物理二轮复习试题第1部分专题3第2讲.ppt

第2讲能量转化和守恒 1 解决功能关系问题应该注意的两个方面 1 分析清楚是什么力做功 并且清楚该力是做正功 还是做负功 根据功能之间的一一对应关系 判定能的转化形式 确定能量之间转化的多少 2 也可以根据能量之间的转化情况 确定是什么力做功 尤其可以方便计算变力做功的多少 2 常见的几种功能关系 在分析功能关系的题目时 严格按照能量变化与功的对应关系来判断 否则思路混乱 解答极易出错 如动能的变化与总功对应 重力势能的变化只与重力的功对应等 2 2012 广州一中模拟 升降机底板上放有一质量为100kg的物体 物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m s 则此过程中 g取10m s2 A 重力对物体做功5800JB 合外力对物体做功5800JC 物体的重力势能增加5000JD 物体的机械能增加5000J 解析 物体高度增加 重力做功W mgh 100 10 5J 5000J 选项A错 C正确 合外力做功为动能增加量等于800J B错误 机械能总增加量为动能增加量与势能增加量之和大于5000J 选项D错误 答案 C 3 2012 温州模拟 如图3 2 2所示 建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一有内阻的电动机相连 通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升 摩擦力及空气阻力均不计 则 A 升降机匀加速上升过程中 升降机底板对人做的功等于人增加的动能B 升降机匀速上升过程中 升降机底板对人做的功等于人增加的机械能 C 升降机上升的全过程中 电动机消耗的电能等于升降机增加的机械能D 匀速上升过程中电动机的输出功率一定等于匀加速上升过程中电动机的最大输出功率 解析 人在升降机里受到重力mg和底板对人的支持力F 升降机匀加速上升时 由牛顿第二定律有 F合 F mg ma F mg 则升降机底板对人做的功W Fh mgh mah Ep Ek E机 则选项A错误 升降机匀速上升时 有F mg Ek 0 升降机底板对人做的功W Fh mgh Ep E机 则选项B正确 因电动机消耗的能量E消 E出 E内 而E出 E机 则选项C错误 由题设知匀加速阶段的末速度等于匀速过程的速度 选项D错 答案 B 1 研究对象的选取研究对象的选取是解题的首要环节 有的问题选单个物体 实为一个物体与地球组成的系统 为研究对象 机械能不守恒 但选此物体与其他几个物体组成的系统为研究对象 机械能却是守恒的 如图3 2 3所示单选物体A机械能减少 但由物体A B二者组成的系统机械能守恒 2 研究过程的选取有些问题的研究对象的运动过程分几个阶段 有的阶段机械能守恒 而有的阶段机械能不守恒 因此在应用机械能守恒定律解题时要注意过程的选取 3 机械能守恒表达式的选取 1 守恒观点 Ek1 Ep1 Ek2 Ep2 2 转化观点 Ep Ek 3 转移观点 EA增 EB减 守恒观点的表达式适用于单个或多个物体机械能守恒的问题 解题时必须选取参考平面 而后两种表达式都是从 转化 和 转移 的角度来反映机械能守恒的 不必选取参考平面 名师导读 1 信息提取 1 碗的内表面 碗口光滑 斜面光滑 2 两视为质点的小球m1 m2且m1 m2 3 m1由A处静止释放到B处时 细绳突然断开 4 不计细绳断开时的能量损失 2 破题导航 2 2012 福建高考 如图3 2 6所示 表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮 小物块A B用轻绳连接并跨过滑轮 不计滑轮的质量和摩擦 初始时刻 A B处于同一高度并恰好处于静止状态 剪断轻绳后A下落 B沿斜面下滑 则从剪断轻绳到物块着地 两物块 A 速率的变化量不同B 机械能的变化量不同C 重力势能的变化量相同D 重力做功的平均功率相同 答案 D 3 2012 淮南一中质量检测 质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端 绳子跨过固定在倾角为30 的斜面顶端的定滑轮上 斜面固定在水平地面上 开始时把物体B拉到斜面底端 这时物体A离地面的高度为0 8m 如图3 2 7所示 若摩擦力均不计 从静止开始放手让它们运动 求 g 10m s2 1 物体A着地时的速度 2 物体A着地后物体B沿斜面上滑的最大距离 答案 1 2m s 2 0 4m 1 对定律的理解 1 某种形式的能减少 一定存在其他形式的能增加 且减少量和增加量一定相等 即 E减 E增 2 某个物体的能量减少 一定存在其他物体的能量增加 且减少量和增加量一定相等 即 EA减 EB增 2 应用能量守恒定律解题的步骤 1 分清有多少形式的能 如动能 势能 包括重力势能 弹性势能 电势能 内能等 在变化 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 E减和增加的能量 E增的表达式 3 列出能量守恒关系式 E减 E增 1 首先正确分析物体的运动过程 全程是变速运动 还是分为变速和匀速两个阶段 2 其次做好受力情况分析 分析清楚哪几个力做功 引起了哪种能量的变化 特别要注意分析静摩擦力的情况 3 最后 根据功能关系求传送带对小物体做的功 根据能量的转化和守恒定律求电动机做的功 1 2012 合肥六中质检 足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动 某时刻放上一个小物体 质量为m 初速度大小也是v 但方向与传送带的运动方向相反 最后小物体的速度与传送带相同 在小物体与传送带间有相对运动的过程中 滑动摩擦力对小物体做的功为W 小物体与传送带间摩擦生热为Q 则下面的判断中正确的是 A W mv2 2 Q mv2B W mv2 Q 2mv2C W 0 Q mv2D W 0 Q 2mv2 2 2012 四川高考 四川省 十二五 水利发展规划指出 若按现有供水能力测算 我省供水缺口极大 蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一 某地要把河水抽高20m 进入蓄水池 用一台电动机通过传动效率为80 的皮带 带动效率为60 的离心水泵工作 工作电压为380V 此时输入电动机的电功率为19kW 电动机的内阻为0 4 已知水的密度为1 103kg m3 重力加速度取10m s2 求 1 电动机内阻消耗的热功率 2 将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间 不计进 出水口的水流速度 解析 1 设电动机的电功率为P 则P UI设电动机内阻r上消耗的热功率为Pr 则Pr I2r代入数据解得Pr 1 103W 2 设蓄水总质量为M 所用抽水时间为t 已知抽水高度为h 容积为V 水的密度为 则M V设质量为M的河水增加的重力势能为 Ep 则 Ep Mgh设电动机的输出功率为P0 则P0 P Pr根据能量守恒定律得P0t 60 80 Ep代入数据解得t 2 104s 答案 1 1 103W 2 2 104s 1常认为功就是能 能就是功功是能量转化的量度 功和能是两个不同的概念 2常将Q f s相对中s相对误认为是对地位移s相对是发生相对滑动的两物体间的相对位移 3不能正确地计算某些力做的功而导致对能量的变化判断出错各种力做功的特点不同 如重力 电场力做功与路径无关 摩擦力做功与路径有关等 4对机械能守恒的条件把握不准应用机械能守恒定律解决问题时 经常因为守恒的条件分析不清 或分析错误而导致解题出错 比如 不能确定做功的弹力是否是系统内弹力 从而造成应用错误 对于单个物体 不能确定除重力之外的其他力是否做功 导致应用出错 5能量形式分析不全在利用能量守恒定律分析问题 有时遗漏某种能量而发生失误 例如忘了分析产生的内能 有弹簧的系统忘了分析弹性势能等 A 由于F1 F2等大反向 故系统机械能守恒B 当弹簧弹力大小与F1 F2大小相等时 m M各自的动能最大C 由于F1 F2大小不变 所以m M各自一直做匀加速运动D 由于F1 F2均能做正功 故系统的机械能一直增大 解析 由于F1 F2对系统做功之和不为零 故系统机械能不守恒 A错误 当弹簧弹力大小与F1 F2大小相等时 速度达到最大值 故各自的动能最大 B正确 由于弹力是变化的 m M所受合力是变化的 不会做匀加速运动 C错误 由于F1 F2先对系统做正功 当两物块速度减为零时 弹簧的弹力大于F1 F2 两物块再加速相向运动 F1 F2对系统做负功 系统机械能开始减少 D错误 答案 B 对机械能守恒的条件的理解不够深刻 误认为系统所受合外力为零 系统的机械能守恒而错选A