屆高考物理二輪復(fù)習(xí)課件功與能

物理講座功與能難點(diǎn)辨析

講座一機(jī)車起動(dòng)

以機(jī)車起動(dòng)為情景的高考命題屢次出現(xiàn)于近幾年高考試卷中，該類問(wèn)題中對(duì)于a、F、P、v四個(gè)物理量間相互聯(lián)系、相互制約的分析是考試的難點(diǎn)所在。例1、汽車以恒定功率P由靜止出發(fā)，沿平直路面行駛，最大速度為v，則下列判斷正確的是（）

A、汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)B、汽車先做加速度越來(lái)越大的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)C、汽車先做加速度越來(lái)越小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)D、汽車先做加速運(yùn)動(dòng)，再做減速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速運(yùn)動(dòng)例2、汽車在水平公路上行駛，車受的阻力為車重的0.01倍，當(dāng)速度為4m/s時(shí)，加速度為0.4m/s2。若保持此時(shí)的功率不變繼續(xù)行使，汽車能達(dá)到的最大速度是________m/s.C20例3、電動(dòng)機(jī)通過(guò)一繩子吊起8kg的物體，繩的拉力不能超過(guò)120N，電動(dòng)機(jī)的功率不能超過(guò)1200W。要將此物體由靜止起用最快的方式吊到90m，所需要的時(shí)間為多少？已知物體快到終點(diǎn)時(shí)已經(jīng)開(kāi)始勻速運(yùn)動(dòng)。解：此題可以用機(jī)車起動(dòng)類問(wèn)題的思路——分為兩個(gè)過(guò)程處理：第一過(guò)程是以繩所能承受的最大拉力拉物體，使物體勻加速上升，此過(guò)程結(jié)束時(shí)，電動(dòng)機(jī)達(dá)到最大功率。第二過(guò)程是電動(dòng)機(jī)一直以最大功率拉物體，拉力逐漸減小，當(dāng)拉力等于重力時(shí)，物體開(kāi)始勻速上升。勻加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度為末速度上升的時(shí)間上升高度為最后勻速運(yùn)動(dòng)的速率為由動(dòng)能定理得解得所以t=7.75s。機(jī)車起動(dòng)分兩類：（1）以恒定功率起動(dòng)；（2）以恒定牽引力起動(dòng)。其解題關(guān)鍵在于逐步分析v、a、F、P間關(guān)系，并把握由起動(dòng)到勻速的臨界條件Fmin=f，即汽車達(dá)到最大速度的條件。該類問(wèn)題的思維流程為：（1）以恒定功率起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是：變加速（a減?。?〉(a=0)勻速，在此過(guò)程中F牽、v、a的變化情況：變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)汽車達(dá)到最大速度時(shí)（2）以恒定牽引力勻加速起動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是：勻加速=>當(dāng)功率增大到額定功率Pm

后，變加速（a減?。?>(a=0)勻速。各個(gè)量（牽引功率、牽引力、加速度、速度）的變化情況如下：勻加速直線運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)勻速運(yùn)動(dòng)1、質(zhì)量為500t的機(jī)車，以恒定的功率從靜止出發(fā)，經(jīng)過(guò)5min行駛2.25km，速度達(dá)到最大值54km/h，則機(jī)車的功率為_(kāi)________kW.2、（2002年上海春考）鐵路提速，要解決許多技術(shù)問(wèn)題。通常，列車阻力與速度平方成正比，即f=kv2,列車要跑得快，必須用大功率機(jī)車來(lái)牽引。試計(jì)算列車分別以120km/h和40km/h的速度勻速行駛時(shí)，機(jī)車功率大小的比值。（提示：物理中的重要公式有F=ma，W=Fs’，P=Fv，s=v0t+at2/2）37527:1作業(yè)3、質(zhì)量為4t的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P=40kW，汽車從靜止開(kāi)始，以a=0.5m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，所受阻力恒為f=2000N,求：（1）汽車勻加速運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間？（2）汽車可達(dá)到的最大速度？（3）汽車速度為最大速度的2/3時(shí)的加速度？4、汽車質(zhì)量為5t，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為37.5kW，汽車在水平道路上從靜止開(kāi)始起動(dòng)，開(kāi)始一段時(shí)間內(nèi)，以加速度為1.0m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)，最后的速度為15m/s，求：（1）汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間？（2）汽車作勻速運(yùn)動(dòng)后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，還能滑多遠(yuǎn)？20s20m/s0.25m/s25s225m講座二變力做功與能量轉(zhuǎn)化例1、用鐵錘將一鐵釘擊入木塊，設(shè)木塊對(duì)鐵釘?shù)淖枇εc鐵釘進(jìn)入木塊內(nèi)的深度成正比。在鐵錘擊第一次時(shí)，能把鐵釘擊入木塊內(nèi)1㎝。問(wèn)擊第二次時(shí)，能擊入多少深度？（設(shè)鐵錘每次做功相等）提示：阻力對(duì)鐵釘作的功可以用F-s圖與坐標(biāo)軸包圍的面積表示。例2、如圖所示，若在湖水里固定一根細(xì)長(zhǎng)圓管，管內(nèi)有一活塞，活塞的下端位于水面上，活塞的底面積S=1㎝2，質(zhì)量不計(jì)。大氣壓強(qiáng)p0=1×105Pa?，F(xiàn)將活塞緩慢地提高H=15m，則拉力對(duì)活塞做的功為多少J。（g=10m/s2）提示：拉力作的功分兩個(gè)階段求：一是將水提高10m，拉力作的功數(shù)值上等于10m高的水柱增加的重力勢(shì)能；二是活塞后來(lái)上升5m時(shí)克服大氣壓力作功，（水柱不再上升了）。F例3、一個(gè)圓柱形的豎直的井里存有一定量的水，井的側(cè)面和底部是密閉的。在井中固定地插著一根兩端開(kāi)口的薄壁圓管，管和井共軸，管下端未觸及井底。在圓管內(nèi)有一不漏氣的活塞，它可沿圓管上下滑動(dòng)。開(kāi)始時(shí)，管內(nèi)外水面相齊，且活塞恰好接觸水面，如圖所示。現(xiàn)用卷?yè)P(yáng)機(jī)通過(guò)繩子對(duì)活塞施加一個(gè)向上的力F，使活塞緩慢向上移動(dòng)。已知管筒半徑r=0.100m，井的半徑R=2r，水的密度ρ=1.00×103㎏/m3，大氣壓強(qiáng)p0=1.00×105Pa。求活塞上升H=9m的過(guò)程中拉力F所做的功。（g=10m/s2）○Fh1h2h0··h0/2··○F·例1、跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)。設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50㎏，他一分鐘跳繩180次。假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間的2/5，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是多少？（g取10m/s2）完成一次跳需要多少時(shí)間？其中人在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？人跳起后在空中上升或下落的時(shí)間各是多少?一次跳人克服重力做功是多少?講座三實(shí)際問(wèn)題與物理模型人克服重力做功的功率是多少?例2、人的心臟每跳一次大約輸送8×10-5m3的血液，正常人的血壓（可看作心臟壓送血液的壓強(qiáng)）的平均值約為1.5×104Pa，心跳約每分鐘70次，據(jù)此估測(cè)心臟工作的平均功率。研究對(duì)象明確嗎？要求平均功率，做功過(guò)程清晰嗎？F=psL心臟跳動(dòng)一次所做的功:

W1=FL=psL=P=W1/t=p⊿V/t=1.5×104×8×10-560/70W=1.4Wp⊿V例3、某地強(qiáng)風(fēng)的風(fēng)速約為20m/s，空氣的密度為1.3kg/m3，如果把橫截面積為20m2的風(fēng)的動(dòng)能全部用來(lái)做功，則其功率為多少kW？vtt秒內(nèi)通過(guò)S=20m2的截面的空氣的體積V=Svtvt秒內(nèi)通過(guò)S=