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第2課功能關系 題型一 功能關系 變式訓練1 2015 太原模擬 如圖所示 上表面不光滑的長木板 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 當木塊和木板相對靜止時 木板相對地面滑動了s 小木塊相對木板滑動了d 下列關于滑動摩擦力做功情況分析正確的是 D A 木塊動能的減少量等于滑動摩擦力對木板做的功B 木板動能的增加量等于木塊克服滑動摩擦力做的功C 滑動摩擦力對木板所做的功等于滑動摩擦力對木塊做的功D 木塊和木板組成的系統(tǒng)的機械能的減少量等于滑動摩擦力與木塊相對木板的位移的乘積 解析 由功的公式知 滑動摩擦力對木塊做的功W1 f s d 摩擦力對木板做功W2 fs 因二者不相等 故選項C錯誤 對木塊 由動能定理得 木塊動能的減少量 Ek1 f s d W2 故選項A錯誤 對木板由動能定理得 木板動能的增加量 Ek2 fs 可見小于木塊克服摩擦力做的功f s d 故選項B錯誤 木塊與木板機械能的減少量 E Ek1 Ek2 f s d fs fd 故選項D正確 題型二 機械能守恒定律在系統(tǒng)中的應用 例2如圖所示 在長為L的輕桿中點A和端點B處各固定一質量為m的球 桿可繞無摩擦的軸O轉動 使桿從水平位置無初速度釋放擺下 求當桿轉到豎直位置時 輕桿對A B兩球分別做了多少功 方法點撥 多個物體組成的系統(tǒng)機械能守恒問題的解題思路 1 分析多個物體組成的系統(tǒng)所受的外力是否只有重力做功 內(nèi)力是否造成了機械能與其他形式能的轉化 從而判斷系統(tǒng)機械能是否守恒 2 若系統(tǒng)機械能守恒 則機械能從一個物體轉移到另一個物體 E1 E2 一個物體機械能增加 則一定有另一個物體機械能減少 變式訓練2 質量分別為m和2m的兩個小球P和Q 中間用輕質桿固定連接 桿長為L 在離P球處有一個光滑固定軸O 如圖所示 現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放 在Q球順時針擺動到最低位置時 求 1 小球P的速度大小 2 在此過程中小球P機械能的變化量 題型三 傳送帶中的功能關系 例3電機帶動水平傳送帶以速度v勻速傳動 一質量為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摩擦因數(shù)為 當小木塊與傳送帶相對靜止時 求 1 小木塊的位移 2 傳送帶轉過的路程 3 小木塊獲得的動能 4 摩擦過程產(chǎn)生的摩擦熱 5 電機帶動傳送帶勻速傳動輸出的總能量 方法點撥 摩擦生熱的兩個角度 1 從功的角度看 一對滑動摩擦力對系統(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 變式訓練3 在機場和火車站可以看到對行李進行安全檢查用的水平傳送帶如圖所示 當旅客把行李放在正在勻速運動的傳送帶上后 傳送帶和行李之間的滑動摩擦力使行李開始運動 隨后它們保持相對靜止 行李隨傳送帶一起勻速通過檢測儀器接受檢查 設某機場的傳送帶勻速前進的速度為0 4m s 某行李箱的質量為5kg 行李箱與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為0 2 當旅客把這個行李箱小心地放在傳送帶上 通過安全檢查的過程中 g取10m s2 則 AC A 開始時行李箱的加速度為2m s2B 行李箱到達B點的時間為2sC 傳送帶對行李箱做的功為0 4JD 傳送帶上將留下一段摩擦痕跡 該痕跡的長度是0 03m 題型四 電磁學中能量總和問題 方法點撥 處理電場中能量問題應注意的四點 1 應用動能定理解決問題需研究合外力的功 或總功 2 應用能量守恒定律解決問題需注意電勢能和其他形式能之間的轉化 3 應用功能關系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應關系 4 有電場力做功的過程機械能不守恒 但機械能與電勢能的總和可以守恒 變式訓練4 如圖所示 在豎直向上的勻強電場中 絕緣輕質彈簧直立于地面上 上面放一個質量為m的帶負電的小球 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 小球從靜止開始運動到剛離開彈簧的過程中 小球克服重力和電場力做功分別為W1和W2 小球剛好離開彈簧時速度為v 不計空氣阻力 則在上述過程中下列說法錯誤的是 C