第五章 第1讲 功 功率3 [体系构建] [考纲点击] 1.功和功率 (Ⅱ) 2.动能和动能定理 (Ⅱ) 3.重力做功与重力势能 (Ⅱ) 4.功能关系、机械能守恒定律及其应用 (Ⅱ) 实验五：探究动能定理 实验六：验证机械能守恒定律 [复习指导] 1.准确掌握功、功率、动能、势能、机械能等重要概念及相关物理量的判断和计算。 2.理解动能定理的含义，并能熟练应用动能定理解决问题。 3.理解机械能守恒的条件，掌握机械能守恒定律的应用。 4.熟练利用功能关系和能量守恒定律，结合牛顿运动定律、平抛运动和圆周运动、电磁学等相关内容处理综合性的问题。 功 1．做功的两个要素 (1)作用在物体上的力。 (2)物体在力的方向上发生的位移。 2．公式 W＝Flcos α (1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。 (2)该公式只适用于恒力做功。 1．判断正、负功的方法 (1)根据力和位移方向之间的夹角判断：此法常用于恒力做功。 夹角 功的正负 物理意义 0≤α≤ W>0 力对物体做正功 <α≤π W<0 力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功 α＝ W＝0 力对物体不做功 (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断：此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功，夹角为锐角时做正功，夹角为钝角时做负功，夹角为直角时不做功。 (3)根据能量转化与守恒定律判断：若在该力作用下物体的能量增加，则该力对物体做正功，反之则做负功。 2．功的大小计算 (1)恒力做的功： 直接用W＝Flcos α计算。 (2)合外力做的功： 方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcos α求功。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功。 (3)变力做的功： ①应用动能定理求解。 ②用W＝Pt求解，其中变力的功率P不变。 ③将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况。 1.如图5－1－1，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( ) 图5－1－1 A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功 B．轮胎受到的重力做了正功 C．轮胎受到的拉力不做功 D．轮胎受到地面的支持力做了正功 解析：选A 根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误。 功 率 1．物理意义 描述力对物体做功的快慢。 2．公式 (1)P＝(P为时间t内的平均功率)。 (2)P＝Fvcos_α(α为F与v的夹角)。 3．额定功率 机械正常工作时的最大功率。 4．实际功率 机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。 1．平均功率的计算方法 (1)利用＝。 (2)利用＝Fcos α，其中为物体运动的平均速度。 2．瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P＝Fvcos α，其中v为t时刻的瞬时速度。 (2)P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。 (3)P＝Fvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力。 2．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻力F的瞬时功率是( ) A.t1 B.t C.t1 D.t 解析：选C 在t＝t1时刻木块的速度为v＝at1＝t1，此时刻力F的瞬时功率P＝Fv＝t1，选C。 机车的启动 1．机车的输出功率 P＝Fv，其中F为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力等于阻力。 2．两种常见的启动方式 (1)以恒定功率启动：机车的加速度逐渐减小，达到最大速度时，加速度为零。 (2)以恒定加速度启动：机车的功率逐渐增大，达到额定功率后，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度最大。 两种启动方式的比较 两种 方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启 ... ...
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