压轴题04 功能关系-2023年高考物理压轴题专项训练（全国通用）

压轴题04 功能关系 考向一/选择题：三类连接体的功能关系问题 考向二/选择题：有关传送带类的功能关系问题 考向三/选择题：有关板块类的功能关系问题 考向一：三类连接体的功能关系问题 1. 轻绳连接的物体系统 常见情景 二点提醒 (1)分清两物体是速度大小相等，还是沿绳方向的分速度大小相等。 (2)用好两物体的位移大小关系或竖直方向高度变化的关系。 2. 轻杆连接的物体系统 常见情景 三大特点 (1)平动时两物体线速度相等，转动时两物体角速度相等。 (2)杆对物体的作用力并不总是沿杆的方向，杆能对物体做功，单个物体机械能不守恒。 (3)对于杆和球组成的系统，忽略空气阻力和各种摩擦且没有其他力对系统做功，则系统机械能守恒。 3. 轻弹簧连接的物体系统 题型特点 由轻弹簧连接的物体系统，若只有重力做功或系统内弹簧弹力做功，这时系统内物体的动能、重力势能和弹簧的弹性势能相互转化，而总的机械能守恒。 两点提醒 (1)对同一弹簧，弹性势能的大小由弹簧的形变量完全决定，无论弹簧伸长还是压缩。 (2)物体运动的位移与弹簧的形变量或形变量的变化量有关。 考向二：有关传送带类的功能关系问题 1．两个设问角度 (1)动力学角度：首先要正确分析物体的运动过程，做好受力分析，然后利用运动学公式结合牛顿第二定律求物体及传送带在相应时间内的位移，找出物体和传送带之间的位移关系。 (2)能量角度：求传送带对物体所做的功、物体和传送带由于相对滑动而产生的热量、因放上物体而使电动机多消耗的电能等，常依据功能关系或能量守恒定律求解。 2．两个功能关系 (1)传送带电动机做的功W电＝ΔEk＋ΔEp＋Q＝Fx传。 (2)传送带摩擦力产生的热量Q＝Ff·x相对。　 考向三：有关板块类的功能关系问题 1．两个分析角度 (1)动力学角度：首先隔离物块和木板，分别分析受力，求出加速度，根据初速度分析两者的运动过程，画出运动轨迹图，找到位移和相对位移关系，根据时间关系列位移等式和速度等式。 (2)能量角度：物块在木板上滑行时，速度减小的物块动能减小，速度增大的木板动能增加，根据能量守恒，减小的动能等于增加的动能与系统产生的内能之和。 2．三种处理方法 (1)求解对地位移可优先考虑应用动能定理。 (2)求解相对位移可优先考虑应用能量守恒定律。 (3)地面光滑时，求速度可优先考虑应用动量守恒定律。　　 1．如图所示，两点位于同一高度，细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过处的定滑轮固定在点，质量为的小球固定在细线上点。现将小球从图示水平位置由静止释放，小球运动到D点时速度恰好为零（此时小物块未到达点），图中为直角三角形，小物块和小球均可视为质点，，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为，，，则（　　） A．小球重力的功率一直增大 B． C．运动过程中存在3个位置小球和小物块速度大小相等 D．小球运动到D点时，小物块受到的拉力大小为 2．如图所示，一轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，自然伸长时弹簧上端处于A点。时将小球从A点正上方O点由静止释放，时到达A点，时弹簧被压缩到最低点B。以O为原点，向下为正方向建立x坐标轴，以B点为重力势能零点，弹簧形变始终处于弹性限度内。小球在运动过程中的动能、重力势能、机械能及弹簧的弹性势能变化图像可能正确的是（　　） A． B． C． D．` 3．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个光滑的轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A与动滑轮连接。已知A、B的质量均为，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。将A、B由静止释放，下列说法正确的是（　　） A．物体A、B释放瞬间，轻绳对P点的拉力大小为 B．物体B下降时（B未落地）的速度大小为 C．物体B下降过程中（B未落地）轻绳对动滑轮做的功为 D．物体B下降过程中，B减少的机械能大于A增加的机械能 4．质量m=0.2kg的圆环A和质量M=1kg的重物B用细绳跨过一光滑滑轮轴连接，A端绳与轮连接，B端绳与轴相连接，不计轮轴的质量，轮与轴有相同的角速度且轮和轴的直径之比为2：1，重物B放置在倾角为30°固定在水平地面的斜面上，轻绳平行于斜面，B与斜面间的动摩擦因数，圆环A套在竖直固定的光滑直杆上，滑轮轴中心与直杆的距离为L=3m。现将圆环A从与滑轮轴上表面等高处a静止释放，下降H=4m到达b位置。已知直杆和斜面足够长，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A．圆环A到达b位置时，圆环A与重物B的速度大小之比为5：4 B．圆环A从a到b过程中，A、B组成的系统机械能减少了1J C．圆环A到达b位置时，圆环A的速度大小为m/s D．圆环A从a到b过程中，绳子拉力对圆环A做功的大小为J 5．如图