高考物理大复习与增分策略专题七功功率与动能定理
2024年高考物理复习计划及备考策略(二篇)
2024年高考物理复习计划及备考策略
一、树立信心,客观真实地分析自己,确立努力方向
知己知彼百战百胜。只有充分地认识自己,才能找准复习的方向。学生根据自己两年多来的物理学习经历,仔细分析自己知识上的缺陷和学习能力上的不足,确定自己在物理学科方向的奋斗目标,这对整个后一段复习过程有着深远的意义。它可帮助学生确定哪些地方多花些时间,哪些地方可以放过。改正自己的缺陷,制定复习计划,用稳定的心理状态去投入复习中。
二、提高课堂____分钟的效率
三、强化重难点知识,使知识系统化
物理学科的内容很广,重点知识却是很清晰的,无外乎力学和电学,力学中分为静力学、运动学、动力学,从所用的规律上分为牛顿运动定律,功和能量、动量。只要稍加总结,就会使你感到脉络清晰。很多同学十分害怕解力学题目,特别是一些不太熟悉的问题。但我们如果对力学知识体系非常清楚,就不会拿到题目而不知从何处入手。动力学便是受力分析与运动过程相结合的综合性问题。解决的途径无非是“牛顿定律”或“能量”。“能量”中的主要方法自然包括动能定理、动量守恒等,如果再涉及到圆周运动的问题,有关向心力的问题也要考虑进去。如果题目中的物理过程十分清楚,定理合理运用,题目自然会解答清楚。
四、对历年高考必考,但相对独立的几个知识点,要胸有成竹
机械振动和机械波、光学、原子物理这三部分每年都要考查,一般以选择题的形式独立出现,具有一定的独立性。
第一,振动与波,振动部分以简谐振动、单摆、弹簧振子、振动图像为主干知识。波动部分在每年试题中考的几率较高,且难度较大。考生应把握好如下几点:如何找波长、传播方向、算周期、速度,波形平移、质点的振动方向。波动与振动相结合的问题也是常考点,准确的把握波动与振动的特点,完成两种图像间的互相转化至关重要。
第05讲 功 功率 动能定理(解析版)
2020年高考物理二轮精准备考复习讲义
第二部分功能与动量
第5讲功功率动能定理
目录
一、理清单,记住干 (2)
二、研高考,探考情 (2)
三、考情揭秘 (4)
四、定考点,定题型 (5)
超重点突破1功和功率的分析与计算 (5)
命题角度1功的分析与计算 (5)
命题角度2功率的分析及应用 (6)
命题角度3 变力做功 (7)
超重点突破2机车启动中的功率问题 (8)
超重点突破3动能定理的基本应用 (10)
命题角度1动能定理在直线运动中的应用 (10)
命题角度2动能定理在曲线运动中的应用 (12)
命题角度3 动能定理在图象问题中的应用 (13)
五、固成果,提能力 (14)
一、理清单,记住干
1.功
(1)恒力做功:W =Fl cos α(α为F 与l 之间的夹角).
(2)变力做功:①用动能定理求解;②用F -x 图线与x 轴所围“面积”求解. 2.功率
(1)平均功率:P =W
t =F v cos α(α为F 与v 的夹角).
(2)瞬时功率:P =Fv cos α(α为F 与v 的夹角).
(3)机车启动两类模型中的关键方程:P =F ·v ,F -F 阻=ma ,v m =P
F 阻
,Pt -F 阻x =ΔE k . 3.动能定理:W 合=12mv 2-12mv 20.
4.应用动能定理的两点注意
(1)应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和,不要漏掉某个力做的功,同时要注意各力做功的正、负. (2)动能定理是标量式,不能在某一方向上应用.
二、研高考,探考情
【2019·高考全国卷Ⅲ,T17】从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h 在3 m 以内时,物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示.重力加速度取10 m/s 2.该物体的质量为( )
高考物理一轮复习重点知识总结:机械能、功和功率
1.公式法、等效法、转换法、微元法、平均力法、图像法、动能定理......... (1)直接求解:创造条件、正面分析力做的功
①用公式:①沿力方向上的位移FX W =,②Pt W =
②用图像:X F -图像面积;t P -图像面积; ③用技巧:微元法(阻力做功:路程S f W f ⋅=)、分段法、平均力法(线性变力)
(2)间接求解:转化思维,利用能量反推
④动能定理:2
22
121初末合力mv mv W -=
,正增负减;
(单体动能定理、系统动能定理) ⑤机械能守恒(机械能变化量的公式):机械能其他力E W ∆=,正增负减;(单体机械能守恒、系统机械能守恒)
⑥能量守恒:末总初总E E =,减少增加K P E E ∆=∆(单体),增加减少B A E E ∆=∆(多体)
二、功率问题、机车启动模型、单体动能定理
1.功率:反应做功快慢的物理量,单位:瓦特(W ) (1)平均功率:W P t P FV ⎧
=
⎪⎨
⎪=⎩
力方向上的速度 (2)瞬时功率:力方向上的瞬时速度瞬FV P =
(3)制约关系:发动机V F P 牵引力=,恒v F P v F ⎧⎪⎨
⎪⎩牵引力牵引力小, 大
大, 小 (4)特殊结论:
①重力的瞬时功率只取决于竖直分速度:瞬时y G mgv P =;
②从静止开始的匀加速直线运动,末态瞬时功率是平均功率的2倍;
(5)两种启动方式常用公式
①P=F 牵v ②F 牵-F 阻=ma ③P=F 阻v max
两种方式
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
P -t 图像 v -t 图像
OA 段
过程分析 ↓-=↓⇒=↑⇒m
名师导学高考二轮总复习物理专题2 第5课功与功率动能定理 课件
【解析】由题意可知,小物块沿斜面上升时,
A.0~6 s 内物体先向正方向运动,后向负方向运 动
B.0~6 s 内物体在 4 s 时的速度最大
C.物体在 2~4 s 内速度不变
D.0~4 s 内合力对物体做的功等于 0~6 s 内合 力做的功
【解析】根据 a-t 图象与 t 轴所围面积表示速度 知,0~6 s 内物体的速度一直大于零,则物体一直向 正方向运动,A 错误;由题图知,t=5 s 时 a-t 图象 与 t 轴所围面积最大,即物体的速度最大,B 错误; 在 2~4 s 内,物体的加速度不变,则物体一直做匀加 速直线运动,速度不断增大,C 错误;0~4 s 内与 0~ 6 s 内,a-t 图象与 t 轴所围面积相等,即速度变化量 相等,则物体的动能变化量也相等,由动能定理知, 合力做功也相等,D 正确.
0 时速度达到最大值 vm=54 km/h=15 m/s,此时发动 机的牵引力 F 与机车所受阻力相等,对汽车速度由 0 到 vm 过程运用动能定理(设发动机功率为 P),则
高考物理课程复习:动能定理及其应用
sin45 °
ℎ
37°·
=0,
sin37 °
6
解得 μ= ,故 A 正确;滑沙板通过第一段滑道末端时速度最大,设为 v,由动能定
7
理得 mgh-μmgcos
ℎ
1
2
45°·
=
mv
,得
sin45 ° 2
v=
2ℎ
,故
7
B 正确;对整个过程,由动能
定理得 2mgh-Wf=0,解得载人滑沙板克服摩擦力做功为 Wf=2mgh,故 C 错误;
)
1
A.公式Ek= mv2中的速度v一般是物体相对于地面的速度
2
B.动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体运动的方向无关
C.物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等但方向不同
D.物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动,其动能不同
答案AB
解析 动能是标量,与速度的大小有关,而与速度的方向无关,公式中的速度
木块所受摩擦力的大小为(
0 2
A.
2π
0 2
B.
4π
)
0 2
C.
8π
0 2
D.
16π
答案 B
解析 木块以水平初速度 v0 出发,恰好能完成一个完整的圆周运动,根据动能
1
定理有-2πL·
物理高考总复习第一轮复习课件:第五章第一节功和功率
1.判断正误 (1)只要物体受力的同时又发生了位移,则一定有力对物体做 功.( ) (2)一个力对物体做了负功,则说明这个力一定阻碍物体的运 动.( ) (3)作用力做负功时,反作用力一定做正功.( ) (4) 力 对 物 体 做 功 的 正 、 负 可 由 力 和 位 移 方 向 间 的 夹 角 决 定.( ) (5)静摩擦力一定对物体不做功.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)×
第一节 功和功率
一、功 1.做功的两个必要条件:____力____和物体在力的方向上发生 的___位__移___. 2.公式:W=__F_lc_o_s_α__.适用于__恒__力____做功.其中 α 为 F、
l 方向间夹角,l 为物体对地的位移.
3.功的正、负的判断 (1)α<90°,力对物体做___正_____功. (2)α>90°,力对物体做____负____功,或说物体克服该力做功. (3)α=90°,力对物体不做功.
(4)当变力大小不变,方向在变化且力的方向始终与速度方向 相同或相反时,功可用力与路程的乘积计算. (5)用变力 F 随位移 x 的变化图象与 x 轴所围的“面积”计算 功.注意 x 轴上下两侧分别表示正、负功.
1.平均功率的计算 (1)利用 P =Wt .
对功率的理解和计算 【知识提炼】
2012高考一轮复习物理(要点+命题导向+策略) 5-18动能 动能定理
2.对于外力对物体做的总功的理解:有的力促进物 体运动,而有的力则阻碍物体运动.因此它们做的功就有
正、负之分, 功指的是各外力做功的代数和;对于单一物
体的单一物理过程,又因为W合=W1+W2+…=F1l+F2l+ …=F合l,所以总功也可理解为合外力做的功.即:如果物
体受到多个共点力作用,则:W合=F合l;如果发生在多个
图1
[例1]
如图1所示,一个质量为m的小球拴在钢绳的
一端,另一端施加大小为F1 的拉力作用,使小球在水平面
上做半径为R1 的匀速圆周运动,今将力的大小改变为F2 ,
使小球仍在水平面上做匀速圆周运动,但半径变为R2.求小 球运动的半径由R1变为R2的过程中拉力对小球做的功.
[答案] (F2R2-F1R1)/2
B.在0~2 s内,合外力总是做负功
C.在1~2 s内,合外力不做功 D.在0~3 s内,合外力总是做正功 图7
答案:A
2.人骑自行车下坡,坡长l=500 m,坡高h=8 m, 人和车总质量为100 kg,下坡时初速度为4 m/s,人不踏车
的情况下,到达坡底时车速为10 m/s,g取10 m/s2,则下坡
态.一定质量的物体在运动状态(瞬时速度)确定时,Ek有惟
一确定的值. (3)动能具有相对性.由于瞬时速度与参考系有关.所 以Ek也与参考系有关.在一般情况下,无特殊说明,则认 为取大地为参考系.
物理:第五单元--功和能
第19讲 │ 要点探究
例1 [2010²宁夏卷] 如图19-2所示,在外力作用下某质点
运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断( AD )
A.在0~t1时间内,外力做正功 B.在0~t1时间内,外力的功率逐渐增大 C.在t2时刻,外力的功率最大 D.在t1~t3时间内,外力做的总功为零
第19讲 │ 要点探究
第19讲 │ 要点探究
②当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力的平均值 F = F1+F2 ,再由 W= F scosα 计算,比如求弹簧弹力做功. 2 ③作出变力随位移变化的图象,如图 19-1 所示,图象与横轴所夹的“面 积”即为变力做的功. ④当变力做功的功率 P 一定的时候,可用 W=Pt 求功,比如求以恒定功率 启动时机车的牵引力做功.
第19讲 │ 考点整合
5.有关功的常用结论:(1)重力做功和路径无关,只与物体始末位置的 高度差 有关:W=±mgh; __________
h 有关.当某物体与接触面发生相对运动时,滑 (2)滑动摩擦力做功与______ 路径 动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与__________ 的乘积,即 Wf=Ff²s 相对;
第19讲 │ 要点探究
例2 纯电动概念车E1是中国馆的镇馆之宝之一.若E1概念
车的总质量为920 kg,在16 s内从静止加速到100 km/h(即27.8
知识点8 功 功率 动能定理
mgv0tan θ 率 P= ,C 对;小球在距斜面距离最大时,重力的 2 瞬时功率为 P= mgvy= mgv0tan θ, D 对.
【答案】 ACD
7
(1)计算功时,要注意分析受力情况和能量转化情况,分 清是恒力的功还是变力的功,选用合适的方法进行计算. (2)计算功率时,要明确是求瞬时功率还是平均功率,若 求瞬时功率应明确是哪一时刻或位置,若求平均功率则应明 确是哪段时间内的平均功率. (3)对于图象问题要首先看懂图象的物理意义,根据图象 求出加速度、位移,并明确求哪个力的功或功率,是合力的 功率还是某个力的功率.
21
25-0 由乙图前 50 s 内加速度 a= m/s2=0.5 m/ s2, 50 50 s 末汽车达到额定功率,由 P=Fv1,v1= 25 m/s, 40× 103 得汽车牵引力 F= N=1.6× 103 N, 25 由牛顿第二定律 F-Ff= ma,得 m= 1.2×103 kg, B 正 确; 1 匀加速运动位移 x1= × 50× 25 m= 625 m, 2
率最大,合外力为零, D 正确;根据题意可知 P= kmgv,Ek 1 2 P2 = mv = ,质量不同,两车达到的最大动能不相同, 2 2mk2g2 P A 错误;最大速率 v= ,车的最大速率与质量成反比,B kmg 正确, C 错误.
【答案】 BD
26
2. (2012· 大连模拟)如图 3-1-8 所示为汽车在水平路面 上启动过程的 v-t 图象.0~t1 时间内为匀加速阶段,t1~t2 时 间内表示以额定功率行驶时的变加速阶段, t2 后是与 t 轴平行 的直线,则下列说法正确的是( )
高考物理大一轮专题复习课件:专题五 第1讲 功和功率
思维点拨:在滑块整个运动过程中,摩擦力的方向始终和 滑块运动方向相反,是阻力,但摩擦力的大小、上滑位移和下 滑位移的大小是相同的,但上滑、下滑时间不同.
解析:因物体回到出发点,故位移为零,则全过程中重力 做功为零,选项 A 正确;在上滑和下滑两过程中,都要克服摩 擦力做功,选项 B 正确;在上滑和下滑两过程中,摩擦力做功 均为 Wf=μmgcos α·l,故在上滑和下滑两过程中,摩擦力做功 相等,选项 C 正确;物体上滑的加速度 a上=gsin θ+μgcos θ; 下滑的加速度:a下=gsin θ-μgcos θ,因上滑的加速度大于下
⊙典例剖析 例 3:(2016 年云南昆明模拟)将一个小球斜向上抛出,小 球在空中依次飞过三个完全相同的窗户 1、2、3.如图 5-1-6 所 示曲线为小球在空中运动的轨迹.若不计空气阻力的影响,以下
说法正确的是( ) A.小球通过第 1 个窗户所用的时间最长 B.小球通过第 1 个窗户重力做的功最大 C.小球通过第 3 个窗户重力的平均功率
滑的加速度,根据 l= 1 at2 可知,上滑的时间小于下滑的时间, 2
根据P=Wt 可知,在上滑过程中摩擦力的平均功率大于下滑过 程中摩擦力的平均功率,选项 D 错误;故选 D.
答案:D
【考点练透】
1.(2014 年新课标全国卷Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上.
现用一大小为 F1 的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度 变为 v.若将水平拉力的大小改为 F2,物体从静止开始经过同样 的时间后速度变为 2v.对于上述两个过程,用 WF1、WF2 分别表 示拉力 F1、F2 所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦 力所做的功,则( )
2024版高考物理一轮复习教材:功和功率教学课件
第1讲 功和功率
教材知识萃取
1. 一质量为m 的滑雪运动员,从高为h 的斜坡顶端由静止滑下。下滑过程中运动员受到的阻力大小为f ,斜坡倾角为θ,重力加速度为g 。运动员滑至坡底的过程中
A.重力做的功为mgh sin θ
B.支持力做的功为mgh cos θ
C.合力做的功为(mg sin θ-f )h
D.阻力做的功-�ℎ
sin�
1.D 运动员滑至坡底的过程中,根据重力做功的特点可知重力做的功为W G =mgh ,选项A 错误;支持力始终垂直于斜面向上,运动员在支持力方向上没有位移,故支持力做的功为0,选项B 错误;阻力与位移始终方向相反,阻力做的功W f =-f ·ℎ
sin�=-�ℎ
sin�,选项D 正确;合力的做功为W 合=W G +W f =mgh -f ℎ
sin�,选项C 错误。
答案
2. 如图为一质量为60 kg 的学生做引体向上的示意图,已知在做引起向上的过程中,学生重心的最高点与最低点的距离为h =0.5 m,g 取10 m/s 2,下列说法正确的是
A.“上引”过程单杠对人做正功
B.“下放”过程单杠对人做负功
C.完成10个引体向上的过程中重力做的总功为3 000 J
D.一次“上引”过程克服重力做的功为300 J
2.D “上引”和“下放”过程中,单杠对人的力的作用点在人的双手上,人的双手没有位移,所以单杠对人不做功,AB 错误;“上引”过程中重力方向与位移方向相反,重力做负功,“下放”过程中重力方向与位移方向相同,重力做正功,且其绝对值相等,一个完整的引体向上重力所做的总功为零,C 错误;学生的质量为60 kg,一次“上引”过程,同学重心变化的高度为0.5 m,则一次“上引”过程同学克服重力所做的功为W =mgh =60 kg ×10 N/kg ×0.5 m=300 J,D 正确。
2023届高考物理一轮复习课件:6.1 功和功率
C
2
例7.(2021·北京等级考)如图所示,高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车
的速率不变)通过路面 abcd ,其中ab 段为平直上坡路面, bc 段为水平路
面, cd 段为平直下坡路面。不考虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大
小变化。下列说法正确的是(
B
)
A.在ab段汽车的输出功率逐渐减小
B.汽车在ab段的输出功率比bc段的大
5.一个变力对物体做功,但其它力功可求: 动能定理法
[例4]:用力F把小球从A处缓慢拉到B处,此时绳与
竖直方向夹角为Θ,物体质量m已知,求F做功为
(C )
A.FLsinΘ
B.FLcosΘ
C.mgL(1-cosΘ) D.0
由动能定理:WF-mgL(1-cos θ)=0
得WF=mgL(1-cos θ)
∆
∆ =
的物体压缩∆x,
EP= ∆
求此过程中,克
服弹力做的功
[例2] (多选)如图所示,n个完全相同、边长足够小且互不
粘连的小方块依次排列,总长度为l,总质量为M,它们一起以速
度v在光滑水平面上滑动,某时刻开始滑上粗糙水平面。小方块
与粗糙水平面之间的动摩擦因数为μ,若小方块恰能完全进入粗
运动的吉尼斯世界纪录是53次/分钟。若一个普通高中生在30秒内完成
高中物理功 功率 动能定理课件
知识点 2 正功和负功
α 的取值 cosα 功的正负
物理意义
0≤α<π2
做功的力是__动__力__ W>0,力对物 cosα>0 体_做__正__功___ (选填“动力”或
“阻力”,下同)
α=π2
W=0,力对 力既不是_动__力__,也
cosα=0 物体_不__做__功__
不是_阻__力____
答案:〔1〕V=12m/s 〔2〕a12 a22 (3)P=5×105W
动能 动能定理 (考纲要求 Ⅱ)
1.对“外力”的两点理解 (1)“外力”指的是合力,重力、弹力、摩擦力、电场力、磁 场力或其他力,它们可以同时作用,也可以不同时作用。 2.“=”体现的二个关系
(3)适用条件: 直线、曲线;恒力做功、变力做功;单体、系统。 (4)应用技巧: 假设过程包含了几个运动性质不同的分过程,既可以分 段考虑,也可以整个过
如图水平面光滑,小球由静止释放,到达最 低点的过程中,细绳对小车和小球做正功还 是负功?为什么?
细线对小球做负功,对小车做正功
质量为m的物体置于倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动 摩擦因数为μ,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向 左做匀加速运动,运动中物体m与斜面体相对静止.判断:
①支持力一定做正功〔√ 〕 ②合力一定做正功〔 √ 〕 ③重力一定做正功〔× 〕 ④摩擦力可能做负功〔 √ 〕
动能定理复习
[2011· 莆田模拟] 如图18-4所示,ABCD是一个盆式容 器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧, BC为水平的,其距离d=0.50 m,盆边缘的高度为h=0.30 m. 在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑.已知盆 内侧壁是光滑的,而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为μ= 0.10.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的 距离为( ) A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.0
►
探究点二
用动能定理求解变力做功问题
对于恒力作用下的匀变速直线运动,若不涉及加速度和 时间,利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求 解要简单得多.用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定 律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题.
例2 如图18-3所示,质量为m的物块与转台之间能出现的最 大静摩擦力为物块重力的k倍,物块与转轴 OO′相距R,物块随转台由静止开始转动. 当转速增加到一定值时,物块即将在转台 上滑动,在物块由静止到滑动前的这一过 程中,转台对物块的静摩擦力对物块做的 功为( ) A.0 B.2πkmgR C.2kmgR D.1/2kmgR
►
反作用力的总功等于零,这时列动能定理方程时只要考虑 物 体系统所受的合外力的功即可. (2)当物体系统内的相互作用力是弹簧、橡皮条的作用力, 或是滑动摩擦力时,作用力与反作用力的总功不等于零,这时 列动能定理方程时不但要考虑物体系统所受的合外力的功,还 要考虑物体间的相互作用力的功. (3)物体系统内各个物体的速度不一定相同,列式时要分别 表达不同物体的动能. 3.多过程问题的求解策略 (1)分析物体的运动,确定物体运动过程中不同阶段的受力 情况,分析各个力的功. (2)分析物体各个过程中的初、末速度,在不同阶段运用动
新课标2023版高考物理一轮总复习第五章机械能第1讲功和功率课件
[解析] 物块重力做的功 WG=-mgR(1-cos 60°)=-240 J,故 A 错误; 支持力始终与运动方向垂直,支持力不做功,故 B 正确;将圆弧 分成很多小 段 l1、l2、…、ln,拉力在每一小段上做的功为 W1、W2、…、Wn,拉力 F 大小 不变,方向始终与物块在该点的切线成 37°角,则 W1=Fl1cos 37°、W2=Fl2cos 37°、…、Wn=Flncos 37°,WF=W1+W2+…+Wn=Fcos 37°(l1+l2+…+ln)= Fcos 37°·16·2πR≈376.8 J,故 C 正确;因物块在拉力 F 作用下缓慢移动,动能 不变,由动能定理得 WF+WG+Wf=0-0,解得 Wf=-WF-WG=-376.8 J+ 240 J=-136.8 J,故 D 错误。
在十米跳台跳水比赛中,触水时重力的功率约为
()
A.7 000 W
B.700 W
C.70 W
D.7 W
解析:运动员入水前的运动过程可看成自由落体运动,故触水时的速度为:v = 2gh=10 2 m/s,运动员的质量约为:m=50 kg,故触水时重力的瞬时功 率为:P=mgv≈7 000 W,故 A 正确。 答案:A
一点一过 平均功率的计算方法
(1)利用 P=Wt 求解。 (2)利用 P=Fvcos α 求解,其中 v 为物体运动的平均速度。
高中二轮复习专题05 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用
专题05 动能定理、机械能守恒定律、功能关系的应用核心要点
1、功
恒力做功:W=Flcosa
合力做功:W
合=F
合
lcosa
变力做功:图像法、转换法等2、功率
瞬时功率:P=Fvcosa
平均功率:P=w
t
机车启动:P=Fv
3、动能定律表达式:W=1
2mv22−1
2
mv12
备考策略
1、动能定理
(1)应用思路:确定两状态(动能变化),一过程(各个力做的功)
(2)适用条件:直线运动曲线运动均可;恒力变力做功均可;单个过程多个过程均可(3)应用技巧:不涉及加速度、时间和方向问题是使用
2、机械能守恒定律
(1)守恒条件:在只有重力或弹力做功的物体系统内
守恒角度E1=E2
(2)表达形式:转化角度△E k=△E p
转移角度△E A=-△E p
3、功能关系:
(1)合力的功等于动能的增量
(2)重力的功等于重力势能增量的负值
(3)弹力的功等于弹性势能增量的负值
(4)电场力的功等于电势能增量的负值
(5)除了重力和系统内弹力之外的其他力的功等于机械能的增量
考向一动能定理的综合应用
1.应用动能定理解题的步骤图解
2.应用动能定理的四点提醒
(1)动能定理往往用于单个物体的运动过程,由于不涉及加速度及时间,比动力学方法要简捷.
(2)动能定理表达式是一个标量式,在某个方向上应用动能定理是没有依据的.
(3)物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程),对全过程应用动能定理,往往能使问题简化.
(4)多过程往复运动问题一般应用动能定理求解.
例1(2020·江苏卷·4)如图1所示,一小物块由静止开始沿斜面向下滑动,最后停在水平地面上.斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数.该过程中,物块的动能E k与水平位移x关系的图像是()
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专题七功功率与动能定理考纲解读
章内容
考试要求
说明
必考加试
机械能守
恒定律
追寻守恒量
——能量
b
1.不要求用功的定义式计算变力的功
2.不要求用功率、力和速度的关系式解决
力与速度不在一条直线上的问题
3.不要求结合力和运动关系定量求解机车
以恒定功率启动和匀加速启动的问题
4.不要求用平均力计算变力做功和利用F
-l图象求变力做功
5.不要求用动能定理解决物体系的问题
功 c
功率 c c
动能和动能
定理
d
d
一、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.功的物理意义
功是能量转化的量度.
3.公式
W=Fl cos_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.
4.功的正负
(1)当0≤α<
π
2
时,W>0,力对物体做正功.
(2)当
π
2
<α≤π时,W<0,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功.
(3)当α=
π
2
时,W=0,力对物体不做功.
二、功率
1.物理意义:描述力对物体做功的快慢.
2.公式:
(1)P =W t
,P 为时间t 内的物体做功的快慢. (2)P =Fv
①v 为平均速度,则P 为平均功率. ②v 为瞬时速度,则P 为瞬时功率. 3.对公式P =Fv 的几点认识:
(1)公式P =Fv 适用于力F 的方向与速度v 的方向在一条直线上的情况. (2)功率是标量,只有大小,没有方向;只有正值,没有负值.
(3)当力F 和速度v 不在同一直线上时,可以将力F 分解或者将速度v 分解. 4.额定功率:机械正常工作时的最大功率.
5.实际功率:机械实际工作时的功率,要求不能大于额定功率. 三、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能.
2.公式:E k =12
mv 2
.
3.物理意义:动能是状态量,是标量(选填“矢量”或“标量”),只有正值,动能与速度方向无关.
4.单位:焦耳,1 J =1 N·m=1 kg·m 2
/s 2
.
5.动能的相对性:由于速度具有相对性,所以动能也具有相对性.
6.动能的变化:物体末动能与初动能之差,即ΔE k =12mv 22-12mv 12
.
四、动能定理
1.内容:在一个过程中合外力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.
2.表达式 (1)W =ΔE k . (2)W =E k2-E k1. (3)W =12 mv 22
-12
mv 12.
3.物理意义:合外力做的功是物体动能变化的量度.
4.适用条件
(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动. (2)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功.
(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不同时作用.
1.如图1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的过程中,力F1对物体做功4 J,力F2对物体做功3 J,则力F1与F2的合力对物体做功为( )
图1
A.7 J
B.1 J
C.5 J
D.3.5 J
答案 A
解析力F1与F2的合力做的功等于F1与F2做功的代数和,即W合=W1+W2=(4+3) J=7 J.
2.(2016·嘉兴市期末测试)坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为m,如图2所示在与水平面成θ角的恒定拉力F作用下,沿水平地面向右移动了一段距离l.已知雪橇与地面间的动摩擦因数为μ,雪橇受到的( )
图2
A.支持力做功为mgl
B.重力做功为mgl
C.拉力做功为Fl cos θ
D.滑动摩擦力做功为-μmgl
答案 C
解析支持力和重力与位移垂直,不做功,选项A、B错误;拉力和摩擦力分别做功为W F=Fl cos θ,W f=-μ(mg-F sin θ)l,选项C正确,D错误.
3.一汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变.汽车的发动机始终以额定功率输出,关于牵引力和汽车速度的下列说法中正确的是( )
A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大
B.汽车加速行驶时,牵引力增大,速度增大
C.汽车加速行驶时,牵引力减小,速度增大
D.当牵引力等于阻力时,汽车将停止运动
答案 C
解析汽车的发动机输出功率恒定,即P一定,则由公式P=Fv可得:v增大,F减小,但由于合外力方向与汽车运动方向一致,因此汽车速度仍在增大,A、B错误,C正确;当汽车受
到的牵引力和阻力相等时,汽车速度达到最大值,而后进行匀速运动,D 错误. 4.(2016·舟山市模拟)下列关于动能的说法,正确的是( ) A.运动物体所具有的能就是动能
B.物体做匀变速运动,某一时刻速度为v 1,则物体在全过程中的动能都是12mv 12
C.做匀速圆周运动的物体其速度改变而动能不变
D.物体在外力F 作用下做加速运动,当力F 逐渐减小时,其动能也逐渐减小 答案 C
解析 运动的物体除具有动能以外,还可能具有其他形式的能,A 选项错误;动能是状态量,当速度v 的大小变化时,动能就发生变化,B 选项错误;由于匀速圆周运动中,物体的速度大小不变,因此物体的动能不变,C 选项正确;当物体做加速度逐渐减小的加速运动时,物体的动能仍在变大,D 选项错误.故选C.
5.有一质量为m 的木块,从半径为r 的圆弧曲面上的a 点滑向b 点,如图3所示.如果由于摩擦使木块的运动速率保持不变,则以下叙述正确的是( )
图3
A.木块所受的合外力为零
B.因木块所受的力都不对其做功,所以合外力做的功为零
C.重力和摩擦力的合力做的功为零
D.重力和摩擦力的合力为零 答案 C
解析 木块做曲线运动,速度方向变化,加速度不为零,故合外力不为零,A 错;速率不变,动能不变,由动能定理知,合外力做的功为零,而支持力始终不做功,重力做正功,所以重力做的功与摩擦力做的功的代数和为零,但重力和摩擦力的合力不为零,C 对,B 、D 错.
功、功率的分析与计算
1.功的计算方法 (1)恒力做功