2013年高考总复习物理高考热点集训(五) 55页

高考热点集训（五）\n功和功率理论指导1.功和功率问题是高中物理知识体系中较难理解的知识点,是历年高考的必考内容,功和功率的掌握是学习功和能以及机械能守恒的基础.\n该知识点命题形式全面,试题背景常与日常生活、生产实际相联系,重在考查功率的求解、功的正负含义、摩擦力做功、变力做功的求解以及机车启动问题.\n2.功的计算要分清恒力做功和变力做功,恒力作功可用W＝F·scosα,变力做功可用动能定理ΔEk＝W总.\n3.在计算功率时,首先要判定所求功率是瞬时功率还是平均功率,用P＝Fvcosα求解时,若v为瞬时速度,P就是瞬时功率,若v为平均速度,P就是平均功率.\n实战演练1.如图5－1所示,汽车在拱形桥上由A匀速运动到B,以下说法正确的是()图5－1\nA.牵引力与克服摩擦力做的功相等B.牵引力和重力做的总功大于克服摩擦力做的功C.合外力对汽车不做功D.重力做功的瞬时功率恒定不变\n解析:选C.牵引力和重力做的总功与摩擦力做的功的代数和为零,A、B错误;因汽车做匀速率运动,动能增量为零,故合外力对汽车不做功,C正确;重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向的分速度的乘积,瞬时功率会变化,故D错误.\n2.(2012·广东高三六校联考)“广州塔”上安装了一种全自动升降机模型,用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升,已知升降机的质量为m,当升降机的速度为v1时,电动机的有用功率达到最大值P,以后电动机保持该功率不变,\n直到升降机以最大速度v2匀速上升为止,假设整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力,重力加速度为g.有关此过程下列说法正确的是()\nC.钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功D.升降机速度由v1增大至v2的过程中,钢丝绳的拉力不断减小\n\n3.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t＝0时起,第1秒内受到2N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1N的外力作用.下列判断正确的是()\n\n解析:选AD.第1s内加速度a＝2m/s2,位移s1＝1m,1s末速度v1＝2m/s,第2秒内加速度a＝1m/s2,位移s2＝2.5m,2s末速度v2＝3m/s,0～2s内外力做功4.5J,平均功率是2.25W,A项正确;\n第2秒内外力做功是2.5J,B项错;1s末外力功率是4W,2s末外力功率是3W,C项错;第1秒内与第2秒内质点动能增加量之比等于外力做功之比为2∶2.5＝4∶5,D项正确.\n机械能守恒与动能定理理论指导1.机械能守恒定律适用条件(1)对单个物体,只有重力或弹力做功.(2)对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,\n机械能也没有转变成其他形式的能(如没有内能产生),则系统的机械能守恒.2.机械能守恒定律与动能定理的异同点(1)思想方法相同.机械能守恒定律和动能定理都是从\n做功和能量转化的角度,来研究物体在力的作用下状态的变化,表达这两个规律的方程都是标量式.(2)适用条件不同.机械能守恒定律适用于只有重力和弹力做功的情形;而动能定理则没有条件限制,它不但允许重力和弹力做功,\n还允许其他力做功.(3)分析思路不同.用机械能守恒定律解题只分析研究对象的初、末状态的动能和势能;而用动能定理解题,不但要分析研究对象的初、末状态的动能,还要分析所有外力(及内力)所做的功,\n并求出这些外力(及内力)所做的总功.(4)书写方式不同.在解题的书写表达上,机械能守恒定律的等号两边都是动能与势能的和;而用动能定理解题时,等号左边一定是外力(及内力)的总功,右边则是动能的变化.\n实战演练4.如图5－2所示,用轻弹簧相连的物块A和B放在光滑的水平面上,物块A紧靠竖直墙壁,一颗子弹沿水平方向射入物块B后留在其中,由子弹、弹簧和A、B所组成的系统在下列依次进行的过程中,机械能守恒的是()\nA.子弹射入物块B的过程B.物块B带着子弹向左运动,直到弹簧压缩量最大的过程图5－2\nC.弹簧推着带子弹的物块B向右运动,直到弹簧恢复原长的过程D.带着子弹的物块B因惯性继续向右运动,直到弹簧伸长量达最大的过程\n解析:选BCD.子弹射入物块B的过程中,子弹和物块B组成的系统,由于要克服子弹与物块之间的滑动摩擦力做功,一部分机械能转化成了内能,所以机械能不守恒.在子弹与物块B获得了共同速度后一起向左压缩弹簧的过程中,\n对于A、B、弹簧和子弹组成的系统,由于墙壁给A一个推力作用,系统的外力之和不为零,但这一过程中墙壁弹力不做功,只有系统内的弹力做功,动能和弹性势能发生转化,系统机械能守恒,这一情形持续到弹簧恢复原长为止.\n当弹簧恢复原长后,整个系统将向右运动,墙壁不再有力作用在A上,这时物块的动能和弹性势能相互转化,故系统的机械能守恒.\n5.如图5－3所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(B位置),对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是()\nA.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零图5－3\nB.在这个过程中,运动员的动能一直在减小C.在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加D.在这个过程中,运动员所受重力对她做的功小于她克服跳板的作用力做的功\n解析:选CD.由题意可知A位置为跳板的自然状态,故跳水运动员到达A位置时对跳板的作用力为零,其平衡位置应该在A位置、B位置之间,故运动员从A位置向B位置运动的过程中,动能先增大后减小,所以A、B错误;\n跳水运动员由A位置运动到B位置的过程中,跳板的弹力始终做负功,故其弹性势能一直增加,C正确;由于跳水运动员从某高处落到处于自然状态的跳板上,故初速度不为零,根据动能定理可知重力对运动员做的功小于她克服跳板的作用力做的功,D正确;本题答案为CD.\n6.质量分别为m和M(其中M＝2m)的两个小球P和Q,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O处有一个固定转轴,如图5－4所示.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中,下列有关能量的说法正确的是()\nA.Q球的重力势能减少、动能增加,Q球和地球组成系统机械能守恒图5－4\nB.P球的重力势能、动能都增加,P球和地球组成的系统机械能不守恒C.P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒D.P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒\n解析:选BC.Q球从水平位置下摆到最低点的过程中,受重力和杆的作用力,杆的作用力是Q球运动的阻力(重力是动力),对Q球做负功;P球是在杆的作用下上升的,杆的作用力是动力(重力是阻力),对P球做正功.\n所以,由功能关系可以判断,在Q下摆过程中,P球重力势能增加、动能增加、机械能增加,Q球重力势能减少、动能增加、机械能减少;由于P和Q整体只有重力做功,所以系统机械能守恒.\n功能关系及能量守恒理论指导1.运用功能关系解题时,要明确以下几点(1)做功的过程就是能量转化的过程,有一个力做功,必定存在一种形式的能向另一种形式的能转化.\n(2)功是能量转化的量度,不要将功和能量混为一谈,不要重复计算.(3)弄清能量转化过程中的“来龙去脉”,即哪种形式的能量增加了,增加的能量是由什么形式的能转化来的;哪种形式的能量减少了,减少的能量转化成了什么形式的能.\n(4)根据功能关系列方程求解.2.能量守恒的应用步骤(1)分清共有多少种形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等]在变化.\n(2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式.(3)列出能量守恒关系式:ΔE减＝ΔE增.\n实战演练7.如果一个物体在运动的过程中克服重力做了80J的功,则()A.物体的重力势能一定增加80JB.物体的机械能一定增加80JC.物体的动能一定减少80JD.物体的机械能一定减少80J\n解析:选A.物体重力势能的改变量由重力做功决定,克服重力做了80J的功,即重力做了80J的负功,重力势能增加80J,A正确.机械能的变化量由除重力之外的力做功决定,动能的变化量由合外力做功决定,由于本题除重力之外的力未知,故B、C、D均错\n8.如图5－5所示有三个斜面a、b、c,底边分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h,同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同,这个物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端的三种情况相比较,下列说法正确的是()\n物体损失的机械能ΔEc＝2ΔEb＝4ΔEa图5－5\nB.因摩擦产生的热量2Qa＝2Qb＝QcC.物体到达底端的动能Eka＝2Ekb＝2EkcD.物体运动的时间4ta＝2tb＝tc解析:选B.物体沿斜面下滑损失机械能和因摩擦产生的热应等于下滑过程中克服摩擦做的功,\n即Wf＝μmgcosθ·s＝μmgl,故Wa＝Wb＝μmgL,Wc＝μmg·2L,故Wc＝2Wa＝2Wb,ΔEc＝2ΔEb＝2ΔEa,A错、B对;由动能定理mgh－Wf＝Ek,对a有:mg·2h－μmgL＝Eka,对b有:mgh－μmgL＝Ekb,对c有:mgh－μmg·2L＝Ekc,C错;\n\n\n\n自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程.下列选项正确的是()图5－6\nA.m＝MB.m＝2MC.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能\n\n\n本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放