第5讲 功能关系在力学中的应用1．(2022·山东卷，16)将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图象如图2－5－1所示．以下判断正确的是( )图2－5－1A．前3s内货物处于超重状态B．最后2s内货物只受重力作用C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒解析 由v－t图象可知，货物在前3s内具有向上的加速度，因此货物处于超重状态，选项A正确；最后2s内，货物具有向下的加速度，其大小为a＝m/s2＝3m/s2<g，因此货物在这一段时间内受重力和向上的拉力，选项B错误；货物在前3s内的平均速度v1＝m/s＝3m/s，最后2s内的平均速度v2＝m/s＝3m/s，两者速度相同，选项C正确；第3s末至第5s末的过程中，货物在向上的拉力和向下的重力作用下做匀速直线运动，拉力做正功，故机械能不守恒，选项D错误．答案 AC2.图2－5－2(2022·山东卷，16)如图2－5－2所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮，质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )A．两滑块组成系统的机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功解析 除重力以外其他力对物体做的功等于物体机械能的变化，故M克服摩擦力做的功等于两滑块组成的系统机械能的减少量，拉力对m做的功等于m机械能的增加量，选项C、D正确．答案 CD3．(2022·新课标全国卷Ⅱ-3-\n，16)一物体静止在粗糙水平地面上．现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( )A．WF2>4WF1，Wf2>2Wf1B．WF2>4WF1,Wf2＝2Wf1C．WF2<4WF1，Wf2＝2Wf1D．WF2<4WF1,Wf2<2Wf1解析 两次物体均做匀加速运动，由于时间相等，两次的末速度之比为1∶2，则由v＝at可知两次的加速度之比为1∶2，＝，故两次的平均速度分别为、v，两次的位移之比为＝，由于两次的摩擦阻力相等，故由Wf＝fx可知，Wf2＝2Wf1；＝＝，因为W合＝WF－Wf，故WF＝W合＋Wf；WF2＝W合2＋Wf2＝4W合1＋2Wf1<4W合1＋4Wf1＝4WF1；选项C正确．答案 C4．(2022·新课标全国卷Ⅱ，17)图2－5－3如图2－5－3所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g.当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为( )A．Mg－5mgB．Mg＋mgC．Mg＋5mgD．Mg＋10mg解析 小圆环从大环的最高处到达大圆环底端时满足机械能守恒，则有mg·2R＝mv2，对小圆环在最低点，应用牛顿第二定律可得：FN－mg＝m；对大圆环，由平衡条件可知：FT＝Mg＋FN′，由牛顿第三定律可得：FN′＝FN解得FT＝Mg＋5mg，选项C正确．答案 C主要题型：选择题、计算题知识热点(1)单独命题①功和功率的计算．②利用动能定理分析简单问题．③对动能变化、重力势能变化、弹性势能变化的分析．④对机械能守恒条件的理解及机械能守恒定律的简单应用．(2)交汇命题①结合v－t、F－t等图象综合考查多过程的功和功率 的计算．②结合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题．物理方法-3-\n(1)守恒法 (2)整体法、分段法 (3)图象法命题趋势(1)2022年高考可能有对本专题内容的单独考查，题型为选择题．(2)2022年高考可能和牛顿第二定律、曲线运动等内容相结合综合考查，题型为计算题．-3-
