功能轉化及守恒規(guī)律

1、專題三專題三 功能轉化及守恒規(guī)律功能轉化及守恒規(guī)律高考展望高考展望動量守恒定律、機械能守恒定律和能的轉化守恒定律是物理學中最基本最重要的規(guī)律，涉及該部分內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、能力要求高、考查面廣的特點。每年高考中各種類型的考題幾乎均與功能關系有關。有許多考題從能的轉化和守恒角度分析，可以使看似很難的問題很容易破解。所以從能量角度進行綜合復習，是高考物理復習最后階段必不可少的重要內容之一?？键c回眸考點回眸 1功率平均功率 P=W/t=F v cos瞬時功率 P=FVcos，當 =0，即 F 與 V 方向相同時，P=FV機械效率 =W有/W總=P有/

2、P總 汽車的啟動分析： 2功(1)(1)恒力做功直接用 w=FScos 計算(2)(2)變力做功要利用各種功能關系或 F-S 圖象進行計算用動能定理求變力做功；用動能定理求變力做功；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，為壓強，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)，當力的方向不變，大小由，當力的方向不變，大小由 F Fl l均勻變化到均勻變化到 F F2 2時，時，F=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。當作用力是變力，但功率恒定時，就可用該公式求解。求解變力做功。當作用力是變力，但功率恒定時，就可用該公式求解。(3)(3)常見幾種力做功的特點重力、彈簧彈力，電場力、分子力做功與路徑無關；重力、彈簧彈力，電場力、分子力做功與路徑無關；洛侖茲力洛侖茲力對運動電荷總不做功，但安培力是可以做功的。摩擦力摩擦力做功的特點(i)單個摩擦力(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)可以做正功，也可以做負功，還可以不做功。()相互作用的一對靜摩擦力做功的代數和總等于零相互作用的一對靜摩擦力做功的代數和總等于零，在靜摩擦力做功的

4、過程中，只有機械能的轉移，沒有機械能轉化為其他形式的能；相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數和相互作用的一對滑動摩擦力做功的代數和不為零，且總為負值不為零，且總為負值，在一對滑動摩擦力做功的過程中，不僅有相互摩擦物體間機械能的轉移，還有機械能轉化為內能。轉化為內能的量等于系統機械能的減少，等于滑動摩擦力與相對路程的乘積。()摩擦生熱，是指滑動摩擦生熱，靜摩擦不會生熱。作用力與反作用力作用力與反作用力做功：可以同時做正功；可以同時做負功；可以一個做正功一個做負功；可以一個做正功一個不做功；也可以一個做負功一個不做功；3功能關系：功是能量轉化的量度，做功的過程就是能量轉化的過程(1)合外力做的功等于

5、物體動能的增量，即 W合=EK此即動能定理(2)重力做的功等于重力勢能增量的負值，即 WG=-EP(3)彈簧彈力做的功等于彈簧彈性勢能增量的負值，即 W談=-EP (4)電場力做功等于電勢能增量的負值，即 W電=-EP(5)分子力做功等于分子勢能增量的負值，即 W分=-EP(6)除系統內的重力和彈力外，其他力做功的代數和等于系統機械能的增量，即 W其他其他=E (7)由于滑動摩擦而產生的內能由于滑動摩擦而產生的內能 Q=fQ=f滑滑ss相對相對=E=E，式中，式中EE 為系統機械能的減少，為系統機械能的減少，s s相對相對是是相對路程。相對路程。(8)在電磁感應現象中，克服安培力做多少功就有多

6、少其他形式的能轉化為內能克服安培力做多少功就有多少其他形式的能轉化為內能(9)在核反應中釋放出的核能E=mc2，式中m 是質量虧損4能的轉化和守恒定律的具體表現形式機械能守恒定律：除重力外其他力不做功或做功總和為 0 時，系統的總機械能不變，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第一定律：外界對系統做的功 W 與系統從外界吸收的熱量 Q 之和等于系統內能的增量U，即 W+Q=U。在只有電場力做功的情況下，帶電體的電勢能和動能的總和保持不變。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電路，

7、另一部分輸出。在電磁感應現象中，外力克服安培力做多少功，就有多少其他形式的能轉化為電能；在純電阻電路中，電能又通過電流做功全部轉化為熱能。對于電動機：P出=UII2 R愛因斯坦光電效應方程：Ekm=hV- W，式中的 W 為逸出功，W=hv0，v0是金屬的極限頻率。5動量守恒與能量守恒綜合應用的模型：子彈打木塊、人船模型、爆炸、碰撞、反沖運子彈打木塊、人船模型、爆炸、碰撞、反沖運動、彈簧問題和多體問題動、彈簧問題和多體問題等。6其他守恒規(guī)律：電荷守恒、質量數守恒考題再現考題再現例題 1、下表是“惠康牌家用吸油煙機說明書中的技術參數表，用萬用表測量其一只電動機的線圈電阻為 r=90，若保險絲的熔

8、斷電流是保險絲允許流過的電流的 15 倍，則：(1)這種吸油煙機保險絲的熔斷電流不得低于多少安培?(2)計算這種吸油煙機的排風機械效率。 “惠康牌吸油煙機技術參數表額定電壓(兩電機、照明燈)AC 220V 50Hz額定輸入功率2185W抽排風量(兩電機同時工作)15m3min風壓(兩電機同時工作)300Pa照明燈 40W排煙管內徑150mm 例題 2、如圖所示，電動機通過其繞在轉軸上的絕緣細線牽引一根原來靜止的、長為L=lm、質量 m=0.1 kg 的金屬棒 ab，棒緊貼在豎直放置、不計電阻的金屬框架上，棒的電阻R=1，磁感應強度 B=lT 的勻強磁場垂直于框架所在平面，電源電動勢 E=8V、

9、內阻 r0=1給電動機供電，當電動機工作時，電路中電流表讀數恒為 1A，電動機內阻 r=1，不計一切摩擦，g=10m/s2，已知導體棒由靜止開始上升一段 h=3.8m 的距離便獲得穩(wěn)定速度 v，同時產生熱量 Q=2J，求： (1)導體棒獲得的穩(wěn)定速度 v 是多少? (2)導體棒從靜止到獲得穩(wěn)定速度經歷的時間 t 是多少?例題 3、(湖北省部分重點高中湖北省部分重點高中 2008 年年 3 月質檢月質檢) 2007 年 10 月 24 日，我國成功地發(fā)射了“嫦娥一號”探月衛(wèi)星，其軌道示意圖如圖所示.衛(wèi)星進入地球軌道后還需要對衛(wèi)星進行 10次點火控制。第一次點火，抬高近地點，將近地點抬高到約 60

10、0km，第二、三、四次點火，讓衛(wèi)星不斷變軌加速，經過三次累積，衛(wèi)星加速到 11.0km/s 的速度進入地月轉移軌道向月球飛去.后 6 次點火的主要作用是修正飛行方向和被月球捕獲時的緊急剎車,最終把衛(wèi)星送入離月面 200km 高的工作軌道(可視為勻速圓周運動).已知地球質量是月球質量的 81 倍,R月=1800km ,R地=6400km,衛(wèi)星質量 2350kg ,g 取 10m/s2 . （涉及開方可估算，結果保留一位有效數字）求：(1)衛(wèi)星在繞地球軌道運行時離地面 600km 時的加速度.(2)衛(wèi)星從離開地球軌道進入地月轉移軌道最終穩(wěn)定在離月球表面 200km 的工作軌道上外力對它做了多少功?

11、（忽略地球自轉及月球繞地球公轉的影響）例題 4、如圖所示，一擺球的質量為m，帶正電荷q，擺長為L，固定在O點，勻強電場方向水平向右，場強為E=mg/q,擺球平衡位置在點C，與豎直方向的夾角為，開始時讓擺球位于與點O處于同一水平位置的A點，且擺繩拉直，然后無初速度釋放擺球，求擺球在C點時的速度及此時擺繩對球拉力的大??？（結果用m、g、L表示）例題 5、（綿陽市高（綿陽市高 2008 級第二次診斷性考試）級第二次診斷性考試）如圖，在豎直圓的圓心口固定一負點電荷，A 點在圓心口的正上方，B 為圓周的最高點，C 是圓周上的一點，一根光滑絕緣細桿固定在 AC 位置。有兩個質量和電荷量都相同的帶正電小球

12、a、b ，先讓 a 穿在細桿上從 A 點靜止開始沿桿滑下，后讓 b 從 A 點靜止開始下落，豎直運動。下述說法正確的是 A.從 A 到 C , a 做勻加速運動B.從 A 到 C , a 的機械能守恒C.a 在 C 點的動能大于 b 在 B 點的動能D.a 從 A 到 C 電場力做的功大于 b 從 A 到 B 電場力做的功例題 6、（上海市十二所重點中學聯考）（上海市十二所重點中學聯考）如圖所示，R1為定值電阻，R2為最大阻值為 2R1的可變電阻。E 為電源電動勢，r 為電源內阻，大小為 rR1。當 R2的滑動臂 P 從 a 滑向 b 的過程中，下列說法正確的是 （ ）A當212RR 時，R2

13、上獲得最大功率B當12RR 時，R2上獲得最大功率C電壓表示數和電流表示數之比逐漸增大D電壓表示數和電流表示數之比保持不變例題 7、(2005(2005 全國大聯考全國大聯考) )如圖 415 所示，兩條互相平行的光滑金屬導軌位于水平面內，相距 L=0.5 m，在導軌的一端接有阻值 R=0.3 的電阻。一個質量 m=2kg 的金屬直桿垂直放在導軌上，金屬桿的電阻 r=0.2，其他電阻不計。當金屬桿以向右的初速度 v=4m/s進人一個與水平面垂直且磁感應強度 B=1T 的勻強磁場中時，受到一個恒定功率 P=18W 的外力作用，經 2s 金屬桿達到最大速度。試回答下列問題：(1)金屬桿達到的最大速

14、度是多少?(2)電阻 R 在 2s 這段時間內產生的熱量是多少?(3)當金屬桿的速度大小為 5m/s 時，金屬桿的加速度是多少？ OACEVAR1R2pabE，rk例題 8、（鄭州市（鄭州市 20082008 年第二次質量預測）年第二次質量預測）（16 分） 用圖示電路測定光電子的比荷（電子的電荷量與電子質量的比值e/m）。兩塊平行金屬板M、N相距為d ，其中N板受紫外線照射后，將發(fā)出沿不同方向運動的光電子，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。若逐漸增大極板間的反向電壓，可以發(fā)現電流逐漸減小，當電壓表讀數為U時，電流恰好為零。切斷開關，在MN之間加上垂直于紙面的勻

15、強磁場，逐漸增大磁感應強度，也能使電流表讀數為零。當磁感應強度為B時，電流為零。已知紫外線的頻率為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)縣重點學校高三畢業(yè)班聯考）年天津市十二區(qū)縣重點學校高三畢業(yè)班聯考）如圖所示，真空室內，在dx2d的空間中存在著沿+y方向的有界勻強電場，電場強度為E；在2dxd的空間中存在著垂直紙面向里的有界勻強磁場，磁場強度為B。在坐標原點處有一個處于靜止狀態(tài)的釷核，某時刻該原子核經歷一次衰變，沿+x方向射出一質量為m、電荷Th23090量為q的粒子；質量為M、電荷量為Q的反沖核(鐳核)進入左側的勻

16、強磁場區(qū)域，Ra反沖核恰好不從磁場的左邊界射出。如果衰變過程中釋放的核能全部轉化為粒子和反沖核的動能，光速為c，不計粒子的重力和粒子間相互作用的庫侖力。求：（1）寫出釷核衰變方程；（2）該核衰變過程中的質量虧損m；(3)粒子從電場右邊界射出時的軸坐標。yyo-d-2dd2dEB例題 10、質量相等的 A、B 兩球在光滑水平面上沿同一直線、同一方向運動，A 球的動量 PA=9kgm/s，B 球的動量 PB=3kgm/s，當 A 球追上 B 球時發(fā)生碰撞，則碰撞后 A、B兩球的動量可能值是APA=6kgms，PB=6kgmsBPA=8kgms，PB=4kgmsCPA=-2kgms，PB=14kgm

17、sDPA=-4kgms，PB=17kgms例題 11、（湖南重點中學（湖南重點中學 0606 聯考）聯考）圖中，輕彈簧的一端固定，另一端與滑塊 B 相連，B靜止在水平導軌上，彈簧處在原長狀態(tài)。另一質量與 B 相同滑塊 A，從導軌上的 P 點以某一初速度向 B 滑行，當 A 滑過距離時，與 B 相碰，碰撞時間極短，碰后 A、B 緊貼在一起運1l動，但互不粘連。已知最后 A 恰好返回出發(fā)點 P 并停止?；瑝K A 和 B 與導軌的滑動摩擦因數都為，運動過程中彈簧最大形變量為，求 A 從 P 出發(fā)時的初速度。2l0v 例題 12、（0303 上海）上海）為研究靜電除塵，有人設計了一個盒狀容器，容器側面

18、是絕緣的透明有機玻璃，它的上下底面是面積 A=0.04m2的金屬板，間距 L=0.05m，當連接到 U=2500V的高壓電源正負兩極時，能在兩金屬板間產生一個勻強電場，如圖所示，現把一定量均勻分布的煙塵顆粒密閉在容器內，每立方米有煙塵顆粒 1013個，假設這些顆粒都處于靜止狀態(tài)，每個顆粒帶電量為 q=+1.01017C，質量為 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）經過多長時間煙塵顆粒可以被全部吸附？（2）除塵過程中電場對煙塵顆粒共做了多少功？（3）經過多長時間容器中煙塵顆粒的總動能達到最大？實戰(zhàn)演練實戰(zhàn)演練1（湖北重點中學

19、（湖北重點中學 06 聯考）聯考）如圖所示，質量為 m 的物體 A 靜止于傾角為 的斜面體 B上，斜面體 B 的質量為 M,現對該斜面體施加一個水平向左的推力 F，使物體隨斜面體一起沿水平方向向左勻速運動的位移為 s，則在此運動過程中斜面體 B 對物體 A 所做的功為： ( )A. B.MgscotmMFsmC.0 D.mgssin2212（鄭州第一次質量預測）（鄭州第一次質量預測）一物體懸掛在細繩下端，由靜止開始沿豎直方向向下運動，運動過程中，物體的機械能與位移的關系圖象如圖所示，其中 0s1，過程的圖線為曲線，s1s2過程的圖線為直線.根據該圖象，下列判斷正確的是 ( )A.0s1過程中物

20、體所受拉力一定是變力，且不斷減小B.s1s2過程中物體可能在做勻速直線運動C.s1s2過程中物體可能在做變加速直線運動D.0s2過程中物體的動能可能在不斷增大3（泰州市（泰州市 0606 期初調研）期初調研）關于一對作用力與反作用力在作用過程中的總功 W 和總沖量 I ，下列說法中正確的是 ( )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（黃岡重點中學（黃岡重點中學 0808 三月聯考）三月聯考）在正點電荷形成的電場中,M、N 是同一電場線上的兩點，且.現將一個 a 粒子和一個質子都從 M 點靜止釋放，在電

21、場力作用下運動到MNN 點,則在 N 點的 ( )A. a 粒子的動能和動量都比質子小 Ba 粒子的動能比質子大，動量比質子小Ca 粒子的動能比質子小，動量比質子小 Da 粒子的動能和動量都比質子大AFB5（樂山市高（樂山市高 2008 級第二次診斷性考試）級第二次診斷性考試）如圖甲所示，一質量為 m 的滑塊以初速度 v0自固定于地面的斜面底端 A 開始沖上斜面，到達某一高度后返回 A，斜面與滑塊之間有摩擦，圖乙中分別表示它在斜面上運動的速度 V、加速度 a、勢能 EP和機械能 E 隨時間的變化圖線，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；不計溫度對電阻的影響，若把兩電阻串聯后接在該電池兩端，它們消耗的總功率為 P1，；若把它們并聯起來連該電池相連，兩電阻消耗的總功率為 P2，設電池的內電阻為 r，則下列關系式正確的是 ( )A BP1P2 CP1=P2 DP1P，P2P12rR R7（濟寧市（濟寧市 08 屆三月質檢）屆三月質檢）“嫦娥一號”第一次近月制動后被月球捕獲，成為一顆月球衛(wèi)星；第二次制動后，周期變?yōu)?3.5 小時。假設其軌道可近似看作是以月球為中心的圓。第二次制動后，“嫦娥一號”到月心的距離從 r1慢慢變到 r2，用 Ek1、Ek2分別表示它在這

23、兩個軌道上的動能，則( )Ar1r2 Ek1r2 Ek1Ek2 Cr1Ek2 Dr1r2 Ek1Ek2 8（江蘇省（江蘇省 2008 年百校樣本分析考試）年百校樣本分析考試）如右圖所示，一塊長木板 B 放在光滑的水平面上，再在 B 上放一物體 A，現以恒定的外力拉 B， A、發(fā)生相對滑動，A、B 都向前移動一段距離在此過程中( )A外力 F 做的功等于 A 和 B 動能的增量BB 對 A 的摩擦力所做的功等于 A 的動能增量CA 對 B 的摩擦力所做的功等于 B 對 A 的摩擦力所做的功D外力 F 對 B 做的功等于 B 的動能的增量與 B 克服摩擦力所做的功之和9（宜昌市（宜昌市 20082

24、008 屆高三年級第二次調研）屆高三年級第二次調研）2008 年是中國的奧運年，跳板跳水是中國優(yōu)勢項目“3m 跳板跳水”其運動過程可簡化為：運動員走上跳板，跳板被壓縮到最低點 C ，跳板又將運動員豎直向上彈到最高點 A ，然后運動員做自由落體運動，豎直落入水中將運動員視為質點已知運動員質量為 m，重力加速度為 g取跳板的水平點為 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 ）運動員入水前速度大?。? 2 ）跳板被壓縮到最低點 C 時具有的彈性勢能（假設從 C 到 B 的過程中，運動員獲得的機械能為跳板最大彈性勢能的 k 倍，k1 )10（啟東市

25、啟東市 20082008 屆屆高三第一次調研高三第一次調研）如圖所示，光滑水平面上放置質量均為 M=2kg 的甲、乙兩輛小車，兩車之間通過一感應開關相連（當滑塊滑過感應開關時，兩車自動分離），甲車上表面光滑，乙車上表面與滑塊 P 之間的動摩擦因數 =0.5一根通過細線拴著且被壓縮的輕質彈簧固定在甲車的左端，質量為 m=1kg 的滑塊 P(可視為質點)與彈簧的右端接觸但不相連，此時彈簧的彈性勢能 E0=10J，彈簧原長小于甲車長度，整個系統處于靜止狀態(tài)現剪斷細線，求：滑塊 P 滑上乙車前的瞬時速度的大??；滑塊 P 滑上乙車后最終未滑離乙車，滑塊 P 在乙車上滑行的距離（取 g=10m/s2）11

26、（漣源市（漣源市 0606 年第一次檢測）年第一次檢測）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。質量為 M 的小木塊靜止在 O 點，一質量為 m (m = M/9) 的子彈以某一初速度水平向右射入小木塊內不穿出，木塊恰好滑到圓弧的最高點 C 處（子彈、小木塊均可看成質點）。求： 子彈射入木塊之前的速度 Vo多大？ 若每當小木塊在 O 點時，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，則當第 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？ 若當第n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（湖北重點高中（湖北重點高中 4 月聯考）月聯考）如圖所示，水平傳送帶 AB 足夠長，質量為 M1kg 的木塊隨傳送帶一起以 v12m/s 的速度向左勻速運動（傳送帶的速度恒定），木塊與傳送帶的摩擦因數，當木塊運動到最左端 A 點時，一顆質量為 m20g 的子彈，以 05 .v0300m/s 的水平向右的速度，正對射入木塊并穿出，穿出速度 v50m/s，設子彈射穿木塊的時間極短，（g 取甲乙P10m/s2）求：（1）木塊遭射擊后遠離 A 的最大距離；（2）木塊遭擊后在傳送帶上向左運動所經歷的時間。13（7 7、8 8 班選作）（上海市部分重點中學班選作）（上海市部分重點中學 08

28、08 第二次聯考）第二次聯考）光滑的長軌道形狀如圖所示，底部為半圓型，半徑 R，固定在豎直平面內。AB 兩質量相同的小環(huán)用長為 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)離開底部 2R。不考慮輕桿和軌道的接觸，即忽略系統機械能的損失，求：1）AB 兩環(huán)都未進入半圓型底部前，桿上的作用力2）A 環(huán)到達最低點時，兩球速度大小3）若將桿換成長，A 環(huán)仍從離開底部 2R 處靜止釋放，求R22經過半圓型底部再次上升后離開底部的最大高度14（7 7、8 8 班選作）班選作）(湖北省部分重點高中湖北省部分重點高中 2008 年年 3 月質檢月質檢)在絕緣水平面上放置一質量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 處放置一個不帶電的滑塊 B，質量為 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電場，電場強度為 E=4.0105N/C，A 由靜止開始向左滑動并與 B 發(fā)生碰撞，設碰撞的過程極短，碰撞后兩滑塊結合在一起共同運動并與墻壁相碰撞，在與墻壁發(fā)生碰撞時沒有機械能損失，兩滑塊始終沒有分開，兩滑塊的體積大小可以忽略不計.已知 A、B

30、 與地面的動摩擦因數均為 =0.5。試通過計算，在坐標圖中作出滑塊 A 從開始運動到最后靜止的速度時間圖象（取 g=10m/s2）專題三專題三 功和能及其轉化關系（答案）功和能及其轉化關系（答案）例題例題 1 1、解析 (1)電動機是非純電阻電路，正常工作時電流遠小于啟動電流；啟動時電流：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)電動機的輸入功率 P人=(EIr0)I=7W電機輸出功率 P出=P入一 I2r=6W。 設繩中拉力為

31、T，由能的轉化和守恒定律，222B L vTv=mgv+R 而 Tv=P出=6W 解得 V=2ms (舍去- 3ms)(2)因電機對導體棒做功的功率 P出恒定，故電動機通過繩子對導體棒做功就可用 W=Pt 計算： 由動能定理： 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）由動能定理,對衛(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 方向做勻加速直線運動，設運動到 B 點的速度大小為vB,則由 (B 點在 O 點正下方向)解得 20212.BmvLFgLvB2到 B 點后，繩繃緊，擺球沿繩方向上的動量損失，只獲得水平方向的速度gLvvBB245cos0/設擺球擺到 C 點的速度為vC,這里 =450，則：, 2/2002121)45cos1 (BcmvmvLF設擺球在 C 點繩對擺球的拉力為 T，則,解

33、gLvC22LvmFTc20mgT23評析：求解物理問題的關鍵是能正確地選取“研究對象、物理過程和物理規(guī)律”。在選取研究對象和物理過程時，可以對多個對象進行整體思維和對多個過程進行整體思維。但在對多個物理過程進行整體思維時，很容易忽視某些瞬時過程中機械能的瞬時損失。所以進行整體思維也必須以弄清過程為前提。例 4 是“繩端球”問題，由于繩只能產生拉力而不能產生支持力，所以球先做直線運動，然后做圓周運動。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，另有導線和電鍵，電池是把化學能轉化為電能的裝置；用電器是通過電流做功半電能轉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，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：電磁感應的實質是其他形式的能與電能的轉化過程，是獲得電能的重要根據，通常所用的發(fā)電機就是利用電磁感應原理將機械能轉化為電能的裝置，如果接通外電路

35、，在由機械能轉化為電能的同時，回路又將電源產生的電能通過電流做功轉化為內能和對外界做功。例題例題 8 8、（1）設光電子的最大初速度為 v ，閉合開關 S ，當光電流恰好為零時，說明具有最大初速度的光電子到達 M 板速度恰好減為零，由動能定理得（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 S，光電流為零時，說明具有最大初速度的光電子圓周運動半徑為（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：啟示：是愛因斯坦應用光子的概念及光子與物質相互作用時的能量守恒建立的21

36、mVhvW2一個方程，其物理意義是金屬表面附近的自由電子吸收一個光子的能量，此能量的一部分用于電子脫離金屬表面時脫離束縛而做功(逸出功)，另一部分轉化為光電子的最大初動能，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能，該方程很好地解釋了光電效應現象，體現了光具有波粒二象性的本質。例題例題 9 9、（1）釷核衰變方程為： 3 分230422690288ThHeRa（2）根據動量守恒定律有： 2 分120mVMV反沖核進入磁場中的偏轉半徑，由幾何知識有： 2 分Rd由洛侖茲力充當向心力，由牛頓定律有： 2 分222VBQVMR由愛因斯坦質能方程有： 2 分2Em

37、c 由能量關系有： 2 分22121122EmVMV解得： 2 分2222()2mM B Q dmMmc(3) 粒子在電場中的運動時間為： 2 分1dtV 粒子在電場中運動的加速度為： 2 分 qEam粒子在電場中運動的沿軸方向的位移為：2 分 解得：2 分y212yat222mqEyB Q啟示：原子核能的計算的理論根據是愛因斯坦質能方程，即 E=mc2，由它推出的質量虧損m 與能量變化 E 之間的關系是 E=mc2，利用愛因斯坦質能方程計算時，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 的單位是用原子質量單位“u”表示

38、的，可以直接用 1u=931.5Mev 來計算。例題例題 10、解析 由碰撞前后兩球總動量守恒，即 PA +PB=PA+PB，可排除 D；由碰撞后兩球總動能不可能增加，即，可排除 C；由碰撞后一球不可能穿越另一mPmPmPmPBABA22222 2 22球，可進而排除 B；所以，四個選項中只有 A 是可能的。mpmPBA經驗小結：動量是守恒的。 系統碰后的總動能不可能大于系統碰前的總動能。 碰后兩物體若同向運動，則后面物體的運動速度不可能大于前面物體的運動速度。 碰撞以后，兩物體不可能相互“穿越。例題例題 11、令 A、B 質量皆為 m，A 剛接觸 B 時速度為 v1（碰前），由功能關系，有

39、121202121mglmvmv A、B 碰撞過程中動量守恒，令碰后 A、B 共同運動的速度為 v2，有 mv1=2mv2 碰后 A、B 先一起向左運動，接著 A、B 一起被彈回，在彈簧恢復到原長時，設 A、B 的共同速度為 v3，在這過程中，彈簧勢能始末兩態(tài)都為零，利用功能關系，有)2()2()2(21)2(2122322lgmvmvm 此后 A、B 開始分離，A 單獨向右滑到 P 點停下，由功能關系有 12321mglmv 由以上各式，解得 )1610(210llgv 例題例題 12、解析：（1）當最靠近上表面的煙塵顆粒被吸附到下板時，煙塵就被全部吸附,煙塵顆粒受到的電場力 F=qU/L

40、mLqUtatL22122)(02. 02sLqUmt （2）=2.5104（J） NALqUW21 （3）設煙塵顆粒下落距離為x )()(212xLNAxLqUxLNAmvEk 當時 EK達最大， 2Lx 2121atx )(014. 021sLqUmaxt點評點評 本題立意新穎，對學生審題、思維能力要求較高，要求學生能靈活地將所學知識應用到實際問題中，社會的發(fā)展需要具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才，而作為社會培養(yǎng)人才的高校，要選拔具有創(chuàng)新意識的人才去進一步深造，因此中學教育必須培養(yǎng)這方面的人才，在學習過程中，要通過解決一些這樣的問題培養(yǎng)自己的能力。實戰(zhàn)演練實戰(zhàn)演練1 12 23 34 45 5

41、6 67 78 8C CBDBDB BD DC CACDACDB BBDBD910設滑塊 P 滑上乙車前的速度為 v，對整體應用動量守恒和能量關系有：mv2MV = 0 （3 分） E0=mv2/2+2MV2/2 （3 分） 解之得 v = 4m/s V=1m/s （1 分） 設滑塊 P 和小車乙達到的共同速度 v，對滑塊 P 和小車乙有：mvMV = (mM)v （3 分） （3 分）222111()222mgLmvMVMm v代入數據解得： 5m3L 11 設第一顆子彈射入木塊后兩者的共同速度為 V1，由動量守恒 mV0 = (m + M)V1 3 分木塊由 O 上滑到 C 的過程，機械能守恒(m + M)gR = (m + M)V12/2 3 分聯立解得： V0 = 10 2 分gR2 當木塊返回 O 點時的動量與第 2 顆子彈射入木塊前的動量等大反向，子彈和木塊組成的系統總動量等于零。射入子彈的顆數 n=2、4、6、8時，都是如此，由動量守恒定律可知，子彈打入后系統的速度為零，木塊靜止，上升高度 h=0 4