2/?=

rt22

解得VB=2V5m/s

(3)對(duì)m:+力)=;對(duì)Al:jjrngx—Ep=O-;坳=](A/+m)v「―^-mv3

—fimgl

解得Ep=13J;x=0.25m

四、有關(guān)功能關(guān)系的圖像問(wèn)題

題目[T如圖所示,傾角為J的足夠長(zhǎng)的傾斜傳送帶沿逆時(shí)針方向以恒定速率運(yùn)行。一物塊無(wú)初速度地放

在傳送帶上端，傳送帶與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)〃>tan。,設(shè)傳送帶上端位置為重力勢(shì)能零點(diǎn)，則物塊運(yùn)動(dòng)

的整個(gè)過(guò)程中，其速度。、重力勢(shì)能與、動(dòng)能瓦、機(jī)械能E與位移①的關(guān)系圖像可能正確的是()

【答案】D

【詳解】4c.物塊剛放上傳送帶時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有mgsinff+/^r