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名师大讲堂·2013 高考总复习《物理》 实验：验证机械能守恒定律 实验：探究动能定理 Ⅱ 功能关系、机械能守恒定律及其应用 Ⅱ 重力做功与重力势能 Ⅱ 动能和动能定理 Ⅱ 功和功率 要　求 知识点 功和功率 力对物体做功的多少与 物体的运动状态有关吗？ 竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为Ff，则从抛出点至落回到原出发点的过程中，空气阻力对小球做的功为________ 功的判断和计算 反思领悟： 功率的计算 一、功的计算 1．恒力做功 对恒力作用下物体的运动，力对物体做的功用W＝Flcos α求解．该公式可写成W＝F·(l·cos α)＝(F·cos α)·l.即功等于力与力方向上的位移的乘积或功等于位移与位移方向上的力的乘积. (3)匀加速直线运动的末速度vB＝＝3 m/s 环保电动车在速度达到3 m/s之前，一直做匀加速直线运动故所求时间为t＝＝1 s (4)A到B所用的时间为t1，则t1＝＝1.5 sx1＝at＝2.25 m B点之后，据动能定理得Pt2－Ffx2＝mv－mv代入数据得：x2＝61.5 m 所以，20 s内位移为x＝x1＋x2＝63.75 m 火车从车站开出作匀加速运动，若阻力与速率成正比，则（ ） A．火车发动机的功率一定越来越大，牵引力也越来越大 B．火车发动机的功率恒定不变，牵引力也越来越小 C．当火车达到某一速率时，若要保持此速率作匀速运动，则发动机的功率这时应减小 D．当火车达到某一速率时，若要保持此速率作匀速运动，则发动机的功率一定跟此时速率的平方成正比 解析：根据P=Fv，F－ f = ma，f = kv，∴．这表明，在题设条件下，火车发动机的功率和牵引力都随速率v的增大而增大，所以A正确B错误；当火车达到某一速率时，欲使火车作匀速运动，则a = 0，∴此时，减小了mav，所以C、D正确． ACD 2．变力做功 (1)用动能定理W＝ΔEk或功能关系W＝ΔE，即用能量的增量等效代换变力所做的功．(也可计算恒力做功) (2)当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车以恒定功率启动时． (3)当变力做功转化为恒力做功 当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程(不是位移)的乘积．如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等. 3．总功的求法 (1)总功等于合外力的功 先求出物体所受各力的合力F合，再根据W总＝F合lcos α计算总功，但应注意α应是合力与位移l的夹角． (2)总功等于各力做功的代数和 二、机动车两种启动方式 对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，即以恒定功率启动和以恒定加速度启动．现比较如下： 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P－t图 和v－t图 OA 段 过程分析 运动性质 加速度减小的加速直线运动 匀加速直线运动，维持时间t0＝ AB段 过程分析 F＝F阻a＝0 F阻＝ v↑F＝↓ a＝↓ 运动性质 以vm匀速直线运动 加速度减小的加速直线运动 BC段 无 F＝F阻a＝0以vm＝匀速运动 【例1】 质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，用水平推力F使斜面体向左水平匀速移动距离l，物体与斜面始终保持相对静止，如图所示．求： (1)m所受各力对它做的功各是多少？ (2)斜面对物体做的功又是多少？ 解析：(1)m受力方向及位移方向如图所示．因物体匀速移动，则支持力FN＝mgcos θ，静摩擦力Ff＝mgsin θ，因mg、FN、Ff均为恒力，由W＝Flcos α可得重力做的功WG＝0支持力做的功WFN＝mgcos θ·l·sin θ＝mgl·sin θcos θ 静摩擦力做的功WFf＝mgsin θ·l·cos(180°－θ)＝－mgl·sin θcos θ(2)斜面对物体的作用力有两个，即支持力FN和静摩擦力Ff.斜面对物体做的功应是这两个力的合力做的功，也就等于这两个力做功的代数和，故斜面对物体做的功为W＝WFN＋WFf＝0. 一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J，在第1秒末撤去拉力，其v－t图象如图5－1－6所示，g取10 m/s2，则(　　) A．物体的质量为10 kg B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C．第1秒内摩擦力对物体做的功为60 J D．第1秒内拉力对物体做的功为60 J 【例2】质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用．力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则(　　) A．3t0时刻的瞬时功率为 B．3t0时刻的瞬时功率为 C．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为 D．在t＝0到3t0这段时间内，水