高考知识点巡查专题功和能.docx

专题七功和能
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本部分常见的失分点有：
1.正负功的处理、做功情况的判定不准确.
2.不能正确区分瞬时功率和平均功率.
3.不能正确运用功能关系求功.
造成失误的根源在于：①不能从根本上理解功、功的正负、功率等基本概念；②没有真正理解“功是能量转化的量度”这句话的含义，不能建立各种能量变化与相应做功过程间的联系；③不理解定理、定律的适用条件，不能准确地选择研究对象和研究过程，没有一个分析确定状态参量的基本思路.
排雷示例
例1.（1998年上海）
人的心脏每跳一次大约输送8×10－5m3的血液，正常人血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值为1.5×10４Pa，心跳约每分钟70次.据此估测心脏工作的平均功率约为_________Ｗ.
图7—1

雷区探测
这道题从生物（医学）材料（背景）入手，主要考查学生综合运用物理学中功和功率的基本概念，建立简单的物理模型以解决实际问题的基本能力.
雷区诊断
“血压”是血液流动时对血管壁产生的压强，正常人的血压总维持到一定范围之内.通过测量血压就可以从一个侧面判断人的健康状况.心脏就像一台不知疲倦的“血泵”，维持血液在血管中不断地流动.
本题给出了三个物理量：心脏每跳一次泵出血液的体积ΔV,心脏输送血液压强的平均值P，每分钟心跳的次数N，利用这三个量求心脏做功的平均功率，可以将心脏输出血液与气筒等压打气相类比（建立模型）如上图所示.再利用功、功率的公式分析求解.
正确解答
由功的公式，人的心脏每跳动一次所做的功为W0=F·ΔL=pSΔL=p·ΔV=1.2J,所以心脏的平均功率为
p===W=1.4W
例2.（1999年广东）
物体在恒定的合力F作用下做直线运动，在时间Δt1内速度由0增大到v,在时间Δt2内速度由v增大到2v.设F在Δt1内做的功是W1，冲量是I1；在Δt2内做的功是W2，冲量是I2，那么
A.I1＜I2,W1=W2
B.I1＜I2，W1＜W2
C.I1=I2，W1=W2
D.I1=I2，W1＜W2
雷区探测
本题研究在恒力F作用下物体的匀加速直线运动.考查了对冲量、功、动能、动量及动量定理和动能定理的理解.
雷区诊断
物体在恒力作用下做匀加速直线运动.
从冲量和功的定义上看，冲量是力和时间的乘积，即I=F·t，而功等于力与物体在力的方向上位移的乘积.即W=Fs.因此，可比较Δt1和Δt2的关系，及在这两段时间内物体位移的关系.物体的速度由0增至v和由v增至2v所用的时间是相等的即Δt1=Δt2，而位移s取决于平均速度大小，很明显在Δt2时间内物体的平均速度更大，即在这段时间内物体发生的位移更大.由以上可知I1=I2,W1＜W2.
如从两定理上去分析则更简单一些，
由动量定理I1=mv-0=mvI2=m·2v-mv=mv
由动能定理W1=mv2-0=mv2
W2=m(2v)2-mv2=mv2
由以上看出：I1=I2，W1＜W2
正确解答D
例3.（1999年广东）
如图7—2所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角θ＝30°，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮.一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连结，A的质量为4m，B的质量为m.开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升.物块A与斜面间无摩擦.设当A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了.求物块B上升的最大高度H.

图7—2

雷区探测
本题考查物理过程分析，建立正确的物理情境，应用机械能守恒定律解题的基本思路.在解题要求明确研究对象、准确确定状态及状态变化.
雷区诊断
释放A、B后，A沿斜面下滑，B上升，二者均做匀变速直线运动，绳断后，B做竖直上抛运动.研究二者的运动过程可用牛顿定律与运动学公式，这属于联结体问题.但考虑到，A、B组成的系统除重力外，无其他外力做功，故可用机械能守恒定律处理.
本题所设置的物理过程可分为两个子过程处理，第一阶段，A沿斜面下滑s，B竖直上升s，此过程AB系统重力势能减少而系统动能增加，机械能守恒.第二阶段即绳断以后，B做竖直上抛运动，其动能的减少量等于其重力势能的增加量，当B动能为零时，上升至最大高度.
正确解答设物块A沿斜面下滑s距离时的速度为v，由机械能守恒得：
４mgssinθ－mgs＝×5mv2
其中θ＝30°，细线突然断的瞬间，物块B垂直上升的速度为v，此后B做竖直上抛运动.
设继续上升的距离为h，由机械能守恒得：mgh＝mv2
物块B上升的最大高度
H＝s＋h
由以上各式可解得H＝1.2s.
例4.（2001年全国）
一个圆柱形的竖直的井里存有一定量的水，井的侧面和底部是密闭的.在井中固定地插着一根两端开口的薄壁圆管，管和井共轴，管下端末触及井底.在圆管内有一不漏气的活塞，它可沿圆管上下滑动.开始时，管内外液面相齐，且活塞恰好接触水面，如图7—3所示