一、知识体系建构———理清物理观念 二、综合考法融会———强化科学思维 考法一 功与功率的计算 [例1] 质量为m=20 kg的物体,在恒定的水平外力F的作用下,沿水平面做直线运动。0~2 s内F与运动方向相反,2~4 s内F与运动方向相同,物体的v t图像如图所示,g取10 m/s2,则 ( ) A.拉力F的大小为100 N B.物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 W C.4 s内拉力所做的功为480 J D.4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J 听课记录: [融会贯通] 1.常见力做功的特点 做功的力 做功特点 重力 做功大小与路径无关,与物体的重力和初、末位置的高度差有关,WG=mgΔh 静摩擦力 可以做正功、做负功、不做功 滑动摩擦力 可以做正功、做负功、不做功 一对静摩擦力 总功为零 一对滑动摩擦力 总功为负功,W总=-fx相对 机车牵引力 P不变时,W=Pt;F不变时,W=Fl 2.功和功率的求解方法 (1)功的计算方法 ①利用W=Fxcos α求功,此时F是恒力。 ②利用动能定理或功能关系求功。 ③利用W=Pt求功。 (2)功率的计算方法 ①P=:此式是功率的定义式,适用于任何情况下功率的计算,但常用于求解某段时间内的平均功率。 ②P=Fvcos α,此式一般计算瞬时功率,但当速度为平均速度时,功率为平均功率。 [对点训练] 1.(2024·贵州高考)质量为1 kg 的物块静置于光滑水平地面上,设物块静止时的位置为x轴零点。现给物块施加一沿x轴正方向的水平力F,其大小随位置x变化的关系如图所示,则物块运动到x=3 m处,F做功的瞬时功率为 ( ) A.8 W B.16 W C.24 W D.36 W 考法二 功能关系的应用 [例2] 如图所示,水平轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点,另一端自由伸长到A点,OA 之间的水平面光滑。固定曲面在B处与水平面平滑连接。AB之间的距离s=1 m。质量m=0.2 kg的物块开始时静置于水平面上的B点,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。现给物块一个水平向左的初速度v0=5 m/s,g取10 m/s2。 (1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep; (2)求物块返回B点时的速度大小; (3)若物块能冲上曲面的最大高度h=0.2 m,求物块沿曲面上滑过程所产生的热量。 尝试解答: [融会贯通] 几种常见的功能关系理解 功能关系 表达式 物理意义 正功、负功含义 重力做功与重力势能 WG=Ep1-Ep2=-ΔEp 重力做功是重力势能变化的原因 WG>0 重力势能减少 WG<0 重力势能增加 WG=0 重力势能不变 弹簧弹力做功与弹性势能 W弹= Ep1-Ep2=-ΔEp 弹力做功是弹性势能变化的原因 W弹>0 弹性势能减少 W弹<0 弹性势能增加 W弹=0 弹性势能不变 合力做功与动能 W合= Ek2-Ek1=ΔEk 合外力做功是物体动能变化的原因 W合>0 动能增加 W合<0 动能减少 W合=0 动能不变 除重力或系统内弹力外其他力做功与机械能 W非G=ΔE机 除重力或系统内弹力外其他力做功是机械能变化的原因 W非G>0 机械能增加 W非G<0 机械能减少 W非G=0 机械能守恒 [对点训练] 2.(2024·山东高考)如图所示,质量均为m的甲、乙两同学,分别坐在水平放置的轻木板上,木板通过一根原长为l的轻质弹性绳连接,连接点等高且间距为d(d
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