第五章 机械能.doc

08届高三物理复习资料人教版必修2（中华中学）46第四章机械能及其守恒定律第一单元功和功率【知识扫描】一．功1．功的概念：物体受到力的作用并在力的方向上发生一段位移就说力对物体作了功．2．做功的两个不可缺少的因素：力和物体在力的方向上发生的位移．3．（1）功的公式：W＝Fscosα只适用于恒力力做功的计算．变力的功可以应用：①微元法、②示功图、③用平均力的功代替、④动能定理等（2）正功、负功①0°≤α＜90°时W＞0力对物体做正功．②α＝90°时W＝0力对物体不做功．③90°＜α≤180°时W＜0力对物体做负功或物体克服这个力做功．（3）总功的计算：①若物体所受的合外力为恒力则可先求出合外力再根据W合＝F合scosθ求解．②先求出每一个分力的功然后求各分力功的代数和．（这是计算总功的普遍式．）4．功的单位：国际单位是焦耳简称焦符号为J．5．功是标量只有大小没有方向合力的功等于其各分力的功的代数和．6．一对作用力和反作用力做功的特点（1）一对作用力和反作用力在同一段时间内可以都做正功、或者都做负功或者一个做正功、一个做负功或者都不做功。（2）一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。（3）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力）但不可能为正。7．功和冲量的比较（1）功和冲量都是过程量功表示力在空间上的积累效果是能量转化的原因：冲量表示力在时间上的积累效果是动量变化的原因.（2）功是标量其正、负表示是动力对物体做功还是物体克服阻力做功.冲量是矢量其正、负号表示方向计算冲量时要先规定正方向.（3）做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定.冲量的大小只由力的大小和时间两个因素决定.力作用在物体上一段时间力的冲量不为零但力对物体做的功可能为零.（4）一对作用力和反作用力在同一段时间内的冲量一定大小相等方向相反矢量和为零。二．功率1．功与做功所用时间的比值叫功率功率是描述做功快慢的物理量．2．计算功率的公式有：⑴定义式P＝W/t①它是普适的不论是恒力的功还是变力的功它都是适用的；②它表示t时间内的平均功率与时间段的选取相关．当力非均匀地做功时它粗略地描述了力做功的快慢程度；若功率一直不变亦为瞬时功率．⑵导出式P＝Fvcosα．①式中α为力F与物体速度v之间的夹角．②式中若F为恒力v为平均速度则P为平均功率；v为瞬时速度则P为瞬时功率．③当F为合外力时P为合外力做功的功率；当F为某一个外力时P为该力做功的功率．④功率也有正负之分功率的大小只看绝对值。3．功率是标量．4．功率的单位：瓦（W）5．机车的启动问题(1)在额定功率下起动：由公式P=Fv和F-f=ma知由于P恒定随着v的增大F必将减小a也必将减小汽车做加速度不断减小的加速运动直到F=fa=0vmt0v这时v达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算不能用W=Fs计算（因为F为变力）其速度图象如图所示。(2)以恒定加速度a起动：由公式P=Fv和F-f=ma知由于F恒定所以a恒定汽车做匀加速运动而随着v的增大P也将不断增大直到P达到额定功率Pm功率不vmt0v/vt1t2能再增大了这时匀加速运动结束此时速度为。此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了由于机车的功率不变速度增大牵引力减小从而加速度也减小直到F=f时a=0这时速度达到最大值。可见在恒定牵引力作用下加速时功率一定不恒定这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs计算不能用W=Pt计算（因为P为变量）.其速度图象如图所示。【典型例题】类型一：功的计算例1、如图所示质量为m的物体沿倾角为α的粗糙斜面上下滑了一段距离S物体与斜面间的动摩擦因数为μ试求物体所受各力在下滑过程中对物体所做的功及这些力所做的总功。针对训练1：如图所示两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上使物体通过一段位移过程中力F1对物体做功4J力F2对物体做功3J则力F1与F2的合力对物体做功为()A．7JB．1JC．5JD．3.5J例2、质量为m的物块放在光滑水平面上绳经滑轮由与水平方向成α角、大小为F的力拉物块如图所示将物块由A点拉至B点前进s（m）求外力对物块所做的功多大？例3、物体静止在光滑水平面上先对物体施一水平向右的恒力F1经t秒后撤去F1立即再对它施一个水平向左的恒力F2又经t秒后物体回到出发点在这一过程中F1、F2分别对物体做的功W1、W2间的关系是（）A．W1=W2B．W2=2W1C．W2