2011届高考物理二轮复习 第1讲 功能关系在力学中的应用

1、第一篇 专题知能突破专题二 功能关系的应用第1讲 功能关系在力学中的应用图2118物理模型的应用小车(或木板)模型【例1】如图2118所示，质量为 M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动小物块和小车之间的摩擦力为Ff.小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x.在这个过程中，以下结论正确的是()A小物块到达小车最右端时具有的动能为(FFf)(lx)B小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为FfxC小物块克服摩擦力所做的功为Ff(lx)D小物块和小车增加的机械能为Fx解析：因动能定理

2、以及功的公式中的位移是指对地的位移，所以A、B正确；摩擦力对小物块所做的功为Ff(lx)，所以小物块克服摩擦力所做的功为Ff(lx)，C正确；小物块和小车增加的机械能为F(lx)Ffl，所以D错误图2119答案：ABC【例2】 如图2119所示，半径R0.8 m的光滑圆弧轨道固定在水平地面上，O为该圆弧的圆心，轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m1 kg的小物块，小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入圆弧轨道此后小物块将沿圆弧轨道下滑，已知AO连线与水平方向的夹角45°，在轨道末端C点紧靠一质量M3 kg的长木板，木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物

3、块与长木板间的动摩擦因数0.3，g取10 m/s2.求：(1)小物块刚到达C点时的速度大小；(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力；(3)要使小物块不滑出长木板，木板长度L至少为多少？解析：(1)小物块从A到C，根据机械能守恒有mg×2Rmv，解得vC4 m/s.(2)小物块刚要到C点，由牛顿第二定律有FNmgmv/R，解得FN50 N由牛顿第三定律，小物块对C的压力FN50 N，方向竖直向下(3)设小物块刚滑到木板右端时达到共同速度，大小为v，小物块在长木板上滑行过程中，小物块与长木板的加速度分别为ammg/maMmg/MvvCamtvaMt由能量守恒定律得mgL(Mm

4、)v2mv联立解得L4 m.答案：(1)4 m/s(2)50 N，方向竖直向下(3)4 m图2120【例3】 (2010·苏北四市调研)如图2120所示，质量M8 kg的长木板放在光滑水平面上，在长木板的右端施加一水平恒力F8 N，当长木板向右运动速率达到v110 m/s时，在其右端有一质量m2 kg的小物块(可视为质点)以水平向左的速率v22 m/s滑上长木板，物块与长木板间的动摩擦因数0.2，小物块始终没有离开长木板，g取10 m/s2.求：(1)经过多长时间小物块与长木板相对静止；(2)长木板至少要多长才能保证小物块不滑离长木板；(3)上述过程中长木板对小物块摩擦力做的功解析：(1)小物块的加速度为a2g2 m/s2，方向水平向右长木板的加速度为a10.5 m/s2，方向水平向右设刚相对静止时它们的共同速度为v，以长木板运动的方向为正方向对小物块有vv2a2t，对长木板有vv1a1t代入数据可解得t8 s，v14 m/s.(2)此过程中小物块的位移为x2t48 m长木板的位移为x1t96 m所以长