高考物理总复习课件：专题六 机械能

受力如图所示，因此在切线方向上应有：mgsin θ＝Fcos θ，得F ＝mgtan θ。则拉力F的瞬时功率P＝Fvcos θ＝mgvsin θ。从A运动 到B的过程中，拉力的瞬时功率随θ的增大而增大。A项正确。
答案 A
技巧秘诀
计算功率的基本思路
(1)首先要弄清楚是平均功率还是瞬时功率。 (2)平均功率与一段时间(或过程)相对应，计算时应明确是哪个力 在哪段时间(或过程)内做功的平均功率。 (3)瞬时功率计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)的功率。
论机车的运动状态如何，其中F均为发动机(机车)的牵引力，而 不是机车受到的合外力，v为机车的瞬时速率。
【例3】 一汽车以速度v0在平直路面上匀速行驶，在t＝0时刻汽 车进入一定倾角的上坡路段，设汽车行驶过程中受到的阻力大 小恒定不变，发动机的输出功率不变，已知汽车上坡路面足够
求解瞬时功率时，如果F与v不同向，可用力F乘以F方向的分速
度，或速度v乘以速度方向的分力求解。
机车启动问题 【解题方略】
机车启动的两种方式
恒定功率启动 P－t 图象 和 v－t 图象 P额 P 额不变：v↑⇒F＝ v ↓ F－F阻 ⇒a＝ ↓ m 加速度减小的加速 直线运动 a 不变：a＝
v↑
恒定加速度启动
速直线运动，在 B 点达到最大速度， P额 vm＝ F阻
平衡
AB 段：F 阻＝F 牵＝
P额 P额 ，全 BC 段：F 阻＝F 牵＝ ，全 vm vm
也等于 OA 段 程阻力不变， 也等于 OA 段、 方程 程阻力不变， 阻力 重要 方程 牛顿 AB 段阻力
加速度：OA 段任意速度 v2 加速度：OA 段 时， P额 －F阻 v 第二 a＝ 2 m 定律 P额 P额 － v2 vm ＝ m P额 P额 － v1 v 1 vm a＝ ＝ m t1 AB 段：速度为 v2 时，a′＝ P额 P额 － v2 vm m
专题六
机械能
考点一 功和功率
1.功和功率的概念
2.计算功的三种常用方法
(1)按照定义求功：W＝Flcos α，但F为恒力。 (2)利用动能定理W＝ΔEk求功。 (3)功率恒定，根据W＝Pt，求变力的功。 3.常见的几种力做功的特点
(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与路径无关。
(2)摩擦力做功的特点
平均速度、 平 均加速度
瞬时速度、 瞬 时加速度
【例2】 如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。 在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由 A点运动到 B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是( )
A.逐渐增大 C.先增大，后减小
B.逐渐减小 D.先减小，后增大
解析
因小球速率不变，所以小球以O点为圆心做匀速圆周运动。
受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与
物体运动的路径无关。 (2)F与l必须具备同时性，即l必须是力F作用过程中物体的位 移。
【例1】 (多选)如图所示，用一与水平方向成α角的恒力F拉一质 量为m的物体，使它沿水平方向匀速移动距离 x ，若物体和地面 间的动摩擦因数为μ，则下列关于此力F对物体做的功W的表达式
加速段位移 x 满足： 加速段位移 x 满足： 1 动能 P t－F x P t ＋P 额(t1－t0)－F 阻 额 阻 2 额 0 定理 1 2 1 2 ＝ mvm－0 2 x＝ mvm－0 2
注意：对机车等交通工具类问题，应明确P＝Fv中P为发动机的
实际功率，机车正常行驶中实际功率小于等于其额定功率；无
[思 维 拓 展]
如图所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，A、B间接触面不 光滑，则在运动的过程中
①接触面间的弹力对A、B是否做功？ ②摩擦力对A、B分别做什么功？ 答案 ①A、B间弹力对A、B都不做功
②摩ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ力对B做负功、对A不做功
恒力做功的计算方法
【解题方略】
1.求解恒力做功的流程图
2.求解恒力做功的两个关键 (1)恒力做功大小只与F、l、α这三个量有关。与物体是否还
①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功，也可
以做负功，还可以不做功。 ②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零；相互作 用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零，且总为负值。
[正 误 辨 识] (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)作用力做正功时，反作用力一定做负功。( ) (4) 力对物体做功的正负是由力和位移间的夹角大小决定的 。 ( ) (5)由P＝Fv可知，发动机功率一定时，机车的牵引力与运行速度 的大小成反比。( ) (6) 汽车上坡时换成低挡位，其目的是减小速度得到较大的牵引 力。( ) 答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)√ (6)√
中正确的有(
)
A.W＝Fxcos α B.W＝μmgx C.W＝μmgx/(cos α－μsin α)
D.W＝μmgxcos α/(cos α＋μsin α)
解析
由功的定义式可得，力F做的功为 W＝Fxcos α ，选项A
正确；对物体受力分析，由竖直方向受力平衡有mg＝Fsin α＋
FN ， 由 水 平 方 向 受 力 平 衡 有 Fcos α ＝ μFN ， 联 立 解 得 F ＝ μmg/(cos α＋μsin α)，将结果代入W＝Fxcos α可知选项B、C错 误、选项D正确。 答案 AD
判断瞬时功率的变化情况 【解题方略】 1.平均功率与瞬时功率的关系
项目 概念 定义 在一段时间内 平均功率 或某一过程中 做功的快慢 物体在某一时 瞬时功率 刻或某一位置 时做功的快慢 公式 类比物理量
P＝W/t 或 P＝ F－ v cos α P＝Fvcos α，v 为某一时刻或某 一位置的速度
过程 OA 段 运动 性质 分析
F－F阻 ⇒F m
不变⇒P＝Fv↑ ⇒P 额＝Fv1 匀加速直线运动， 维持时间 t0＝ v1 a
过程 分析
P额 F＝F 阻⇒a＝0⇒F v↑⇒F＝ ↓⇒a v P额 F－F阻 阻＝ vm ＝ m ↓ 加速度减小的加
AB 段 运动 性质 速度为 vm 的匀速 直线运动