高中物理功和能复习总结.doc

功和能 专题要点 1.做功的两个重要因素：有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。功的求解可利用求，但F为恒力；也可以利用F-l图像来求；变力的功一般应用动能定理间接求解。 2.功率是指单位时间内的功，求解公式有，，当时，即F与v方向相同时，P=FV。 3.常见的几种力做功的特点 ⑴重力、弹簧弹力，电场力、分子力做功与路径无关 ⑵摩擦力做功的特点：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，在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的转移，没有机械能的转化为其他形式的能；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，在一对滑动摩擦力做功的过程中，不仅有相互摩擦物体间机械能的转移，还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少，等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。 ③摩擦生热，是指动摩擦生热，静摩擦不会生热 4.几个重要的功能关系 ⑴重力的功等于重力势能的变化，即 ⑵弹力的功等于弹性势能的变化，即 ⑶合力的功等于动能的变化，即 ⑷重力之外的功（除弹簧弹力）的其他力的功等于机械能的变化，即 ⑸一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化， ⑹分子力的功等于分子势能的变化。 功能关系在电学中的应用 电场力做功与路径无关。若电场为匀强电场，则；若为非匀强电场，则一般利用来进行运算。 磁场力可分为安培力和洛伦兹力。洛伦兹力在任何情况下对运动电荷都不做功；安培力可以做正功、负功，还可以不做功。 电流做功的实质是电场移动电荷做功。即W=UIt=Uq。 导体棒在磁场中切割磁感线时，棒中感应电流受到的安培力对导体棒做负功，使机械能转化为电脑。 电场力做功等于电势能的变化，即 典例精析 题型1.（功能关系的应用）从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力为F恒定。则对于小球上升的整个过程，下列说法错误的是（ ） 小球动能减少了mgH B。小球机械能减少了FH C。小球重力势能增加了mgH D。小球加速度大于重力加速度g 解析：由动能定理可知，小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F做的功。为（mg+F）H，A错误；小球机械能的减小等于克服阻力F做的功，为FH，B正确；小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功，为mgH，C正确；小球的加速度，D正确 规律总结：⑴重力做功与路径无关，重力的功等于重力势能的变化⑵滑动摩擦力（或空气阻力）做的功与路径有关，并且等于转化成的内能⑶合力做功等于动能的变化⑷重力（或弹力）以外的其他力做的功等于机械能的变化 题型2.（功率及机车启动问题） 在汽车匀加速启动时，匀加速运动刚结束时有两大特点： ⑴牵引力仍是匀加速运动时的牵引力，即仍满足 ⑵ 2.注意匀加速运动的末速度并不是整个运动过程的最大速度 题型3.（动能定理的应用）如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求： （1）小物块与水平轨道的动摩擦因数 （2）为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？ （3）若圆弧轨道的半径R取第（2）问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处，试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道？ 解析：（1）小物块最终停在AB的中点，在这个过程中，由动能定理得： 得 （2）若小物块刚好到达D处，速度为零，同理，有，解得CD圆弧半径至少为 （3）设物块以初动能E′冲上轨道，可以达到的最大高度是1.5R，由动能定理得，，解得 ，物块滑回C点时的动能为，由于，故物块将停在轨道上。 设到A点的距离为x，有 ，解得 ，即物块最终停在水平滑道AB上，距A点处。 题型4.（综合问题）如图甲所示，abcdef为同一竖直平面上依次平滑连接的滑行轨道，其中ab段水平，H=3m，bc段和cd段均为斜直轨道，倾角θ=37o，de段是一半径R=2.5m的四分之一圆弧轨道，o点为圆心,其正上方的d点为圆弧的最高点，滑板及运动员总质量m=60kg，运动员滑经d点时轨道对滑板支持力用Nd表示，忽略摩擦阻力和空气阻力，取g=10m/s2，sin37o=0.6， cos37o=0.8 除下述问(3)中运动员做缓冲动作以外，均可把滑板及运动员视为质点。 (1)运动员从bc段紧靠b处无初速滑下，求Nd的大小