第四课 功、功率、能量.ppt

题型五、 动能定理与电磁学的综合 (1)求D、M之间的距离x0； (2)上述过程中，小环第一次通过与O等高的A点时，求弯杆对小环作用力的大小； (3)若小环与PQ间动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)，现将小环移至M点右侧5R处由静止开始释放，求小球在整个运动过程中克服摩擦力所做的功． 　第1课　功、功率、能量 题型一、功、功率 例1　(2015·西安模拟)质量为m＝2 kg的物体沿水平面向右做直线运动，t＝0时刻受到一个水平向左的恒力F，如图甲所示，此后物体的vt图象如图乙所示，取水平向右为正方向，g取10 m/s2，则(　　) A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.5 B．10 s末恒力F的瞬时功率为6 W C．10 s末物体在计时起点左侧2 m处 D．10 s内物体克服摩擦力做功34 J 解析：由题图乙知前后两段时间内物体加速度的大小分别为a1＝2 m/s2、a2＝1 m/s2，由牛顿第二定律知F＋μmg＝ma1，F－μmg＝ma2，联立得F＝3 N、μ＝0.05，A错误；10 s末恒力F的瞬时功率为P＝Fv＝18 W，B错误；由速度图象与坐标轴所围面积的物理意义知，10 s内物体的位移x＝－2 m，即在计时起点左侧2 m处，C正确；10 s内物体的路程为s＝34 m，即10 s内物体克服摩擦力所做的功W＝μmgs＝0.05×2×10×34 J＝34 J，D正确． 答案：CD 方法点拨：关于功、功率应注意的三个问题 (1)功的公式W＝Fl和W＝Flcos α仅适用于恒力做功的情况． (2)变力做功的求解要注意对问题的正确转化，如将变力转化为恒力，也可应用动能定理等方法求解． (3)对于功率的计算，应注意区分公式P＝和公式P＝Fv，前式侧重于平均功率的计算，而后式侧重于瞬时功率的计算． ?变式训练 1．如图所示，分别用恒力F1、F2先后使质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面从底端运动至顶端，两次所用时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F2沿水平方向向左．则两个过程(B) A．摩擦力做的功相同 B．全过程重力的功率相同 C．F1做的功与F2做的功相同 D．到达顶端F1的功率比F2的功率大 题型二、机车启动问题 例2 　(2015·新课标Ⅱ)一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中，可能正确的是(　　) 解析：由图可知，汽车先以恒定功率P1起动，所以刚开始做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P2运动，所以再次做加速度减小的加速运动，故A正确，B、C、D错误． 答案：A 方法点拨：解决机车启动问题时的四点注意 (1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动． (2)匀加速启动过程中，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动． (3)以额定功率启动的过程中，机车做加速度减小的加速运动， 速度最大值等于，牵引力是变力，牵引力做的功W＝Pt. (4)无论哪种启动方式，最后达到最大速度时，均满足P＝Ffvm，P为机车的额定功率． ?变式训练 2．在平直的马路上，质量为1.0×103 kg的汽车，发动机的额定功率为6.0×104 W，汽车开始由静止以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动，运动中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，当汽车达到额定功率后，保持功率不变． (1)求汽车做匀加速运动的时间t1； (2)求汽车所能达到的最大速率vmax； (3)若汽车由静止到发生位移s＝1 000 m前已达到最大速率，则汽车发生该1 000 m位移需要多长时间？ 题型三、 动能定理 　例3 (2015·新课标Ⅰ)如图，一半径为R、粗糙程度处相同的半圆形轨道如图放置，三点POQ水平．一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道，质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小，用W表示质点从P运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则(　　) 方法点拨：应用动能定理解题应注意的三点 (1)动能定理往往用于单个物体的运动过程，由于不牵扯加速度及时间，比动力学研究方法要简捷． (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有几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但如能对整个过程利用动能定理列式，则使问题简化． 题型四、 动能定理、机械能守恒定律与平抛运动、圆周运动的综合 　例4 如图，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接，导轨半径为R，一个质量为m的