1、课时达标第17讲解密考纲主要考查对功能关系的理解,对各种功能关系的熟练应用;掌握摩擦力做功与能量转化和弹簧弹力做功与能量转化的处理技巧1如图所示,在竖直平面内有一“V”形槽,其底部BC是一段圆弧,两侧都与光滑斜槽相切,相切处B、C位于同一水平面上一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑,经圆弧槽再滑上左侧斜槽最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处,接着小物体再向下滑回,若不考虑空气阻力,则(C)A小物体恰好滑回到B处时速度为零B小物体尚未滑回到B处时速度已变为零C小物体能滑回到B处之上,但最高点要比D处低D小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点2(多选)在离水平地面h高处将
2、一质量为m的小球水平抛出,在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为Ff,落地时小球距抛出点的水平距离为x,速率为v,那么,在小球运动的过程中(AD)A重力做功为mghB克服空气阻力做的功为FfC落地时,重力的瞬时功率为mgvD重力势能和机械能都逐渐减少解析重力做功为WGmgh,选项A正确;空气阻力做功与经过的路程有关,而小球经过的路程大于,故克服空气阻力做的功大于Ff,选项B错误;落地时,重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积,故落地时重力的瞬时功率小于mgv,选项C错误;重力做正功,重力势能减少,空气阻力做负功,机械能减少,选项D正确3(2017重庆诊断)一个排球在A点被竖直抛出时动能
3、为20 J,上升到最大高度后,又回到A点,动能变为12 J,设排球在运动中受到的阻力大小恒定,则(C)A上升到最高点过程重力势能增加了20 JB上升到最高点过程机械能减少了8 JC从最高点回到A点过程克服阻力做功4 JD从最高点回到A点过程重力势能减少了12 J解析由题意知整体过程中动能(机械能)减少了8 J,则上升过程克服阻力做功4 J,下落过程克服阻力做功4 J;上升到最高点过程动能减少量为20 J,克服阻力做功4 J,即机械能减少4 J,则重力势能增加了16 J,选项A、B错误;由前面分析知选项C正确;从最高点回到A点过程动能增加了12 J,机械能减少4 J,则重力势能减少16 J,选项
4、D错误4(2017天津质检)一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下,到半圆底部时,轨道所受压力为铁块重力的1.5倍,则此过程中铁块损失的机械能为(D)AmgRBmgRCmgRDmgR解析在半圆底部,由圆周运动知识得1.5mgmg,解得v20.5gR.由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为EmgRmv20.75mgR,选项D正确5(2017海门中学校级模拟)如图所示,半圆形轨道MON竖直放置且固定在地面上,直径MN是水平的,一小物块从M点正上方高度为H处自由下落,正好在M点滑入半圆轨道,测得其第一次离开N点后上升的最大高度为,小物块接着下落从N点滑入半圆轨道,在向M点滑行
5、过程中(整个过程不计空气阻力),下列说法正确的是(C)A小物块正好能到达M点B小物块一定到不了M点C小物块一定能冲出M点D不能确定小物块能否冲出M点解析设小物块由M运动到N克服摩擦力所做的功为W1,则由能量守恒定律可得W1mgH;设小物块由N运动到M克服摩擦力所做的功为W2,因为速度越大,小物块对轨道的压力越大,所受滑动摩擦力越大,所以W2EkbEkc,但不能确定物体到达底端时动能的数量关系,也不能确定运动时间的数量关系,选项C、D错误11(2017苏州一模)如图所示,一个半径为R的圆周的轨道,O点为圆心,B为轨道上的一点,OB与水平方向的夹角为37.轨道的左侧与一固定光滑平台相连,在平台上一
6、轻质弹簧左端与竖直挡板相连,弹簧原长时右端在A点现用一质量为m的小球(与弹簧不连接)压缩弹簧至P点后释放已知重力加速度为g,不计空气阻力(1)若小球恰能击中B点,求刚释放小球时弹簧的弹性势能;(2)试通过计算判断小球落到轨道时速度能否与圆弧垂直;(3)改变释放点的位置,求小球落到轨道时动能的最小值解析(1)小球离开O点后做平抛运动,设初速度为v0落在B点,有Rcos 37v0t,Rsin 37gt2,解得v0,由机械能守恒,得弹簧的弹性势能EPmvmgR.(2)设落点与O点的连线与水平方向的夹角为,小球做平抛运动,有Rcos v0t,Rsin gt2,位移方向与圆弧垂直,且tan ,设速度方向
7、与水平方向的夹角为,则tan 2tan ,所以小物块不能垂直击中圆弧(3)设落点与O点的连线与水平方向的夹角为,小球做平抛运动,有Rcos v0t,Rsin gt2,由动能定理,有mgRsin Ekmv,解得EkmgR,当sin 时,Ek取最小值EkminmgR.答案(1)mgR(2)不能(3)mgR12如图所示,一质量m2 kg的长木板静止在水平地面上,某时刻一质量M1 kg的小铁块以水平向左v09 m/s的速度从木板的右端滑上木板已知木板与地面间的动摩擦因数10.1,铁块与木板间的动摩擦因数20.4,取重力加速度g10 m/s2,木板足够长,求:(1)铁块相对木板滑动时木板的加速度的大小;
8、(2)铁块与木板摩擦所产生的热量Q和木板在水平地面上滑行的总路程x.解析(1)设铁块在木板上滑动时,木板加速度为a2,由牛顿第二定律可得2Mg1(Mm)gma2,解得a2 m/s20.5 m/s2.(2)设铁块在木板上滑动时,铁块的加速度为a1,由牛顿第二定律得2MgMa1,解得a12g4 m/s2.设铁块与木板相对静止达共同速度时的速度为v,所需的时间为t,则有vvoa1t,va2t,解得v1 m/s,t2 s.铁块相对地面的位移x1v0ta1t292 m44 m10 m.木板运动的位移x2a2t20.54 m1 m,铁块与木板的相对位移xx1x210 m1 m9 m,则此过程中铁块与木板摩擦所产生的热量QFfx2Mgx0.41109 J36 J.达共同速度后的加速度为a3,发生的位移为s,则有a31g1 m/s2,s m0.5 m.木板在水平地面上滑行的总路程xx2s1 m0.5 m1.5 m.答案(1)0.5 m/s2(2)36 J1.5 m