高中物理必修二第四章----机械能知识点例题练习.docVIP

第四章机械能

第1单元功和功率

一、功

1．功：力对空间积累效应,和位移相对应〔也和时间相对应〕。功等于力和沿该力方向上的位移的乘积。求功必须指明是“哪个力”“在哪个过程中”做的

2、功的正负

①0≦θ≦900时，W＞0正功利于物体运动，动力

②、θ＝900时，W＝0零功不做功

③、900≦θ≦1800时W＜0负功阻碍物体运动，阻力

【例1】质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，以下说法中正确的选项是〔A、C、D〕[注意功是怎样改变能量的]

A．如果物体做加速直线运动，F一定做正功

B．如果物体做减速直线运动，F一定做负功

C．如果物体做减速直线运动，F可能做正功

D．如果物体做匀速直线运动，F一定做正功

3、功是标量

符合代数相加法那么，功的正负不具有方向意义，只能反映出该力是有利于物体运动，还是阻碍物体运动，是动力还是阻力。

4、合力功的计算

①w合=F合×SCOSθ

②w合=各个力的功的代数和

③用动能定理W=ΔEk或功能关系

5、变力做功的计算

①动能定理

②用平均值代替公式中的F。如果力随位移是均匀变化的，那么平均值F=

③F～S图象中面积＝功

④W=Pt

【例2】用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升。如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，那么〔D〕

A．加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大

B．匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大

C．两过程中拉力做的功一样大

D．上述三种情况都有可能

解析：①

②

比拟①、②知：当ag时，；当a=g时，；当ag时，

6．一对作用力和反作用力做功的特点

〔1〕一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功、或者都做负功，或者一个做正功、一个做负功，或者都不做功。

〔2〕一对作用力和反作用力在同一段时间内做总功可能为正、可能为负、可能为零。

〔3〕一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零〔静摩擦力〕、可能为负〔滑动摩擦力〕，但不可能为正。

拓展：作用力和反作用力在同一段时间内的冲量一定大小相等，方向相反，矢量和为零。

7．功的物理含义

关于功不仅要从定义式W=Fscosα进行理解和计算，还应理解它的物理含义．功是能量转化的量度，即：做功的过程是能量的一个转化过程，这个过程做了多少功，就有多少能量发生了转化．对物体做正功，物体的能量增加．做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量减少，做了多少负功，物体的能量就减少多少．因此功的正、负表示能的转化情况，表示物体是输入了能量还是输出了能量．

8、区别保守力和非保守力做功的不同:与路径有无关系

二、功率——功率是描述做功快慢的物理量。

⑴功率的定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率。

⑵功率的计算式：P=Fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；②当v为某段位移〔时间〕内的平均速度时，那么要求这段位移〔时间〕内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。P的正负取决于cosθ的正负，即功的正负

【例3】质量为0.5kg的物体从高处自由下落，在下落的前2s内重力对物体做的功是多少？这2s内重力对物体做功的平均功率是多少？2s末，重力对物体做功的即时功率是多少？〔g取〕

解析：前2s，m，，

平均功率W，2s末速度，

2s末即时功率W。

⑶重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。

vafF⑷汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的根本公式都是P=Fv和

v

a

f

F

①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v到达最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算〔因为F为变力〕。

②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P到达额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=F?s计算，不能用W=P?t计算〔因为P为变功率