第5章 第1单元 机械能及其守恒定律.ppt

第五章 机械能及其守恒定律 功和功率Ⅱ 动能和动能定理Ⅱ 重力做功与重力势能Ⅱ 功能关系、机械能守恒定律及其应用Ⅱ ●怎么考 对本章的考查主要集中在两个方面，一方面是对功和功率的考查，另一方面常以“守恒”为命题点，从做功、功能关系、能量守恒等多角度入手命题．题型有选择、计算、实验等，难度中等偏上，是每年高考的必考内容 ●怎么办 复习时要抓住功是能量转化的量度这条主线，深刻理解相关概念和规律方法．应用动能定理时要注意过程的选取，应用机械能守恒时要注意机械能变化的原因，功和功率的计算要注意是恒力还是变力 师说： 功和功率是用能的观点处理物理问题的两个基本概念．主要考查功和功率的计算，对功率尤其是机车牵引力的功率，要处理好机车的额定功率启动和以恒定牵引力启动两过程中a、v如何随时间变化及v－t图象的区别和联系. 3．功的正负判断 主要根据力的方向和位移方向的夹角α判断. 一、判断正负功的方法 1．根据力和位移方向之间的夹角判断：此法常用于恒力做功的判断． 2．根据力和瞬时速度方向的夹角判断：此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功，夹角为锐角时做正功，夹角为钝角时做负功，夹角为直角时不做功． 3．依据能量变化来判断：根据功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体做功．比如系统的机械能增加，说明力对系统做正功，如果系统的机械能减少，则说明力对系统做负功，此法常用于相关联的两个物体之间的相互作用力做功的判断． 二、功的计算 1．恒力及合力做功的计算 (1)恒力的功：直接用W＝Flcosα计算． (2)合外力的功 ①先求合外力F合，再应用公式W合＝F合lcosα求功，其中α为合力F合与位移的夹角．一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况． ②分别求出每个力的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力的功．这种方法一般适用于在整个过程中，某些力分阶段作用的情况． ③利用动能定理或功能关系求解． 2．变力做功的计算 (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．(也可计算恒力功) (2)当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车恒定功率启动时． (4)作出变力F随位移l变化的图象，图象与位移轴所围的“面积”即为变力做的功．下图中a图表示恒力F做的功W.b图表示变力F做的功W，c图中横轴上方的面积表示正功，横轴下方的面积表示负功，其总功等于正、负功的代数和． 1．如图所示的a、b、c、d中，质量为M的物体甲受到相同的恒力F的作用，在力F作用下使物体甲在水平方向移动相同的位移．μ表示物体甲与水平面间的动摩擦因数，乙是随物体甲一起运动的小物块，比较物体甲移动的过程中力F对甲所做的功的大小(　　) A．Wa最大　　　 B．Wd最大 C．WaWc D．四种情况一样大 解析：由W＝F·scosθ知D正确；找恒力F的功，只需找F、s、θ，与是否有其它力无关． 答案：D 1．定义：功与完成功所用时间的 ． 2．物理意义：描述力对物体 ． 发动机功率的表达式为P＝Fv，其中F为机车的牵引力，而不是合力． 2．瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P＝F·vcosα，其中v为t时刻的瞬时速度． (2)P＝F·vF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度． (3)P＝Fv·v，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力． 错因：本题的常见错解有两种：第一种是直接求出物体滑至底端的速度，然后运用功率公式P＝Fv，忽视了F和v不同向；第二种是算出物体滑至斜面底端所用的时间t，用功率公式P＝W/t来计算，忽视了此题所求的是瞬时功率． 答案：C 1．机车的输出功率 P＝F·v.其中F为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力_____阻力． 2．两种常见的启动方式 (1)以恒定功率启动：机车的加速度 ，达到_____ _______时，加速度为零． (2)以恒定加速度启动：机车的功率 ，达到额定功率后，加速度 ，当加速度减小到零时，速度____ ______． 1．两种启动方式比较 3．[2012·福州模拟]一汽车的额定功率P0＝6×104 W，质量m＝5×103 kg，在平直路面上行驶时阻力是车重的0.1倍．若汽车从静止开始以加速度a＝0.5 m/s2做匀加速直线运动，(g取10 N/kg)求： (1)汽车保持加速度不变的时间； (2)汽车实际功率随时间变化的关系； (3)此后汽车运动所能达到的最大速度． 思路分析：汽车开始做匀加速运动，牵引力F和阻力恒定，随着速度增加，它的实际功率逐渐增大，直到Fv等于额定功率为止；此后汽车保持额定功率不变，速度增大，牵引力减小，做加速度逐渐减小的加速运动，直到牵引力等于阻力为止． 答案：(1)16