專題四功和能第1課時(shí)功能關(guān)系在力學(xué)中的應(yīng)用知識規(guī)律整合基礎(chǔ)回扣1．做功的兩個(gè)重要因素是：有力作用在物體上且使物體在力的方向上______________，功的求解可利用求，但F為__________；也可以利用F－l圖象來求：變力的功一般應(yīng)用__________間接求解．2．功率是指單位時(shí)間內(nèi)做的功，求解公式有：平均功率，當(dāng)=0時(shí)，即F與v方向_______時(shí)，P=F·v．3．常見的幾種力做功的特點(diǎn)（1）重力、彈簧彈力，電場力、分子力做功與________無關(guān)．（2）摩擦力做功的特點(diǎn)①單個(gè)摩擦力（包括靜摩擦力和滑動摩擦力）可能做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功．②相互作用是一對靜摩擦力做功的代數(shù)和_______________，在靜摩擦力做功的過程中，只有機(jī)構(gòu)能的轉(zhuǎn)移，沒有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數(shù)和___________，且總為____________，在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦物體間機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，還有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的量等于系統(tǒng)機(jī)械能的減少，等于滑動摩擦力與___________的乘積．③摩擦生熱，是指滑動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱．4．幾個(gè)重要的功能關(guān)系（1）重力的功等于_____________的變化，即______________．（2）彈力的功等于_____________的變化，即______________．（3）合力的功等于_____________的變化，即______________．（4）重力之外（除彈簧彈力）的其它力的功等于___________的變化．．（5）一對滑動摩擦力的功等于___________的變化．．（6）分子力的功等于_____________的變化．思路和方法1．恒定加速度啟動問題解決問題的關(guān)鍵是明確所研究的問題是處在哪個(gè)階段上以及勻加速過程的最大速度和全程的最大速度的區(qū)別和求解方法．（1）求：由，可求：=________．（2）求=________．2．動能定理的應(yīng)用（1）動能定理的適用對象：涉及單個(gè)物體（或可看成單個(gè)物體的物體系）的受力和位移問題，或求解____________做功的問題．（2）動能定理解題的基本思路：①選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程．②分析研究對象的受力情況和各力做功情況，然后求各個(gè)外力做功的___________．③明確物體在過程始末狀態(tài)的動能．④列出動能定理的方程，及其他必要的解題方程，進(jìn)行求解．3．機(jī)構(gòu)能守恒定律的應(yīng)用（1）機(jī)械能是否守恒的判斷：①用做功來判斷，看重力（或彈簧彈力）以外的其它力做功代數(shù)和是否為零．②用能量轉(zhuǎn)化來判斷，看是否有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能．③對一些繩子突然繃緊、_______________等問題，機(jī)械能一般不守恒，除非題目中有特別說明及暗示．，（2）機(jī)械能守恒定律解題的基本思路：①選取研究對象——物體系．②根據(jù)研究對象所經(jīng)歷的物理過程，進(jìn)行受力、做功分析，判斷機(jī)械能是否守恒．③恰當(dāng)?shù)剡x取參考平面，確定研究對象在過程的初末太時(shí)的機(jī)能能．④根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程，進(jìn)行求解．自測自查1．運(yùn)動員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過程，將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過程中，下列說法正確的是（）A．阻力對系統(tǒng)始終做負(fù)功 B．系統(tǒng)受到的合外力始終向下C．重力做功使系統(tǒng)的重力勢能增加 D．任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等2．如圖所示，木板可繞固定的水平軸O轉(zhuǎn)動，在木板從水平位置OA緩慢轉(zhuǎn)到OB位置的過程，木板上重力5N的物塊始終相對于木板靜止，物塊的重力勢能增加了4J．用來表示木板對物塊的支持力，表示木板對物塊的摩擦力，則（）A．物塊被抬高了0.8m B．對物塊做功4J，對物塊不做功C．對物塊不做功，對物塊做功4J D．和對物塊所做功的代數(shù)和為03．下列說法中正確的是（）A．運(yùn)動物體所受合外力不為零，合外力必做功，物體的動能肯定要變化B．運(yùn)動物體所受合外力為零，則物體的動能肯定不變C．運(yùn)動物體的動能保持不變，則該物體所受合外力一定為零D．運(yùn)動物體所受合外力不為零，則該物體一定做變速運(yùn)動，其動能肯定要變化4．一種采用電力和內(nèi)燃機(jī)雙動力驅(qū)動的新型汽車，質(zhì)量為m，當(dāng)它在平直的鐵軌上行駛時(shí)，若只采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)額定功率為，列車能達(dá)到的最大速度為，若只采用電力驅(qū)動，發(fā)動機(jī)的額定功率為．現(xiàn)由于某種原因列車停在傾角為的坡道上，為了保證列車有足夠大的動力，需改為電子驅(qū)動，若讓列車由靜止開始勻加速運(yùn)動，加速度為a，已知重力加速度為g，列車在坡道上行駛時(shí)所受鐵軌的阻力是在平直鐵軌上行駛時(shí)的k倍，試求列車能保持勻加速運(yùn)動的時(shí)間．重點(diǎn)熱點(diǎn)透析題型1運(yùn)動的合成與分解【例1】從地面豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的小球，小球上升的最大高度為H．設(shè)上升過程中空氣阻力恒定．則對于小球的整個(gè)上升過程，下列說法中錯誤的是（）A．小球動能減少了mgHB．小球機(jī)械能減少了HC．小球重力勢能增加了mgHD．小球的加速度大于重力加速度g●拓展探究上例中小球從拋出到落回原拋出點(diǎn)的過程中：（1）空氣阻力做功多少？（2）小球的動能減少多少？（3）小球的機(jī)械能減少多少？●規(guī)律總結(jié)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，有以下幾個(gè)功能關(guān)系需要理解并牢記：（1）重力做功與路徑無關(guān)，重力的功等于重力勢能的變化．（2）滑動摩擦力（或空氣阻力）做功與路徑有關(guān)，并且等于轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能．（3）合力的功等于動能的變化．（4）重力（或彈力）以外的其它力的功等于機(jī)械能的變化．【強(qiáng)化練習(xí)1】如圖所示，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球．給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運(yùn)動，在此過程中（）A．小球的機(jī)械能守恒 B．重力對小球不做功C．繩的張力對小球不做功 D．在任何一段時(shí)間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少題型2功率及機(jī)車啟動問題【例2】某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進(jìn)行研究，他們讓這輛小車在水平的直軌道上由靜止開始運(yùn)動，并將小車運(yùn)動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為圖象，如圖所示（除時(shí)間段內(nèi)的圖象為曲線外，其余時(shí)間段圖象均為直線）．已知小車運(yùn)動的過程中，時(shí)間段內(nèi)小車的功率保持不變，在14s末停止遙控而讓小車自由滑行．小車的質(zhì)量為1kg，可認(rèn)為在整個(gè)過程中小車所受到的阻力大小不變．求：（1）小車所受到的阻力大小及時(shí)間內(nèi)電動機(jī)提供的牽引力大?。?）小車勻速行駛階段的功率．（3）小車在運(yùn)動過程中位移的大小．滿分展示，名師教你如何得分解析：（1）由圖象可得，在14~18s內(nèi)： （1分）小車受到阻力大?。篘 （1分）在0~2s內(nèi)：由解，電動機(jī)提供的牽引力大小N （2分）（2）在10~14s內(nèi)小車做勻速運(yùn)動： （1分）故小車功率： （2分）（3）速度圖象與時(shí)間軸的“面積”的數(shù)值等于物體位移大小：0~2s內(nèi)， （1分）2~10s內(nèi)，根據(jù)動能定理有： （3分）解得：故小車在加速過程中的位移為 （1分）答案：（1） （2） （3）19.7m●審題指導(dǎo)1．在汽車勻加速啟動時(shí)，勻加速運(yùn)動剛結(jié)束時(shí)有兩大特點(diǎn)：（1）牽引力仍是仍加速運(yùn)動時(shí)的牽引力，即仍滿足．（2）．2．注意勻加速運(yùn)動的末速度并不是整個(gè)運(yùn)動過程的最大速度．【強(qiáng)化練習(xí)2】如圖所示是汽車牽引力F和車速倒數(shù)2×103kg，由靜止開始沿平直公路行駛，阻力恒定，最大車速為30m/s，則在車速為15m/s時(shí)汽車發(fā)動機(jī)功率為________W；該汽車做勻加速運(yùn)動的時(shí)間為________s題型3動能定理的應(yīng)用【例3】如圖所示，水平軌道AB與放置在豎直平面內(nèi)的1/4圓弧軌道BC相連，圓弧軌道的B端的切線沿水平方向．一質(zhì)量m=1.0kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），在水平恒力F=的作用下，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動，已知A、B之間的距離x=5.5m，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)=，圓弧軌道的半徑R=0.30m，取g=10m/s2．（1）求當(dāng)滑塊運(yùn)動的位移為2.0m時(shí)的速度大?。?）當(dāng)滑塊運(yùn)動的位移為2.0m時(shí)撤去F，求滑塊通過B點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力大?。?）滑塊運(yùn)動的位移為2.0m時(shí)撤去F后，若滑塊恰好能上升到圓弧軌道的最高點(diǎn)，求在圓弧軌道上滑塊克服摩擦力所做的功．●規(guī)律總結(jié)從以上兩種解法的比較中可以看出：應(yīng)用動能定理要比動力學(xué)方法方便、簡潔．只要應(yīng)用動力學(xué)方法可以求解的勻變速直線運(yùn)動問題，一般應(yīng)用動能定理都可以求解．盡管動能定理是應(yīng)用動力學(xué)方法推導(dǎo)出來的，但它解決問題的范圍更廣泛．【強(qiáng)化練習(xí)3】據(jù)2008年2月18日北京新聞報(bào)道：北京地鐵10號線進(jìn)行運(yùn)行試驗(yàn)．為節(jié)約能源，一車站站臺建得高些，車輛進(jìn)站時(shí)要上坡將動能轉(zhuǎn)換為重力勢能，出站時(shí)要下坡將重力勢能轉(zhuǎn)換為動能，如圖所示．已知坡長為x，坡高為h，重力加速度為g，車輛的質(zhì)量為m，進(jìn)站車輛到達(dá)坡下A處時(shí)的速度為，此時(shí)切斷電動機(jī)的電源．（1）車輛在上坡過程中，若只受重力和軌道的支持力，求車輛“沖”到站臺上的速度多大？（2）實(shí)際上車輛上坡時(shí)，還受到其它阻力作用，要使車輛能“沖”上站臺，車輛克服其它阻力做的功最大為多大？題型4綜合問題【例4】滑板運(yùn)動是一項(xiàng)陸地上的“沖浪運(yùn)動”，滑板運(yùn)動員可以在不同的滑坡上滑行，做出各種動作給人以美的享受．如圖甲所示，abcdef為同一豎直平面上依次平滑連接的滑行軌道，其中ab段水平，H=3m，bc段和cd段均為斜直軌道，傾角=37°，de段是一半徑R=2.5m的最高點(diǎn)，滑板及運(yùn)動員總質(zhì)量m=60kg，運(yùn)動員滑經(jīng)d點(diǎn)時(shí)軌道對滑板支持力用表示，忽略摩擦力和空氣阻力，取g=10m/s2，sin37°=，cos37°=．除下述問（3）中運(yùn)動員做緩沖動作以外，均可把滑板及運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn)．（1）運(yùn)動員從bc段緊靠b處無初速滑下，求的大?。?）運(yùn)動員逐漸減小從bc上無初速下滑時(shí)距水平地面的高度h，請?jiān)趫D乙的坐標(biāo)圖上作出圖象（只根據(jù)作出的圖象評分，不要求寫出計(jì)算過程和作圖依據(jù)）．（3）運(yùn)動員改為從b點(diǎn)以v0=4m/s的速度水平滑出，落在bc上時(shí)通過短暫的緩沖動作使他只保留沿斜面方向的速度繼續(xù)滑行，則他是否會從d點(diǎn)滑離軌道？請通過計(jì)算得出結(jié)論．【強(qiáng)化練習(xí)4】如圖所示，在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長直光滑桿，在桿上P點(diǎn)固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動，在P點(diǎn)的右邊，桿上套有一質(zhì)量m=2kg小球A．半徑R=0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道，豎直地固定在地面上，其圓心O在P點(diǎn)的正正文，在軌道上套有一質(zhì)量也為m=2kg的小球B．用一條不可伸長的柔軟細(xì)繩，通過定滑輪將兩小球連接起來．桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，兩小球均要看作質(zhì)點(diǎn)，且不計(jì)滑輪大小的影響，g取10m/s2．現(xiàn)給小球A一個(gè)水平向右的恒力F=55N．求：（1）把小球B從地面拉到P點(diǎn)正正文C點(diǎn)過程中，力F做的功．（2）小球B運(yùn)動到C處時(shí)的速度大?。?）小球B被拉到離地多高時(shí)與小球A速度大小相等．備考能力提升1．質(zhì)量為m的物塊，在幾個(gè)共點(diǎn)力的作用下靜止在光滑的水平桌面上．現(xiàn)把其中一個(gè)水平方向的力從F突然增大到4F，保持其他力不變，則在t秒末該力的功率為A． B． C． D．2．如圖所示，質(zhì)量m=1kg、長L=0.8m的均勻矩形薄板靜止在水平桌面上，其右端與桌子邊緣相平．板與桌面間的動摩擦因數(shù)=．現(xiàn)用F=5N的水平方向右推薄板，使它翻下桌子，力F做的功至少為（g取10m/s2）（）A．1J B． C．2J D．4J3．物體在一個(gè)豎直向上的拉力作用下參與了下列三種運(yùn)動：勻速上升、加速上升和減速上升．關(guān)于這個(gè)物體在這三種運(yùn)動中機(jī)械能的變化情況，正確的說法是（）A．勻速上升過程中機(jī)械能不變，加速上升過程中機(jī)械能增加，減速上升過程中機(jī)械能減小B．勻速上升和加速上升過程中機(jī)械能增加，減速上升過程中機(jī)械能減小C．三種運(yùn)動過程中，機(jī)械能均增加D．由于這個(gè)拉力和重力大小關(guān)系不明確，不能確定物體的機(jī)械能的增減情況4．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體（可視為質(zhì)點(diǎn)），以某一速度由A點(diǎn)沖上傾角為30°的固定斜面，其加速度大小為g，在斜面上運(yùn)動的最大高度為h．則在此過程中，下列說法正確的是（）A．物體動能損失了 B．物體動能損失了 C．系統(tǒng)機(jī)械能損失了 D．系統(tǒng)機(jī)械能損失了5．某科技創(chuàng)新小組設(shè)計(jì)制作出一種全自動升降機(jī)模型，用電動機(jī)通過鋼絲繩拉著升降機(jī)由靜止開始勻加速上升，已知升降機(jī)的質(zhì)量為m，當(dāng)升降機(jī)的速度為v1時(shí)，電動機(jī)的有用功率達(dá)到最大值P，以后電動機(jī)保持該功率不變，直到升降機(jī)以最大速度v2勻速上升為止，整個(gè)過程中忽略摩擦阻力及空氣阻力，重力加速度為g．有關(guān)此過程下列說法正確的是（）A．鋼絲繩的最大拉力為 B．升降機(jī)的最大速度C．鋼絲繩的拉力對升降機(jī)所做的功等于升降機(jī)克服重力所做的功D．升降機(jī)速度由v1增大至v2的過程中，鋼絲繩的拉力不斷減小6．如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的滑塊（可看成質(zhì)點(diǎn)）被壓縮的彈簧彈出后在光滑的水平桌面上滑行一段距離后，落在水平地面上．落點(diǎn)到桌邊的水平距離x=0.4m，桌面距地面的高度h=0.8m．（g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)）求：（1）滑塊落地時(shí)速度的大?。?）彈簧釋放的彈性勢能．7．如圖所示，為一棉紡車間傳送棉花包的示意圖，水平傳送帶長=2m，每一個(gè)棉花包的質(zhì)量為50kg，棉花包與傳送帶間的動摩擦因數(shù)=，棉花包滑上傳送帶時(shí)速度=3m/s，輪子半徑不計(jì)，g=10m/s2，傳送帶速度=4m/s，傳送帶高出地面5m．求：（1）棉花包離開傳送帶后，落地點(diǎn)A距O3的水平距離．（2）每傳送一個(gè)棉花包，傳送帶所消耗的電能（忽略電機(jī)內(nèi)耗）．8．如圖所示，桌面上有許多大小不同的塑料球，它們的密度均為，有水平向左恒定的風(fēng)作用在球上，使它們做勻加速運(yùn)動（摩擦不計(jì)）．已知風(fēng)對球的作用力與球的最大橫截面積成正比，即F=kS，k為一常量．（1）欲使小球能通過C點(diǎn)落到墊子上，小球離A點(diǎn)的最大高度是多少？（2）在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑無關(guān)，因此可引入風(fēng)力勢能和風(fēng)力勢的概念．若在柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面，寫出風(fēng)力勢能和風(fēng)力勢U的表達(dá)式．（3）寫出風(fēng)力場中機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式（小球半徑用r表示；第一狀態(tài)速度為v1，和P的距離為x1；第二狀態(tài)速度為v2，和P的距離為x2）第2課時(shí)混合場中的物體平衡知識規(guī)律整合基礎(chǔ)回扣1．電場力做功與_________無關(guān)．若電場為勻強(qiáng)電場，則；若是非勻強(qiáng)電場，則一般利用W=__________來求．2．磁場力又可分為洛倫茲力和安培力．洛倫茲力在任何情況下對運(yùn)動的電荷都____________；安培力可以做正功、負(fù)功，還可以不做功．3．電流做功的實(shí)質(zhì)是電場______________做功．即=________．4．導(dǎo)體棒在磁場中切割磁感線時(shí)，棒中感應(yīng)電流受到的安培力對導(dǎo)體棒做________功，使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為________能．5．電場力做功等于___________的變化，即．思路和方法功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同的力，因此，通過審題，抓住___________和運(yùn)動過程的分析是關(guān)鍵，然后根據(jù)不同的運(yùn)動過程各力做功的特點(diǎn)來選擇規(guī)律求解．自測自查1．一質(zhì)量為m的帶電液滴以豎直向下的初速度v0進(jìn)入某電場中．由于電場力和重力的作用，液滴沿豎直方向下落一段距離h后，速度變?yōu)榱悖韵屡袛嗾_的是（）A．電場力對液滴做的功為 B．液滴克服電場力做的功為C．液滴的機(jī)械能減小mgh D．液滴受到的電場力大于它的重力2．如圖所示，豎直放置的兩平行金屬板，A板接電源正極，B板接電源負(fù)極，兩平行金屬板間加一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里．大量的帶正電的小液滴（考慮重力，忽略液滴間的相互作用）從A板中點(diǎn)小孔C射入，射入的速度大小方向各不相同．則對于小液滴在平行板A、B間的運(yùn)動，下列描述正確的是（）A．所有液滴動能都將增加B．所有液滴機(jī)械能都將不變C．有的液滴可能做勻速直線運(yùn)動D．有的液滴可能做勻速圓周運(yùn)動3．某同學(xué)用如圖所示的電路進(jìn)行小電機(jī)的輸出功率的研究，其實(shí)驗(yàn)步驟如下所述，閉合電鍵后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，電動機(jī)未轉(zhuǎn)動時(shí)，電壓表的讀數(shù)為U1，電流表的讀數(shù)為I1；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，電動機(jī)轉(zhuǎn)動后電壓表的讀數(shù)為U2，電流表的讀數(shù)為I2，則此時(shí)電動機(jī)的輸出功率為（）A． B．C． D．4．如圖所示，在水平絕緣平面上固定足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌（電阻不計(jì)），導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為R的電阻，質(zhì)量為m的金屬棒（電阻不計(jì)）放在導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好．整個(gè)裝置放在勻強(qiáng)磁場中，磁場方向與導(dǎo)軌平面垂直，在用水平恒力F把金屬棒從靜止開始向右拉動的過程中，下列說法正確的是（）A．恒力F與安培力做的功之和等于電路中產(chǎn)生的電能與金屬棒獲得的動能和B．恒力F做的功一定等于克服安培力做的功與電路中產(chǎn)生的電能之和C．恒力F做的功一定等于克服安培力做的功與與金屬棒獲得的動能之和D．恒力F做的功一定等于電路中產(chǎn)生的電能與金屬棒獲得的動能之和重點(diǎn)熱點(diǎn)透析題型1功能關(guān)系在電場中的應(yīng)用【例1】如圖所示勻強(qiáng)電場E的區(qū)域內(nèi)，在O點(diǎn)處放置一點(diǎn)電荷為以O(shè)為球心的球面上的點(diǎn)，aecf平面與電場平行，bedf平面與電場垂直，則下列說法中正確的是（）A．b、d兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同B．a(chǎn)點(diǎn)的電勢等于f點(diǎn)的電熱C．點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動時(shí)，電場力一定做功D．將點(diǎn)電荷+q在球面上任意兩點(diǎn)之間移動，從a點(diǎn)移動到c點(diǎn)電勢能的變化量一定最大●規(guī)律總結(jié)1．在等勢面上移動電荷時(shí)，電場力不做功．2．電場力做功與路徑無關(guān)，．3．電場力做的功等于電勢能的變化量．【強(qiáng)化練習(xí)1】如圖所示，一個(gè)電荷量為+Q的點(diǎn)電荷甲，固定在絕緣水平面上的O點(diǎn)，另一個(gè)電荷量為－q及質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙，從A點(diǎn)以初速度沿它們的連線向甲運(yùn)動，到B點(diǎn)速度最小，最小值為v．已知靜電力常量為k、點(diǎn)電荷乙與水平面的動摩擦因數(shù)為溜及AB間距離L0．則（）A．OB間的距離為B．從A到B的過程中，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為C．從A到B的過程中，電場力對點(diǎn)電荷乙做的功為D．在點(diǎn)電荷甲形成的電場中，AB間電勢差題型2功能關(guān)系在電磁感應(yīng)中的應(yīng)用【例2】兩根足夠長的光滑導(dǎo)軌豎直放置，間距為L底端接阻值為R的電阻．將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個(gè)固定的輕彈簧下端，金屬棒和導(dǎo)軌接觸良好，導(dǎo)軌所在平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直，如圖所示．除電阻R外其余電阻不計(jì)．現(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放，則（）A．釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度gB．金屬棒向下運(yùn)動時(shí)，流過電阻R的電流方向?yàn)镃．金屬棒的速度為v時(shí)，所受的安培力大小為D．電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少【強(qiáng)化練習(xí)2】如圖所示，銅質(zhì)金屬杯從條形磁鐵的正上方由開始下落，在下落過程中，下列判斷中正確的是（）A．金屬環(huán)在下落過程中的機(jī)械能守恒B．金屬環(huán)在下落過程中動能的增加量小于其重力勢能的減少量C．金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D．磁鐵對桌面的壓力始終大于其自身的重力題型3功能關(guān)系在混合場內(nèi)的應(yīng)用【例3】如圖所示，MN是一固定在水平地面上足夠長的絕緣平板（左側(cè)有擋板），整個(gè)空間有平行于平板向右、場強(qiáng)為的勻強(qiáng)電場，在板上C點(diǎn)的左側(cè)有一個(gè)垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=1T的勻強(qiáng)磁場，一個(gè)質(zhì)量為m=4×10－3kg帶負(fù)電的小物塊，帶電荷量q=10－2C，從C點(diǎn)由靜止開始向左先做加速運(yùn)動再做勻速運(yùn)動．當(dāng)物體碰到左端擋板后被彈回，若在碰撞瞬間將電場改為豎直向下，大小不變．小物塊返回時(shí)在磁場中恰做勻速運(yùn)動，已知平板MC部分的長度為L=5m，物塊與平板間的動摩擦因數(shù)為=，g=10m/s2．求：（1）小物塊向左運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功Wf．（2）小物塊與左端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能．（3）小物塊從與左擋板碰后到最終靜止時(shí)所用的時(shí)間t．（4）整個(gè)過程中由于摩擦產(chǎn)生的熱量Q．滿分展示，名師教你如何得分解析：（1）設(shè)小物塊向左勻速運(yùn)動時(shí)的速度大小為v1，由平衡條件有 ①（2分）設(shè)小物塊在向左運(yùn)動過程中克服摩擦力做的功為W1，由動能定理有 ②（2分）由①②式解得J ③（1分）（2）設(shè)小物塊返回時(shí)在磁場中勻速運(yùn)動的速度大小為v2，與左端擋板碰撞過程損失的機(jī)械能為，則有 ④（1分） ⑤（1分）由③④⑤式解得J ⑥（1分）（3）小物塊由M到C勻速運(yùn)動，時(shí)間為s ⑦（1分）小物塊由C到靜止勻減速運(yùn)動， （1分）代入數(shù)據(jù)得 ⑧（1分）時(shí)間為=2s ⑨（1分）總時(shí)間為= ⑩（1分）（4）對全過程，由能量守恒定律有 eq\o\ac(○,11)（1分）由⑤⑧式解得 （1分）答案：（1） （2） （3） （4）【強(qiáng)化練習(xí)3】如圖所示，真空中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場和水平方向的勻強(qiáng)磁場，一質(zhì)量為m，帶電荷量為q的物體以速度v在豎直平面內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，假設(shè)t=0時(shí)刻物體在軌跡最低點(diǎn)且重力勢能為零，電勢能也為零，那么，下列說法正確的是（）A．物體帶正電且逆時(shí)針移動B．物體運(yùn)動的過程中，機(jī)械能守恒，且機(jī)械能為C．物體運(yùn)動的過程中，重力勢能隨時(shí)間的變化關(guān)系為D．物體運(yùn)動的過程中，電勢能隨時(shí)間的變化關(guān)系為備考能力提升1．北京朝陽公園建成的“追日型”太陽能發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用于208年北京奧運(yùn)會的部分比賽場館．該系統(tǒng)中的太陽能電池板可以隨著太陽旋轉(zhuǎn)，是目前世界上轉(zhuǎn)換效率最高的太陽能發(fā)電系統(tǒng)．據(jù)了解該電池板長11m、寬7.0m．一年可以為沙灘排球館供電×104kW·h（約合×1011J）的電能．試?yán)靡陨蠑?shù)據(jù)估算該電池板每平方米發(fā)電的功率的數(shù)量級（）A．102W B．104W C．106W D．108W2．如圖所示，L為豎直、固定的光滑絕緣桿，桿上O點(diǎn)套有一質(zhì)量為m、帶電荷量為－q的小環(huán)，在桿的左側(cè)固定一電荷量為+Q的點(diǎn)電荷，桿上a、b兩點(diǎn)到+Q的距離相等，Oa之間距離為h1，ab之間距離為h2，使小環(huán)從圖示位置的O點(diǎn)由靜止釋放后，通過a的速率為．則下列說法正確的是（）A．小環(huán)通過b點(diǎn)的速率為B．小環(huán)從O到b，電場力做的功可能為零C．小環(huán)在Oa之間的速度是先增大后減小D．小環(huán)在ab之間的速度是先減小后增大3．如圖所示，光滑的水平桌面放在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，桌面上平放著一根一端開口、內(nèi)壁光滑的試管，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用上，試管向右勻速運(yùn)動，帶電小球能從試管口飛出，關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運(yùn)動，下列說法中正確的是（）A．小球帶正電B．小球運(yùn)動的軌跡是拋物線C．洛倫茲力對小球做正功D．維持試管勻速運(yùn)動的拉力F應(yīng)逐漸增大4．如圖所示，兩根光滑金屬導(dǎo)軌，平行放置在傾角為的斜面上，導(dǎo)軌下端接有阻值為R的電阻，導(dǎo)軌導(dǎo)軌不計(jì)，斜面處于豎直向上的磁場中，金屬棒ab受到沿斜面向上且與金屬棒垂直的恒力F的作用而沿導(dǎo)軌勻速下滑，則它在下滑過程中以下說法正確的是（）A．電阻上的焦耳熱等于克服安培力做的功B．重力與恒力F做功的和等于電阻上的焦耳熱C．若沒有外力F做功，電阻上的發(fā)熱功率將增大D．重力與恒力F做的總功等于克服安培力做功和電阻上焦耳熱兩者的和5．自動充電式電動車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接．騎車者用力蹬車或電動車相對滑行時(shí)，發(fā)電機(jī)向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來．現(xiàn)使車以500J的初動能在粗糙的水平路面上自由滑行，第一次關(guān)閉自動充電裝置，其動能隨位移變化關(guān)系如圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化關(guān)系如圖線②所示，則第二次向蓄電池所充的電能是（）A．200J B．250J C．300J D．500J6．如圖所示，O點(diǎn)是一個(gè)正電荷，在過O點(diǎn)的豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)，自由釋放一個(gè)帶正電的小球，小球的質(zhì)量為m，帶電荷量為q，小球落下的軌跡如圖中的虛線所示，它與以O(shè)點(diǎn)圓心、R為半徑的圓（圖中實(shí)線表示）相交B、C兩點(diǎn)，O、C在同一水平線上，∠BOC=30°，A距OC的豎直高度為h，若小球通過B點(diǎn)的速度為v，則下列敘述正確的是（）A．小球通過C的速度大小是 B．小球通過C的速度大小是 C．小球由A到C電場力做功是 D．小球由A到C電場力做功是7．真空中存在著空間范圍足夠大的、水平向右的勻強(qiáng)電場．在電場中，若將一個(gè)質(zhì)量為m、帶正電的小球由靜止釋放，運(yùn)動中小球速度與豎直方向夾角為37°（取）．現(xiàn)將該小球從電場中某點(diǎn)以初速度豎直向上拋出．求運(yùn)動過程中：（1）小球受到的電場力的大小的方向．（2）小球從拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)的電勢能變化量．（3）運(yùn)動過程中小球的最小動能的大?。?）如果拋出時(shí)的動能為4J，則小球落回到一高度時(shí)的動能是多大？專題過關(guān)測評1．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎立于地面上，質(zhì)量為m的小球，自彈簧正上方h高處由靜止釋放，則從小球接觸彈簧到彈簧壓縮至最短（彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)）的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的機(jī)械能守恒B．重力對小球做正功，小球的重力勢能減小C．由于彈簧的彈力對小球做負(fù)功，所以小球的動能一直減小D．小球的加速度先減小后增大2．物體在水平拉力和恒定摩擦力的作用下，在水平面上沿直線運(yùn)動的關(guān)系如圖所示，已知第1秒內(nèi)合外力對物體做功為W1，摩擦力對物體做功為W2，則（）A．從第1秒末到第3秒合外力做功為4W1，摩擦力做功為4W2 B．從第4秒末到第6秒合外力做功為0，摩擦力做功也為0C．從第5秒末到第7秒合外力做功為W1，摩擦力做功也為2W2D．從第3秒末到第4秒合外力做功為－，摩擦力做功為3．如圖所示，平行金屬導(dǎo)軌放在水平面上，導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連，勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面．有一導(dǎo)體棒ab，質(zhì)量為m，導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻的阻值均相等，大小為R，與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)為（導(dǎo)軌電阻不計(jì)）．用外力F拉著導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌以速度v勻速向左滑動時(shí)，安培力大小，則此時(shí)（）A．電阻消耗的熱功率為B．電阻C．整個(gè)裝置消耗的熱功率為D．消耗的功率之和與ab棒上消耗的功率相等4．如圖所示，質(zhì)量為m的小球A沿高度為h傾角為的光滑斜面以初速滑下．另一質(zhì)量與A相同的小球B自相同高度由靜止落下，結(jié)果兩球同時(shí)落地．下列說法正確的是（）A．重力對兩球做的功相同B．落地前的瞬間A球的速度大于B球的速度C．落地前的瞬間A球的瞬時(shí)功率大于B球的瞬時(shí)功率D．兩球重力的平均功率相同5．如圖所示，卷揚(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉住位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移動．在移動過程中，下列說法正確的是（）A．F對木箱做的功等于木箱增加的動能與木箱克服摩擦力所做的功之和B．F對木箱做的功等于克服摩擦力和克服重力所做的功之和C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力勢能D．F對木箱做的功