高考化學(xué)二輪增分策略 26題專練 有機(jī)物的綜合應(yīng)用課件 (23)

1、第第1講功功率與動能定理講功功率與動能定理專題二能量和動量內(nèi)容索引內(nèi)容索引考點一功和能基本概念及規(guī)律辨析考點一功和能基本概念及規(guī)律辨析考點二功率的分析與計算考點二功率的分析與計算考點三動能定理的應(yīng)用考點三動能定理的應(yīng)用考點四動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用考點四動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用功和能基本概念及規(guī)律辨析功和能基本概念及規(guī)律辨析考點一1.功的正負(fù)功的正負(fù)：由WFlcos ，90，力對物體做負(fù)功.2.恒力做功的計算方法恒力做功的計算方法1 基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理3.變力做功：變力做功：變力做功的求解要注意問題的正確轉(zhuǎn)化，如將變力轉(zhuǎn)化為恒力，利用Fl圖象曲線下的面積求功，利用WPt計算，也可應(yīng)用

2、動能定理或功能關(guān)系等方法求解.4.總功的計算總功的計算(1)先求物體所受的合外力，再求合外力做的功；(2)先求每個力做的功，再求各功的代數(shù)和.5.機(jī)械能機(jī)械能(1)機(jī)械能包括動能、重力勢能和彈性勢能；(2)重力勢能：重力做正功，重力勢能就減小，重力做負(fù)功，重力勢能就增加，即WGEp；(3)彈性勢能：彈力做正功，彈性勢能就減小，彈力做負(fù)功，彈力勢能就增加，伸長量與縮短量相等時，彈性勢能相同.1.正、負(fù)功的判斷正、負(fù)功的判斷(2018溫州市期中)載人飛行包是一個單人低空飛行裝置，如圖1所示，其發(fā)動機(jī)使用汽油作為燃料提供動力，可以垂直起降，也可以快速前進(jìn)，若飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過程中(空

3、氣阻力不可忽略)，下列說法正確的是A.發(fā)動機(jī)對飛行包(包括人)做正功B.飛行包(包括人)的重力做負(fù)功C.空氣阻力對飛行包(包括人)做負(fù)功D.飛行包(包括人)的合力做負(fù)功2 基本題目訓(xùn)練基本題目訓(xùn)練圖1解析解析飛行包(包括人)在豎直勻速降落的過程中，發(fā)動機(jī)的動力向上，則發(fā)動機(jī)對飛行包(包括人)做負(fù)功，故A錯誤.高度下降，飛行包(包括人)的重力做正功，故B錯誤.空氣阻力豎直向上，與位移方向相反，則空氣阻力對飛行包(包括人)做負(fù)功，故C正確.飛行包勻速運(yùn)動，合力為零，則飛行包的合力不做功，故D錯誤.2.做功的分析做功的分析如圖2所示，坐在雪橇上的人與雪橇的總質(zhì)量為m，在與水平面成角的恒定拉力F作用下

4、，沿水平地面向右移動了一段距離l.已知雪橇與地面間的動摩擦因數(shù)為，雪橇受到的A.支持力做功為mglB.重力做功為mglC.拉力做功為Flcos D.滑動摩擦力做功為mgl圖2解析解析對坐在雪橇上的人與雪橇整體進(jìn)行受力分析，可知雪橇受到的支持力FNmgFsin ，滑動摩擦力FfFN(mgFsin )，由功的定義式可知，支持力做的功為零，重力做的功也為零，選項A、B錯誤；滑動摩擦力做功WfFfll(mgFsin )，選項D錯誤；拉力做功為Flcos ，選項C正確.3.重力勢能重力勢能(2018浙江4月選考13)如圖3所示，一根繩的兩端分別固定在兩座猴山上的A、B處，A、B兩點水平距離為16 m，豎

5、直距離為2 m，A、B間繩長為20 m.質(zhì)量為10 kg的猴子抓住套在繩上的滑環(huán)從A處滑到B處.以A點所在水平面為參考平面，猴子在滑行過程中重力勢能最小值約為(繩處于拉直狀態(tài))A.1.2103 J B.7.5102 JC.6.0102 J D.2.0102 J圖3解析解析重力勢能最小的點為最低點，結(jié)合“同繩同力”可知，在最低點時，兩側(cè)繩子與水平方向夾角相同，記為，設(shè)右邊繩子長為a，則左邊繩長為20a.由幾何關(guān)系得：20cos 16；asin (20a)sin 2猴子的重心比繩子最低點大約低0.5 m，所以在最低點的重力勢能約為750 J，故選B.4.機(jī)械能守恒機(jī)械能守恒(2018紹興市選考診斷

6、)“神舟十一號”飛船在發(fā)射至返回的過程中，哪個階段中返回艙的機(jī)械能是守恒的A.飛船加速升空階段B.飛船在橢圓軌道上繞地球運(yùn)行的階段C.返回艙與軌道艙分離，進(jìn)入大氣層后加速下降D.返回艙在大氣層運(yùn)動一段時間后，打開降落傘，減速下降功率的分析與計算功率的分析與計算考點二1.首先要明確所求功率是平均功率還是瞬時功率.2.平均功率與一段時間(或過程)相對應(yīng)，計算時應(yīng)明確是哪個力在哪段時間(或過程)內(nèi)做功的平均功率.(1)可用P .(2)可用PFvcos ，其中v為物體運(yùn)動的平均速度.3.計算瞬時功率時應(yīng)明確是哪個力在哪個時刻(或狀態(tài))的功率.求解瞬時功率時，如果F和v不同向，可用力F乘以沿F方向的分速

7、度，或用速度v乘以沿速度方向的分力求解.(1)公式PFvcos ，其中v為某時刻的瞬時速度.(2)PFvF，其中vF為物體的速度v在力F方向上的分速度.(3)PFvv，其中Fv為物體受到的外力F在速度v方向上的分力.例例1(2017浙江11月選考13)如圖4所示是具有登高平臺的消防車，具有一定質(zhì)量的伸縮臂能夠在5 min內(nèi)使承載4人的登高平臺(人連同平臺的總質(zhì)量為400 kg)上升60 m到達(dá)滅火位置.此后，在登高平臺上的消防員用水炮滅火，已知水炮的出水量為3 m3/min，水離開炮口時的速率為20 m/s，則用于A.水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為1104 WB.水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為41

8、04 WC.水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率約為2.4106 WD.伸縮臂抬升登高平臺的發(fā)動機(jī)輸出功率約為800 W解析解析若不計伸縮臂的質(zhì)量，抬升登高平臺的發(fā)動機(jī)輸出功率但伸縮臂具有一定質(zhì)量，發(fā)動機(jī)輸出功率應(yīng)大于800 W，故選項D錯誤；噴出去水的重力勢能為Epmgh501060 J3104 J，所以1 s內(nèi)水增加的能量為4104 J，所以水炮工作的發(fā)動機(jī)輸出功率為4104 W，選項B正確，A、C錯誤.5.(2018金、麗、衢十二校聯(lián)考)跳繩是麗水市高中畢業(yè)生體育測試的項目之一，如圖5所示，高三的小李同學(xué)在某次測驗過程中，一分鐘跳180次，每次跳躍，腳與地面的接觸時間為跳躍一次所需時間的，g取10

9、m/s2，則他克服重力做功的平均功率約為A.20 W B.35 W C.75 W D.120 W拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練他跳離地面向上做豎直上拋運(yùn)動，故C正確，A、B、D錯誤.解析解析物塊受到的阻力與速度成正比，根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)kvma，所以物塊做加速度減小的加速運(yùn)動，又因拉力功率PFv，F(xiàn)為恒力，所以功率隨時間變化的規(guī)律和速度v隨時間的變化規(guī)律一致，故C正確，A、B、D錯誤.6.一物塊放在水平面上，在水平恒力F的作用下從靜止開始運(yùn)動，物塊受到的阻力與速度成正比，則關(guān)于拉力F的功率隨時間變化的圖象正確的是7.(2018臺州市高三期末)如圖6所示，中國版“野?！奔壷匦蜌鈮|船，自重達(dá)540噸，裝有額定

10、輸出功率為8 700 kW的大功率燃汽輪機(jī)，最高時速為108 km/h.假設(shè)氣墊船航行過程中所受的阻力Ff與速度v成正比，即Ffkv.則下列說法正確的是A.該氣墊船的最大牽引力為2.9105 NB.從題中給出的數(shù)據(jù)，無法計算k值C.在輸出額定功率下以最高時速航行時，氣墊 船所受的阻力為2.9105 ND.以最高時速一半的速度勻速航行時，氣墊船 發(fā)動機(jī)的輸出功率為4 350 kW解析解析在額定輸出功率下以最高時速航行時，vm108 km/h30 m/s，解得F1.45105 N，則PFv1.4510515 W2 175 kW，故D錯誤.此時勻速運(yùn)動，則FfF2.9105 N，若以恒定牽引力啟動時

11、，開始的牽引力大于勻速運(yùn)動的牽引力，所以最大牽引力大于2.9105 N，故A錯誤，C正確；動能定理的應(yīng)用動能定理的應(yīng)用考點三1.解題步驟解題步驟2.注意事項注意事項(1)動能定理往往用于單個物體的運(yùn)動過程，由于不涉及加速度及時間，比動力學(xué)研究方法要簡便.(2)動能定理表達(dá)式是一個標(biāo)量式，不能在某個方向上應(yīng)用動能定理.(3)應(yīng)用動能定理時，必須明確各力做功的正、負(fù).當(dāng)一個力做負(fù)功時，可設(shè)物體克服該力做功為W，將該力做功表示為W，也可以直接用字母W表示該力做功，使其字母本身含有負(fù)號.例例2如圖7所示，傾角為37的斜面固定在水平地面上，勁度系數(shù)為k40 N/m的輕彈簧的軸線與斜面平行，彈簧下端固定在

12、斜面底端的擋板上，彈簧與斜面間無摩擦.一個質(zhì)量為m5 kg的小滑塊從斜面上的P點由靜止滑下，小滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5，P點與彈簧自由端Q點間的距離為L1 m.已知整個過程彈簧始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈性勢能Ep與其形變量x的關(guān)系為Ep kx2，sin 370.6, cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2.求：圖7(1)小滑塊從P點下滑到Q點時所經(jīng)歷的時間t；答案答案1 s解析解析由牛頓第二定律可知，小滑塊沿斜面下滑的加速度agsin gcos 2 m/s2(2)小滑塊運(yùn)動過程中達(dá)到的最大速度vm的大??；解析解析設(shè)彈簧被壓縮x0時小滑塊達(dá)到最大速度vm，此時小滑塊加速度為零，

13、根據(jù)平衡條件有mgsin mgcos kx0對小滑塊由靜止滑下到達(dá)到最大速度的過程，由動能定理有(3)小滑塊運(yùn)動到最低點的過程中，彈簧的最大彈性勢能.解析解析設(shè)小滑塊運(yùn)動至最低點時，彈簧的壓縮量為x1，由動能定理有mgsin (Lx1)mgcos (Lx1)Epm0答案答案20 J解得Epm20 J.8.如圖8甲所示，質(zhì)量m1 kg的物體靜止在光滑的水平面上，t0時刻，物體受到一力F的作用，t1 s時，撤去力F，某拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練圖8時刻物體滑上傾角為37的粗糙斜面.已知物體從開始運(yùn)動到滑上斜面最高點的vt圖象如圖乙所示，不計其他阻力，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2

14、.求：(1)力F做的功；答案答案72 J解析解析物體1 s末的速度v112 m/s，根據(jù)動能定理得：WF mv1272 J.(2)物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率.答案答案36 W解析解析物體在12 s內(nèi)沿水平面做勻速直線運(yùn)動，物體在23 s內(nèi)沿斜面向上做減速運(yùn)動.物體到達(dá)斜面底端的速度v212 m/s，到達(dá)斜面最高點的速度為零，根據(jù)動能定理得：9.如圖9所示為一滑梯的實物圖，滑梯的斜面段長度L5.0 m，高度h3.0 m，為保證小朋友的安全，在水平面鋪設(shè)安全地墊.水平段與斜面段平滑連接，小朋友在連接處速度大小不變.某小朋友從滑梯頂端由靜止開始滑下，經(jīng)斜面底端后水平滑行一

15、段距離，停在水平地墊上.已知小朋友質(zhì)量為m20 kg，小朋友在斜面上受到的平均阻力Ff188 N，在水平段受到的平均阻力Ff2100 N.不計空氣阻力，取重力加速度g10 m/s2.求：(1)小朋友在斜面滑下的過程中克服摩擦力做的功；答案答案440 J解析解析小朋友在斜面滑下的過程中克服摩擦力做的功為：Wf1Ff1L885 J440 J(2)小朋友滑到斜面底端時的速度v的大??；答案答案4 m/s解析解析小朋友在斜面上運(yùn)動，由動能定理得mghWf1 mv2代入數(shù)據(jù)解得：v4 m/s(3)為使小朋友不滑出水平地墊，地墊的長度x至少多長.答案答案1.6 m解析解析小朋友在水平地墊上運(yùn)動的過程，由動能

16、定理得：Ff2x0 mv2解得：x1.6 m動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用動力學(xué)和能量觀點的綜合應(yīng)用考點四1.動力學(xué)觀點：動力學(xué)觀點：牛頓運(yùn)動定律、運(yùn)動學(xué)基本規(guī)律.2.能量觀點：能量觀點：動能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律.3.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵(1)抓住物理情景中出現(xiàn)的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程，將物理過程分解成幾個簡單的子過程.(2)兩個相鄰過程連接點的速度是聯(lián)系兩過程的紐帶，也是解題的關(guān)鍵.例例3(2017臺州市選考模擬)如圖10所示，質(zhì)量為m0.1 kg的可視為質(zhì)點的小球從靜止開始沿半徑為R140 cm的 圓弧軌道AB由A點滑到B點后，進(jìn)入與AB平滑連接的 圓弧管道BC.管道出口處為C，圓弧管道

17、半徑為R220 cm，在緊靠出口C處，有一半徑為R38.4 cm、水平放置且繞其水平軸線勻速旋轉(zhuǎn)的圓筒(不計筒皮厚度)，筒上開有小孔D，筒旋轉(zhuǎn)時，小孔D恰好能經(jīng)過出口C處，小球射出C出口時，恰好能接著穿過D孔進(jìn)入圓筒，并越過軸線再從D孔向上穿出圓筒，到最高點后返回又能向下穿過D孔進(jìn)入圓筒，不計摩擦和空氣阻力，g取10 m/s2.問：圖10(1)小球到達(dá)B點的瞬間前、后對軌道的壓力分別為多大？答案答案3 N5 N解得FNB3 N解得FNB5 N由牛頓第三定律得，小球到達(dá)B點瞬間前、后對軌道的壓力分別為3 N和5 N.(2)小球穿出圓筒小孔D時的速度多大？答案答案0.8 m/s解析解析從A到穿出D

18、過程中，由機(jī)械能守恒可得：解得：vD0.8 m/s(3)圓筒轉(zhuǎn)動的最大周期T為多少？答案答案0.08 s解得：vC2 m/s穿越圓筒過程中：vCvDg(nT0.5T)從圓筒穿出到又進(jìn)入圓筒過程中：2vDgnT得到關(guān)系式：3n4n2要使周期最大，n和n必須同時取正整數(shù)且n最小取n1，得T0.08 s.0.10 kg的小物塊P從斜面上端A點無初速度下滑，物塊P與斜面BC部分之間的動摩擦因數(shù)0.75.取sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g10 m/s2，忽略空氣阻力.求：(1)物塊第一次通過C點時的速度大小vC；10.如圖11所示，斜面ABC下端與光滑的圓弧軌道CDE相切于C，整個裝置豎直固定，D是最低點，圓心角DOC37，E、B與圓心O等高，圓弧軌道半徑R0.30 m，斜面長L1.90 m，AB部分光滑，BC部分粗糙.現(xiàn)有一個質(zhì)量m拓展訓(xùn)練拓展訓(xùn)練解析解析根據(jù)幾何關(guān)系得，斜面BC部分的長度為：l0.40 m設(shè)物塊第一次通過B點時的速度為vB，根據(jù)動能定理有：物塊在BC部分滑動時受到的摩擦力大小為：Ffmgcos 370.60 N在BC部分下滑過程中受到的合力為：Fmgsin 37Ff0(2)物塊第一次通過D點時受到軌道的支持力大小FD；解析解析設(shè)物塊第一次通過D點時的速度為vD，則由動能定理有：答案答案7.4 N代入數(shù)據(jù)得：FD7.