高三物理第13讲：功、功率、动能定理（教师版）.docxVIP

第13讲 功、功率、动能定理（教师版）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＝__Fscosα__.适用于恒力 做功．其中α为F、s方向间夹角，s为物体对地的位移．3．功的正负判断0°≤α90°，力对物体做正功；90°α≤180°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功α＝90°，力对物体不做功 。二、功率1．定义：功与完成这些功所用时间的_比值_.2．物理意义：描述力对物体做功的_快慢__.3．公式(1)定义式：P＝__W/t_，P为时间t内的_功_.(2)推论式：P＝_ Fvcosα___.(α为F与v的夹角)4．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．5．实际功率：机械实际工作时输出的功率，要求小于或等于 额定功率．三、动能1．定义：物体由于运动 而具有的能．2．表达式：Ek＝ ；3．单位：_焦耳 ，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2.4．瞬时性：v是瞬时速度．5．相对性：物体的动能相对于不同的参考系一般不同．四、动能定理1．内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的增量 。2．表达式：W＝Ek2－Ek1＝3．适用范围(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线 运动．(2)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.理解功、功率的概念及公式； 2.理解动能的概念及怎样改变物体的动能； 3.应用动能定理分析物体受力运动关系问题。例1.如图所示，三个固定的斜面底边长度都相等，斜面倾角分别为30°、45°、60°，斜面的表面情况都一样．完全相同的物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中(　　)A．物体A克服摩擦力做的功最多B．物体B克服摩擦力做的功最多C．物体C克服摩擦力做的功最多D．三物体克服摩擦力做的功一样多解析：设斜面底边长度为b，则Wf＝－μmgcosθ·＝－μmgb，即克服摩擦力做功为定值Wf＝μmgb，只有选项D正确．答案：D例2．如图所示，分别用F1、F2(方向水平)、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为(　　)A．P1＝P2＝P3B．P1P2＝P3C．P3P2P1D．P1P2P3解析:设物体的质量为m，三种情况下物体的加速度a相同，据牛顿第二定律得F1－mgsinα＝ma，F2cosα－mgsinα＝ma，F3cosθ－mgsinα＝ma.所以F1＝F2cosα＝F3cosθ，且三力在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种情况下到达斜面顶端时的速度相等，所以据功率公式可知 P1＝P2＝P3，故A正确．答案:A例3．如图所示，分别用F1、F2(方向水平)、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，物体到达斜面顶端时，力F1、F2、F3的功率关系为(　　)A．P1＝P2＝P3B．P1P2＝P3C．P3P2P1D．P1P2P3解析：设物体的质量为m，三种情况下物体的加速度a相同，据牛顿第二定律得F1－mgsinα＝ma，F2cosα－mgsinα＝ma，F3cosθ－mgsinα＝ma.所以F1＝F2cosα＝F3cosθ，且三力在速度方向上的分量都相同，又因加速度相同，斜面长度相同，所以三种情况下到达斜面顶端时的速度相等，所以据功率公式可知 P1＝P2＝P3，故A正确．答案：A例4.如图所示，一木块由A点自静止开始下滑，沿ACEB运动且到达B点时恰好静止，设动摩擦因数μ处处相同，转角处撞击不计，测得A、B两点连线与水平方向夹锐角为θ，则木块与接触面间μ为(　　)A．cotθ B．tanθC．cosθ D．sinθ解析　如图所示，对物体从A运动到B的整个过程中由动能定理得mgh－μmgsEBcosβ－μmgsACcosα－μmgsCE＝0即μ(OC′＋C′E′＋E′B)＝h，解得μ＝tanθ.答案　B例5.质量m＝1 kg的物体，在与物体初速度方向相同的水平拉力的作用下，沿水平面运动过程中动能—位移的图像如图所示．在位移为4m时撤去F，物块仅在摩擦力的作用下运动．求：(g取10m/s2)(1)物体的初速度多大？(2)物体和平面间的动摩擦因数多大？(3)拉力F的大小．解析　(1)从图线可知初动能为2 J，Ek0＝mv2＝2 J，v＝2m/s.(2)在位移4m处物体的动能为10 J，在位移8m处物体的动能为零，这段过程中物体克服摩擦力做功设摩擦力为F