功能轉(zhuǎn)化及守恒規(guī)律

1、專(zhuān)題三專(zhuān)題三 功能轉(zhuǎn)化及守恒規(guī)律功能轉(zhuǎn)化及守恒規(guī)律高考展望高考展望動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律和能的轉(zhuǎn)化守恒定律是物理學(xué)中最基本最重要的規(guī)律，涉及該部分內(nèi)容的高考命題不僅年年有、題型全、份量重，而且還有靈活多變、綜合性強(qiáng)、能力要求高、考查面廣的特點(diǎn)。每年高考中各種類(lèi)型的考題幾乎均與功能關(guān)系有關(guān)。有許多考題從能的轉(zhuǎn)化和守恒角度分析，可以使看似很難的問(wèn)題很容易破解。所以從能量角度進(jìn)行綜合復(fù)習(xí)，是高考物理復(fù)習(xí)最后階段必不可少的重要內(nèi)容之一?？键c(diǎn)回眸考點(diǎn)回眸 1功率平均功率 P=W/t=F v cos瞬時(shí)功率 P=FVcos，當(dāng) =0，即 F 與 V 方向相同時(shí)，P=FV機(jī)械效率 =W有/W總=P有/

2、P總 汽車(chē)的啟動(dòng)分析： 2功(1)(1)恒力做功直接用 w=FScos 計(jì)算(2)(2)變力做功要利用各種功能關(guān)系或 F-S 圖象進(jìn)行計(jì)算用動(dòng)能定理求變力做功；用動(dòng)能定理求變力做功；利用利用 F FS S 圖象求解變力做功；圖象求解變力做功；利用公式利用公式 W=PVW=PV 求變力做的功，這里求變力做的功，這里 P P 為壓強(qiáng)，為壓強(qiáng)，V V 是體積或體積的變化；是體積或體積的變化；化變力為恒力化變力為恒力( (求力的平均值求力的平均值 F)F)，當(dāng)力的方向不變，大小由，當(dāng)力的方向不變，大小由 F Fl l均勻變化到均勻變化到 F F2 2時(shí)，時(shí)，F(xiàn)=F=（F F1 1+F+F2 2）/2/

3、2，利用，利用 W=FSW=FS 求功；求功；利用公式利用公式 W=PtW=Pt 求解變力做功。當(dāng)作用力是變力，但功率恒定時(shí)，就可用該公式求解。求解變力做功。當(dāng)作用力是變力，但功率恒定時(shí)，就可用該公式求解。(3)(3)常見(jiàn)幾種力做功的特點(diǎn)重力、彈簧彈力，電場(chǎng)力、分子力做功與路徑無(wú)關(guān)；重力、彈簧彈力，電場(chǎng)力、分子力做功與路徑無(wú)關(guān)；洛侖茲力洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷總不做功，但安培力是可以做功的。摩擦力摩擦力做功的特點(diǎn)(i)單個(gè)摩擦力(包括靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力)可以做正功，也可以做負(fù)功，還可以不做功。()相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零相互作用的一對(duì)靜摩擦力做功的代數(shù)和總等于零，在靜摩擦力做功的

4、過(guò)程中，只有機(jī)械能的轉(zhuǎn)移，沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能；相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和相互作用的一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和不為零，且總為負(fù)值不為零，且總為負(fù)值，在一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做功的過(guò)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(dòng)摩擦力與相對(duì)路程的乘積。()摩擦生熱，是指滑動(dòng)摩擦生熱，靜摩擦不會(huì)生熱。作用力與反作用力作用力與反作用力做功：可以同時(shí)做正功；可以同時(shí)做負(fù)功；可以一個(gè)做正功一個(gè)做負(fù)功；可以一個(gè)做正功一個(gè)不做功；也可以一個(gè)做負(fù)功一個(gè)不做功；3功能關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度，做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程(1)合外力做的功等于

5、物體動(dòng)能的增量，即 W合=EK此即動(dòng)能定理(2)重力做的功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值，即 WG=-EP(3)彈簧彈力做的功等于彈簧彈性勢(shì)能增量的負(fù)值，即 W談=-EP (4)電場(chǎng)力做功等于電勢(shì)能增量的負(fù)值，即 W電=-EP(5)分子力做功等于分子勢(shì)能增量的負(fù)值，即 W分=-EP(6)除系統(tǒng)內(nèi)的重力和彈力外，其他力做功的代數(shù)和等于系統(tǒng)機(jī)械能的增量，即 W其他其他=E (7)由于滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能由于滑動(dòng)摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能 Q=fQ=f滑滑ss相對(duì)相對(duì)=E=E，式中，式中EE 為系統(tǒng)機(jī)械能的減少，為系統(tǒng)機(jī)械能的減少，s s相對(duì)相對(duì)是是相對(duì)路程。相對(duì)路程。(8)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，克服安培力做多少功就有多

6、少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能克服安培力做多少功就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(9)在核反應(yīng)中釋放出的核能E=mc2，式中m 是質(zhì)量虧損4能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的具體表現(xiàn)形式機(jī)械能守恒定律：除重力外其他力不做功或做功總和為 0 時(shí)，系統(tǒng)的總機(jī)械能不變，即E1=E2或E=O。特別注意兩種典型的不守恒特別注意兩種典型的不守恒碰撞和繩子繃緊瞬間碰撞和繩子繃緊瞬間熱力學(xué)第一定律：外界對(duì)系統(tǒng)做的功 W 與系統(tǒng)從外界吸收的熱量 Q 之和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量U，即 W+Q=U。在只有電場(chǎng)力做功的情況下，帶電體的電勢(shì)能和動(dòng)能的總和保持不變。閉合電路歐姆定律：E=U+UEI=UI+UI，即電源提供的電能一部分消耗在內(nèi)電路，

7、另一部分輸出。在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，外力克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能；在純電阻電路中，電能又通過(guò)電流做功全部轉(zhuǎn)化為熱能。對(duì)于電動(dòng)機(jī)：P出=UII2 R愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm=hV- W，式中的 W 為逸出功，W=hv0，v0是金屬的極限頻率。5動(dòng)量守恒與能量守恒綜合應(yīng)用的模型：子彈打木塊、人船模型、爆炸、碰撞、反沖運(yùn)子彈打木塊、人船模型、爆炸、碰撞、反沖運(yùn)動(dòng)、彈簧問(wèn)題和多體問(wèn)題動(dòng)、彈簧問(wèn)題和多體問(wèn)題等。6其他守恒規(guī)律：電荷守恒、質(zhì)量數(shù)守恒考題再現(xiàn)考題再現(xiàn)例題 1、下表是“惠康牌家用吸油煙機(jī)說(shuō)明書(shū)中的技術(shù)參數(shù)表，用萬(wàn)用表測(cè)量其一只電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈電阻為 r=90，若保險(xiǎn)絲的熔

8、斷電流是保險(xiǎn)絲允許流過(guò)的電流的 15 倍，則：(1)這種吸油煙機(jī)保險(xiǎn)絲的熔斷電流不得低于多少安培?(2)計(jì)算這種吸油煙機(jī)的排風(fēng)機(jī)械效率。 “惠康牌吸油煙機(jī)技術(shù)參數(shù)表額定電壓(兩電機(jī)、照明燈)AC 220V 50Hz額定輸入功率2185W抽排風(fēng)量(兩電機(jī)同時(shí)工作)15m3min風(fēng)壓(兩電機(jī)同時(shí)工作)300Pa照明燈 40W排煙管內(nèi)徑150mm 例題 2、如圖所示，電動(dòng)機(jī)通過(guò)其繞在轉(zhuǎn)軸上的絕緣細(xì)線(xiàn)牽引一根原來(lái)靜止的、長(zhǎng)為L(zhǎng)=lm、質(zhì)量 m=0.1 kg 的金屬棒 ab，棒緊貼在豎直放置、不計(jì)電阻的金屬框架上，棒的電阻R=1，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=lT 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于框架所在平面，電源電動(dòng)勢(shì) E=8V、

9、內(nèi)阻 r0=1給電動(dòng)機(jī)供電，當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，電路中電流表讀數(shù)恒為 1A，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻 r=1，不計(jì)一切摩擦，g=10m/s2，已知導(dǎo)體棒由靜止開(kāi)始上升一段 h=3.8m 的距離便獲得穩(wěn)定速度 v，同時(shí)產(chǎn)生熱量 Q=2J，求： (1)導(dǎo)體棒獲得的穩(wěn)定速度 v 是多少? (2)導(dǎo)體棒從靜止到獲得穩(wěn)定速度經(jīng)歷的時(shí)間 t 是多少?例題 3、(湖北省部分重點(diǎn)高中湖北省部分重點(diǎn)高中 2008 年年 3 月質(zhì)檢月質(zhì)檢) 2007 年 10 月 24 日，我國(guó)成功地發(fā)射了“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星，其軌道示意圖如圖所示.衛(wèi)星進(jìn)入地球軌道后還需要對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行 10次點(diǎn)火控制。第一次點(diǎn)火，抬高近地點(diǎn)，將近地點(diǎn)抬高到約 60

10、0km，第二、三、四次點(diǎn)火，讓衛(wèi)星不斷變軌加速，經(jīng)過(guò)三次累積，衛(wèi)星加速到 11.0km/s 的速度進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道向月球飛去.后 6 次點(diǎn)火的主要作用是修正飛行方向和被月球捕獲時(shí)的緊急剎車(chē),最終把衛(wèi)星送入離月面 200km 高的工作軌道(可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)).已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的 81 倍,R月=1800km ,R地=6400km,衛(wèi)星質(zhì)量 2350kg ,g 取 10m/s2 . （涉及開(kāi)方可估算，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）求：(1)衛(wèi)星在繞地球軌道運(yùn)行時(shí)離地面 600km 時(shí)的加速度.(2)衛(wèi)星從離開(kāi)地球軌道進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道最終穩(wěn)定在離月球表面 200km 的工作軌道上外力對(duì)它做了多少功?

11、（忽略地球自轉(zhuǎn)及月球繞地球公轉(zhuǎn)的影響）例題 4、如圖所示，一擺球的質(zhì)量為m，帶正電荷q，擺長(zhǎng)為L(zhǎng)，固定在O點(diǎn)，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向水平向右，場(chǎng)強(qiáng)為E=mg/q,擺球平衡位置在點(diǎn)C，與豎直方向的夾角為，開(kāi)始時(shí)讓擺球位于與點(diǎn)O處于同一水平位置的A點(diǎn)，且擺繩拉直，然后無(wú)初速度釋放擺球，求擺球在C點(diǎn)時(shí)的速度及此時(shí)擺繩對(duì)球拉力的大?。浚ńY(jié)果用m、g、L表示）例題 5、（綿陽(yáng)市高（綿陽(yáng)市高 2008 級(jí)第二次診斷性考試）級(jí)第二次診斷性考試）如圖，在豎直圓的圓心口固定一負(fù)點(diǎn)電荷，A 點(diǎn)在圓心口的正上方，B 為圓周的最高點(diǎn)，C 是圓周上的一點(diǎn)，一根光滑絕緣細(xì)桿固定在 AC 位置。有兩個(gè)質(zhì)量和電荷量都相同的帶正電小球

12、a、b ，先讓 a 穿在細(xì)桿上從 A 點(diǎn)靜止開(kāi)始沿桿滑下，后讓 b 從 A 點(diǎn)靜止開(kāi)始下落，豎直運(yùn)動(dòng)。下述說(shuō)法正確的是 A.從 A 到 C , a 做勻加速運(yùn)動(dòng)B.從 A 到 C , a 的機(jī)械能守恒C.a 在 C 點(diǎn)的動(dòng)能大于 b 在 B 點(diǎn)的動(dòng)能D.a 從 A 到 C 電場(chǎng)力做的功大于 b 從 A 到 B 電場(chǎng)力做的功例題 6、（上海市十二所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考）（上海市十二所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考）如圖所示，R1為定值電阻，R2為最大阻值為 2R1的可變電阻。E 為電源電動(dòng)勢(shì)，r 為電源內(nèi)阻，大小為 rR1。當(dāng) R2的滑動(dòng)臂 P 從 a 滑向 b 的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 （ ）A當(dāng)212RR 時(shí)，R2

13、上獲得最大功率B當(dāng)12RR 時(shí)，R2上獲得最大功率C電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)之比逐漸增大D電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)之比保持不變例題 7、(2005(2005 全國(guó)大聯(lián)考全國(guó)大聯(lián)考) )如圖 415 所示，兩條互相平行的光滑金屬導(dǎo)軌位于水平面內(nèi)，相距 L=0.5 m，在導(dǎo)軌的一端接有阻值 R=0.3 的電阻。一個(gè)質(zhì)量 m=2kg 的金屬直桿垂直放在導(dǎo)軌上，金屬桿的電阻 r=0.2，其他電阻不計(jì)。當(dāng)金屬桿以向右的初速度 v=4m/s進(jìn)人一個(gè)與水平面垂直且磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=1T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，受到一個(gè)恒定功率 P=18W 的外力作用，經(jīng) 2s 金屬桿達(dá)到最大速度。試回答下列問(wèn)題：(1)金屬桿達(dá)到的最大速

14、度是多少?(2)電阻 R 在 2s 這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是多少?(3)當(dāng)金屬桿的速度大小為 5m/s 時(shí)，金屬桿的加速度是多少？ OACEVAR1R2pabE，rk例題 8、（鄭州市（鄭州市 20082008 年第二次質(zhì)量預(yù)測(cè)）年第二次質(zhì)量預(yù)測(cè)）（16 分） 用圖示電路測(cè)定光電子的比荷（電子的電荷量與電子質(zhì)量的比值e/m）。兩塊平行金屬板M、N相距為d ，其中N板受紫外線(xiàn)照射后，將發(fā)出沿不同方向運(yùn)動(dòng)的光電子，即便是加上反向電壓，在電路中也能形成電流，從而引起電流表指針偏轉(zhuǎn)。若逐漸增大極板間的反向電壓，可以發(fā)現(xiàn)電流逐漸減小，當(dāng)電壓表讀數(shù)為U時(shí)，電流恰好為零。切斷開(kāi)關(guān)，在MN之間加上垂直于紙面的勻

15、強(qiáng)磁場(chǎng)，逐漸增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，也能使電流表讀數(shù)為零。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B時(shí)，電流為零。已知紫外線(xiàn)的頻率為v，電子電荷量為e，求（1）金屬板 N 的逸出功；（2）光電子的比荷。例題 9、（20082008 年天津市十二區(qū)縣重點(diǎn)學(xué)校高三畢業(yè)班聯(lián)考）年天津市十二區(qū)縣重點(diǎn)學(xué)校高三畢業(yè)班聯(lián)考）如圖所示，真空室內(nèi)，在dx2d的空間中存在著沿+y方向的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E；在2dxd的空間中存在著垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度為B。在坐標(biāo)原點(diǎn)處有一個(gè)處于靜止?fàn)顟B(tài)的釷核，某時(shí)刻該原子核經(jīng)歷一次衰變，沿+x方向射出一質(zhì)量為m、電荷Th23090量為q的粒子；質(zhì)量為M、電荷量為Q的反沖核(鐳核)進(jìn)入左側(cè)的勻

16、強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，Ra反沖核恰好不從磁場(chǎng)的左邊界射出。如果衰變過(guò)程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和反沖核的動(dòng)能，光速為c，不計(jì)粒子的重力和粒子間相互作用的庫(kù)侖力。求：（1）寫(xiě)出釷核衰變方程；（2）該核衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損m；(3)粒子從電場(chǎng)右邊界射出時(shí)的軸坐標(biāo)。yyo-d-2dd2dEB例題 10、質(zhì)量相等的 A、B 兩球在光滑水平面上沿同一直線(xiàn)、同一方向運(yùn)動(dòng)，A 球的動(dòng)量 PA=9kgm/s，B 球的動(dòng)量 PB=3kgm/s，當(dāng) A 球追上 B 球時(shí)發(fā)生碰撞，則碰撞后 A、B兩球的動(dòng)量可能值是APA=6kgms，PB=6kgmsBPA=8kgms，PB=4kgmsCPA=-2kgms，PB=14kgm

17、sDPA=-4kgms，PB=17kgms例題 11、（湖南重點(diǎn)中學(xué)（湖南重點(diǎn)中學(xué) 0606 聯(lián)考）聯(lián)考）圖中，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊 B 相連，B靜止在水平導(dǎo)軌上，彈簧處在原長(zhǎng)狀態(tài)。另一質(zhì)量與 B 相同滑塊 A，從導(dǎo)軌上的 P 點(diǎn)以某一初速度向 B 滑行，當(dāng) A 滑過(guò)距離時(shí)，與 B 相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后 A、B 緊貼在一起運(yùn)1l動(dòng)，但互不粘連。已知最后 A 恰好返回出發(fā)點(diǎn) P 并停止。滑塊 A 和 B 與導(dǎo)軌的滑動(dòng)摩擦因數(shù)都為，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧最大形變量為，求 A 從 P 出發(fā)時(shí)的初速度。2l0v 例題 12、（0303 上海）上海）為研究靜電除塵，有人設(shè)計(jì)了一個(gè)盒狀容器，容器側(cè)面

18、是絕緣的透明有機(jī)玻璃，它的上下底面是面積 A=0.04m2的金屬板，間距 L=0.05m，當(dāng)連接到 U=2500V的高壓電源正負(fù)兩極時(shí)，能在兩金屬板間產(chǎn)生一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖所示，現(xiàn)把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內(nèi)，每立方米有煙塵顆粒 1013個(gè)，假設(shè)這些顆粒都處于靜止?fàn)顟B(tài)，每個(gè)顆粒帶電量為 q=+1.01017C，質(zhì)量為 m=2.01015kg，不考慮煙塵顆粒之間的相互作用和空氣阻力，并忽略煙塵顆粒所受重力。求合上電鍵后：（1）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間煙塵顆?？梢员蝗课?？（2）除塵過(guò)程中電場(chǎng)對(duì)煙塵顆粒共做了多少功？（3）經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間容器中煙塵顆粒的總動(dòng)能達(dá)到最大？實(shí)戰(zhàn)演練實(shí)戰(zhàn)演練1（湖北重點(diǎn)中學(xué)

19、（湖北重點(diǎn)中學(xué) 06 聯(lián)考）聯(lián)考）如圖所示，質(zhì)量為 m 的物體 A 靜止于傾角為 的斜面體 B上，斜面體 B 的質(zhì)量為 M,現(xiàn)對(duì)該斜面體施加一個(gè)水平向左的推力 F，使物體隨斜面體一起沿水平方向向左勻速運(yùn)動(dòng)的位移為 s，則在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中斜面體 B 對(duì)物體 A 所做的功為： ( )A. B.MgscotmMFsmC.0 D.mgssin2212（鄭州第一次質(zhì)量預(yù)測(cè)）（鄭州第一次質(zhì)量預(yù)測(cè)）一物體懸掛在細(xì)繩下端，由靜止開(kāi)始沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體的機(jī)械能與位移的關(guān)系圖象如圖所示，其中 0s1，過(guò)程的圖線(xiàn)為曲線(xiàn)，s1s2過(guò)程的圖線(xiàn)為直線(xiàn).根據(jù)該圖象，下列判斷正確的是 ( )A.0s1過(guò)程中物

20、體所受拉力一定是變力，且不斷減小B.s1s2過(guò)程中物體可能在做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.s1s2過(guò)程中物體可能在做變加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)D.0s2過(guò)程中物體的動(dòng)能可能在不斷增大3（泰州市（泰州市 0606 期初調(diào)研）期初調(diào)研）關(guān)于一對(duì)作用力與反作用力在作用過(guò)程中的總功 W 和總沖量 I ，下列說(shuō)法中正確的是 ( )AW 一定等于零，I 可能不等于零 BW 可能不等于零，I 一定等于零CW 和 I 一定都等于零 DW 和 I 可能都不等于零。4（黃岡重點(diǎn)中學(xué)（黃岡重點(diǎn)中學(xué) 0808 三月聯(lián)考）三月聯(lián)考）在正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中,M、N 是同一電場(chǎng)線(xiàn)上的兩點(diǎn)，且.現(xiàn)將一個(gè) a 粒子和一個(gè)質(zhì)子都從 M 點(diǎn)靜止釋放，在電

21、場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng)到MNN 點(diǎn),則在 N 點(diǎn)的 ( )A. a 粒子的動(dòng)能和動(dòng)量都比質(zhì)子小 Ba 粒子的動(dòng)能比質(zhì)子大，動(dòng)量比質(zhì)子小Ca 粒子的動(dòng)能比質(zhì)子小，動(dòng)量比質(zhì)子小 Da 粒子的動(dòng)能和動(dòng)量都比質(zhì)子大AFB5（樂(lè)山市高（樂(lè)山市高 2008 級(jí)第二次診斷性考試）級(jí)第二次診斷性考試）如圖甲所示，一質(zhì)量為 m 的滑塊以初速度 v0自固定于地面的斜面底端 A 開(kāi)始沖上斜面，到達(dá)某一高度后返回 A，斜面與滑塊之間有摩擦，圖乙中分別表示它在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度 V、加速度 a、勢(shì)能 EP和機(jī)械能 E 隨時(shí)間的變化圖線(xiàn)，可能正確的是 ( )6(2005(2005 江蘇鹽城江蘇鹽城) )將電阻 R1、R2分別與同一

22、電池相連組成電路，兩電阻的電功率相同，均為 P，電阻 R1不等于 R2；不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響，若把兩電阻串聯(lián)后接在該電池兩端，它們消耗的總功率為 P1，；若把它們并聯(lián)起來(lái)連該電池相連，兩電阻消耗的總功率為 P2，設(shè)電池的內(nèi)電阻為 r，則下列關(guān)系式正確的是 ( )A BP1P2 CP1=P2 DP1P，P2P12rR R7（濟(jì)寧市（濟(jì)寧市 08 屆三月質(zhì)檢）屆三月質(zhì)檢）“嫦娥一號(hào)”第一次近月制動(dòng)后被月球捕獲，成為一顆月球衛(wèi)星；第二次制動(dòng)后，周期變?yōu)?3.5 小時(shí)。假設(shè)其軌道可近似看作是以月球?yàn)橹行牡膱A。第二次制動(dòng)后，“嫦娥一號(hào)”到月心的距離從 r1慢慢變到 r2，用 Ek1、Ek2分別表示它在這

23、兩個(gè)軌道上的動(dòng)能，則( )Ar1r2 Ek1r2 Ek1Ek2 Cr1Ek2 Dr1r2 Ek1Ek2 8（江蘇?。ńK省 2008 年百校樣本分析考試）年百校樣本分析考試）如右圖所示，一塊長(zhǎng)木板 B 放在光滑的水平面上，再在 B 上放一物體 A，現(xiàn)以恒定的外力拉 B， A、發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，A、B 都向前移動(dòng)一段距離在此過(guò)程中( )A外力 F 做的功等于 A 和 B 動(dòng)能的增量BB 對(duì) A 的摩擦力所做的功等于 A 的動(dòng)能增量CA 對(duì) B 的摩擦力所做的功等于 B 對(duì) A 的摩擦力所做的功D外力 F 對(duì) B 做的功等于 B 的動(dòng)能的增量與 B 克服摩擦力所做的功之和9（宜昌市（宜昌市 20082

24、008 屆高三年級(jí)第二次調(diào)研）屆高三年級(jí)第二次調(diào)研）2008 年是中國(guó)的奧運(yùn)年，跳板跳水是中國(guó)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目“3m 跳板跳水”其運(yùn)動(dòng)過(guò)程可簡(jiǎn)化為：運(yùn)動(dòng)員走上跳板，跳板被壓縮到最低點(diǎn) C ，跳板又將運(yùn)動(dòng)員豎直向上彈到最高點(diǎn) A ，然后運(yùn)動(dòng)員做自由落體運(yùn)動(dòng)，豎直落入水中將運(yùn)動(dòng)員視為質(zhì)點(diǎn)已知運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為 m，重力加速度為 g取跳板的水平點(diǎn)為 B。AB間、BC 間和 B 與水面間的豎直距離分別為 h1、h2和 h3，如圖所示求：( l ）運(yùn)動(dòng)員入水前速度大?。? 2 ）跳板被壓縮到最低點(diǎn) C 時(shí)具有的彈性勢(shì)能（假設(shè)從 C 到 B 的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員獲得的機(jī)械能為跳板最大彈性勢(shì)能的 k 倍，k1 )10（啟東市

25、啟東市 20082008 屆屆高三第一次調(diào)研高三第一次調(diào)研）如圖所示，光滑水平面上放置質(zhì)量均為 M=2kg 的甲、乙兩輛小車(chē)，兩車(chē)之間通過(guò)一感應(yīng)開(kāi)關(guān)相連（當(dāng)滑塊滑過(guò)感應(yīng)開(kāi)關(guān)時(shí)，兩車(chē)自動(dòng)分離），甲車(chē)上表面光滑，乙車(chē)上表面與滑塊 P 之間的動(dòng)摩擦因數(shù) =0.5一根通過(guò)細(xì)線(xiàn)拴著且被壓縮的輕質(zhì)彈簧固定在甲車(chē)的左端，質(zhì)量為 m=1kg 的滑塊 P(可視為質(zhì)點(diǎn))與彈簧的右端接觸但不相連，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能 E0=10J，彈簧原長(zhǎng)小于甲車(chē)長(zhǎng)度，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)剪斷細(xì)線(xiàn)，求：滑塊 P 滑上乙車(chē)前的瞬時(shí)速度的大??；滑塊 P 滑上乙車(chē)后最終未滑離乙車(chē)，滑塊 P 在乙車(chē)上滑行的距離（取 g=10m/s2）11

26、（漣源市（漣源市 0606 年第一次檢測(cè)）年第一次檢測(cè)）如圖所示，AOB 是光滑水平軌道，BC 是半徑為 R 的1/4 光滑圓弧軌道，兩軌道恰好相切。質(zhì)量為 M 的小木塊靜止在 O 點(diǎn)，一質(zhì)量為 m (m = M/9) 的子彈以某一初速度水平向右射入小木塊內(nèi)不穿出，木塊恰好滑到圓弧的最高點(diǎn) C 處（子彈、小木塊均可看成質(zhì)點(diǎn)）。求： 子彈射入木塊之前的速度 Vo多大？ 若每當(dāng)小木塊在 O 點(diǎn)時(shí)，立即有相同的子彈以相同的速度 Vo射入小木塊，并留在其中，則當(dāng)?shù)?6 顆子彈射入小木塊后，小木塊沿光滑圓弧上升的高度h是多少？ 若當(dāng)?shù)趎顆子彈射入小木塊后，小木塊沿光滑圓弧能上升的最大高度為 R/4，則n

27、值是多少？12（湖北重點(diǎn)高中（湖北重點(diǎn)高中 4 月聯(lián)考）月聯(lián)考）如圖所示，水平傳送帶 AB 足夠長(zhǎng)，質(zhì)量為 M1kg 的木塊隨傳送帶一起以 v12m/s 的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)（傳送帶的速度恒定），木塊與傳送帶的摩擦因數(shù)，當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到最左端 A 點(diǎn)時(shí)，一顆質(zhì)量為 m20g 的子彈，以 05 .v0300m/s 的水平向右的速度，正對(duì)射入木塊并穿出，穿出速度 v50m/s，設(shè)子彈射穿木塊的時(shí)間極短，（g 取甲乙P10m/s2）求：（1）木塊遭射擊后遠(yuǎn)離 A 的最大距離；（2）木塊遭擊后在傳送帶上向左運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間。13（7 7、8 8 班選作）（上海市部分重點(diǎn)中學(xué)班選作）（上海市部分重點(diǎn)中學(xué) 08

28、08 第二次聯(lián)考）第二次聯(lián)考）光滑的長(zhǎng)軌道形狀如圖所示，底部為半圓型，半徑 R，固定在豎直平面內(nèi)。AB 兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長(zhǎng)為 R 的輕桿連接在一起，套在軌道上。將 AB 兩環(huán)從圖示位置靜止釋放，A 環(huán)離開(kāi)底部 2R。不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統(tǒng)機(jī)械能的損失，求：1）AB 兩環(huán)都未進(jìn)入半圓型底部前，桿上的作用力2）A 環(huán)到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，兩球速度大小3）若將桿換成長(zhǎng)，A 環(huán)仍從離開(kāi)底部 2R 處?kù)o止釋放，求R22經(jīng)過(guò)半圓型底部再次上升后離開(kāi)底部的最大高度14（7 7、8 8 班選作）班選作）(湖北省部分重點(diǎn)高中湖北省部分重點(diǎn)高中 2008 年年 3 月質(zhì)檢月質(zhì)檢)在絕緣水平面上放置一質(zhì)量Ls

29、BAEt/ (0.1s) v/m/sO123456-1-2-3123456789ABR2R第 13題為 m=2.010-3kg 的帶電滑塊 A，電量為 q=1.010-7C.在 A 的左邊 L=1.2m 處放置一個(gè)不帶電的滑塊 B，質(zhì)量為 M=6.010-3kg，滑塊 B 距左邊豎直絕緣墻壁 s=0.6m，如圖所示.在水平面上方空間加一方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為 E=4.0105N/C，A 由靜止開(kāi)始向左滑動(dòng)并與 B 發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞的過(guò)程極短，碰撞后兩滑塊結(jié)合在一起共同運(yùn)動(dòng)并與墻壁相碰撞，在與墻壁發(fā)生碰撞時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失，兩滑塊始終沒(méi)有分開(kāi)，兩滑塊的體積大小可以忽略不計(jì).已知 A、B

30、 與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為 =0.5。試通過(guò)計(jì)算，在坐標(biāo)圖中作出滑塊 A 從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后靜止的速度時(shí)間圖象（取 g=10m/s2）專(zhuān)題三專(zhuān)題三 功和能及其轉(zhuǎn)化關(guān)系（答案）功和能及其轉(zhuǎn)化關(guān)系（答案）例題例題 1 1、解析 (1)電動(dòng)機(jī)是非純電阻電路，正常工作時(shí)電流遠(yuǎn)小于啟動(dòng)電流；啟動(dòng)時(shí)電流：22040225.1AU90220PUIr 燈 (2)每分鐘有用功 Wl=PV=30015、4500J 每分鐘消耗電能 E=218560=22200J1W100%20.3%E效率例題例題 2 2、解析 (1)電動(dòng)機(jī)的輸入功率 P人=(EIr0)I=7W電機(jī)輸出功率 P出=P入一 I2r=6W。 設(shè)繩中拉力為

31、T，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，222B L vTv=mgv+R 而 Tv=P出=6W 解得 V=2ms (舍去- 3ms)(2)因電機(jī)對(duì)導(dǎo)體棒做功的功率 P出恒定，故電動(dòng)機(jī)通過(guò)繩子對(duì)導(dǎo)體棒做功就可用 W=Pt 計(jì)算： 由動(dòng)能定理： 得 t=1 s21 P t-mgh-Qmv02出例題例題 3 3、解:(1)衛(wèi)星在離地 600km 處對(duì)衛(wèi)星加速度為 a，由牛頓第二定律 （2 分）mahRGMm21又由 （2 分） 可得 a=8 m/s2（3 分）mgRGMm2(2)衛(wèi)星離月面 200km 速度為 v，由牛頓第二定律得（2 分）由 及 M月/M=1/81 （2 分） 2222hrmvhrmGM月mgR

32、GMm2解得:V2=2.48106km2/s2（2 分）由動(dòng)能定理,對(duì)衛(wèi)星W=mv2/2mv02/2=1/2 2350（248104-110002）=-11011J（2 分）例題例題 4 4、擺球在合力 F0作用下沿 AB 方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)到 B 點(diǎn)的速度大小為vB,則由 (B 點(diǎn)在 O 點(diǎn)正下方向)解得 20212.BmvLFgLvB2到 B 點(diǎn)后，繩繃緊，擺球沿繩方向上的動(dòng)量損失，只獲得水平方向的速度gLvvBB245cos0/設(shè)擺球擺到 C 點(diǎn)的速度為vC,這里 =450，則：, 2/2002121)45cos1 (BcmvmvLF設(shè)擺球在 C 點(diǎn)繩對(duì)擺球的拉力為 T，則,解

33、gLvC22LvmFTc20mgT23評(píng)析：求解物理問(wèn)題的關(guān)鍵是能正確地選取“研究對(duì)象、物理過(guò)程和物理規(guī)律”。在選取研究對(duì)象和物理過(guò)程時(shí)，可以對(duì)多個(gè)對(duì)象進(jìn)行整體思維和對(duì)多個(gè)過(guò)程進(jìn)行整體思維。但在對(duì)多個(gè)物理過(guò)程進(jìn)行整體思維時(shí)，很容易忽視某些瞬時(shí)過(guò)程中機(jī)械能的瞬時(shí)損失。所以進(jìn)行整體思維也必須以弄清過(guò)程為前提。例 4 是“繩端球”問(wèn)題，由于繩只能產(chǎn)生拉力而不能產(chǎn)生支持力，所以球先做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，然后做圓周運(yùn)動(dòng)。例題例題 5 5、C例題例題 6 6、AC啟示：電路中包括電源和用電器兩大部分，另有導(dǎo)線(xiàn)和電鍵，電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置；用電器是通過(guò)電流做功半電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的裝置，如果用電器是純電阻

34、，則電能等于電熱，如果用電器不是純電阻，則電能大于電熱例題例題 7 7、解 (1)Em=BLvm 電路中最大電功率為 2mmEPRr 速度最大時(shí)，外力做功功率等于回路中最大電功率 P外 =Pm 解即得 vm=6m/s (2)由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，有 又 22mRr011Pt=mvQQmv222r2RQI rtrQI RtR解得 QR=96J (3)由 P外=F外v F安=B2 L2v(R+r) a=(F外F安)/m 解得 a=一 0.55m/s2啟示：電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是其他形式的能與電能的轉(zhuǎn)化過(guò)程，是獲得電能的重要根據(jù)，通常所用的發(fā)電機(jī)就是利用電磁感應(yīng)原理將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，如果接通外電路

35、，在由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí)，回路又將電源產(chǎn)生的電能通過(guò)電流做功轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和對(duì)外界做功。例題例題 8 8、（1）設(shè)光電子的最大初速度為 v ，閉合開(kāi)關(guān) S ，當(dāng)光電流恰好為零時(shí)，說(shuō)明具有最大初速度的光電子到達(dá) M 板速度恰好減為零，由動(dòng)能定理得（3 分）2102eUmv由光電方程得 （3 分）212mvhvW金屬板的逸出功為 （2 分）WhveU（2）斷開(kāi) S，光電流為零時(shí)，說(shuō)明具有最大初速度的光電子圓周運(yùn)動(dòng)半徑為（3 分）/2rd由牛頓第二定律得 （3 分）2vevBmr光電子的比荷為 （2 分）228eUmd B啟示：?jiǎn)⑹荆菏菒?ài)因斯坦應(yīng)用光子的概念及光子與物質(zhì)相互作用時(shí)的能量守恒建立的21

36、mVhvW2一個(gè)方程，其物理意義是金屬表面附近的自由電子吸收一個(gè)光子的能量，此能量的一部分用于電子脫離金屬表面時(shí)脫離束縛而做功(逸出功)，另一部分轉(zhuǎn)化為光電子的最大初動(dòng)能，式中 hv 是光子的能量，W 是金屬的逸出功， mv2/2 是光電子的最大初動(dòng)能，該方程很好地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，體現(xiàn)了光具有波粒二象性的本質(zhì)。例題例題 9 9、（1）釷核衰變方程為： 3 分230422690288ThHeRa（2）根據(jù)動(dòng)量守恒定律有： 2 分120mVMV反沖核進(jìn)入磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)半徑，由幾何知識(shí)有： 2 分Rd由洛侖茲力充當(dāng)向心力，由牛頓定律有： 2 分222VBQVMR由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程有： 2 分2Em

37、c 由能量關(guān)系有： 2 分22121122EmVMV解得： 2 分2222()2mM B Q dmMmc(3) 粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為： 2 分1dtV 粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度為： 2 分 qEam粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的沿軸方向的位移為：2 分 解得：2 分y212yat222mqEyB Q啟示：原子核能的計(jì)算的理論根據(jù)是愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程，即 E=mc2，由它推出的質(zhì)量虧損m 與能量變化 E 之間的關(guān)系是 E=mc2，利用愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程計(jì)算時(shí)，式中的 m或 m 的單位必須是千克，c 為真空中的光速，單位是米秒，E 或 E 的單位是焦耳。如果題目中 m 或 m 的單位是用原子質(zhì)量單位“u”表示

38、的，可以直接用 1u=931.5Mev 來(lái)計(jì)算。例題例題 10、解析 由碰撞前后兩球總動(dòng)量守恒，即 PA +PB=PA+PB，可排除 D；由碰撞后兩球總動(dòng)能不可能增加，即，可排除 C；由碰撞后一球不可能穿越另一mPmPmPmPBABA22222 2 22球，可進(jìn)而排除 B；所以，四個(gè)選項(xiàng)中只有 A 是可能的。mpmPBA經(jīng)驗(yàn)小結(jié)：動(dòng)量是守恒的。 系統(tǒng)碰后的總動(dòng)能不可能大于系統(tǒng)碰前的總動(dòng)能。 碰后兩物體若同向運(yùn)動(dòng)，則后面物體的運(yùn)動(dòng)速度不可能大于前面物體的運(yùn)動(dòng)速度。 碰撞以后，兩物體不可能相互“穿越。例題例題 11、令 A、B 質(zhì)量皆為 m，A 剛接觸 B 時(shí)速度為 v1（碰前），由功能關(guān)系，有

39、121202121mglmvmv A、B 碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒，令碰后 A、B 共同運(yùn)動(dòng)的速度為 v2，有 mv1=2mv2 碰后 A、B 先一起向左運(yùn)動(dòng)，接著 A、B 一起被彈回，在彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)，設(shè) A、B 的共同速度為 v3，在這過(guò)程中，彈簧勢(shì)能始末兩態(tài)都為零，利用功能關(guān)系，有)2()2()2(21)2(2122322lgmvmvm 此后 A、B 開(kāi)始分離，A 單獨(dú)向右滑到 P 點(diǎn)停下，由功能關(guān)系有 12321mglmv 由以上各式，解得 )1610(210llgv 例題例題 12、解析：（1）當(dāng)最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時(shí)，煙塵就被全部吸附,煙塵顆粒受到的電場(chǎng)力 F=qU/L

40、mLqUtatL22122)(02. 02sLqUmt （2）=2.5104（J） NALqUW21 （3）設(shè)煙塵顆粒下落距離為x )()(212xLNAxLqUxLNAmvEk 當(dāng)時(shí) EK達(dá)最大， 2Lx 2121atx )(014. 021sLqUmaxt點(diǎn)評(píng)點(diǎn)評(píng) 本題立意新穎，對(duì)學(xué)生審題、思維能力要求較高，要求學(xué)生能靈活地將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中，社會(huì)的發(fā)展需要具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才，而作為社會(huì)培養(yǎng)人才的高校，要選拔具有創(chuàng)新意識(shí)的人才去進(jìn)一步深造，因此中學(xué)教育必須培養(yǎng)這方面的人才，在學(xué)習(xí)過(guò)程中，要通過(guò)解決一些這樣的問(wèn)題培養(yǎng)自己的能力。實(shí)戰(zhàn)演練實(shí)戰(zhàn)演練1 12 23 34 45 5

41、6 67 78 8C CBDBDB BD DC CACDACDB BBDBD910設(shè)滑塊 P 滑上乙車(chē)前的速度為 v，對(duì)整體應(yīng)用動(dòng)量守恒和能量關(guān)系有：mv2MV = 0 （3 分） E0=mv2/2+2MV2/2 （3 分） 解之得 v = 4m/s V=1m/s （1 分） 設(shè)滑塊 P 和小車(chē)乙達(dá)到的共同速度 v，對(duì)滑塊 P 和小車(chē)乙有：mvMV = (mM)v （3 分） （3 分）222111()222mgLmvMVMm v代入數(shù)據(jù)解得： 5m3L 11 設(shè)第一顆子彈射入木塊后兩者的共同速度為 V1，由動(dòng)量守恒 mV0 = (m + M)V1 3 分木塊由 O 上滑到 C 的過(guò)程，機(jī)械能守恒(m + M)gR = (m + M)V12/2 3 分聯(lián)立解得： V0 = 10 2 分gR2 當(dāng)木塊返回 O 點(diǎn)時(shí)的動(dòng)量與第 2 顆子彈射入木塊前的動(dòng)量等大反向，子彈和木塊組成的系統(tǒng)總動(dòng)量等于零。射入子彈的顆數(shù) n=2、4、6、8時(shí)，都是如此，由動(dòng)量守恒定律可知，子彈打入后系統(tǒng)的速度為零，木塊靜止，上升高度 h=0 4