第1課時功功率
1、高考解讀
真題品析
知識:電動車引數在物理中的應用
例1. (09年上海卷)46.與普通自行車相比,電動自行車騎行更省力。下表為某一品牌電動自行車的部分技術引數。
在額定輸出功率不變的情況下,質量為60kg的人騎著此自行車沿平直公路行駛,所受阻力恒為車和人總重的0.04倍。當此電動車達到最大速度時,牽引力為 n,當車速為2s/m時,其加速度為m/s2(g=10m m/s2)
解析:當電動車受力平衡時,電動車達到最大速度即牽引力=阻力=(人重+車重)*0.04=40n,當車速為2s/m時,由上表可以得到額定功率為200w,即可以得到牽引力為100n,
答案:40:0.6
熱點關注
知識:功的定義
例2. (09年廣東理科基礎)9.物體在合外力作用下做直線運動的v一t圖象如圖所示。下列表述正確的是
a.在0—1s內,合外力做正功
b.在0—2s內,合外力總是做負功
c.在1—2s內,合外力不做功
d.在0—3s內,合外力總是做正功
解析:根據物體的速度圖象可知,物體0-1s內做勻加速合外力做正功,a正確;1-3s內做勻減速合外力做負功。根據動能定理0到3s內,1—2s內合外力做功為零。
答案:a
2、知識網路
考點1.功
1.功的公式:w=fscosθ
0≤θ< 90° 力f對物體做正功,
θ= 90力f對物體不做功,
90°<θ≤180° 力f對物體做負功。
特別注意:①公式只適用於恒力做功 ② f和s是對應同乙個物體的;
③某力做的功僅由f、s和決定, 與其它力是否存在以及物體的運動情況都無關。
2.重力的功:wg =mgh ——只跟物體的重力及物體移動的始終位置的高度差有關,跟移動的路徑無關。
3.摩擦力的功(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)
摩擦力可以做負功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功 ,
一對靜摩擦力的總功一定等於0,一對滑動摩擦力的總功等於 - fδs
4.彈力的功
(1)彈力對物體可以做正功可以不做功,也可以做負功
(2)彈簧的彈力的功——w = 1/2 kx12 – 1/2 kx22(x1 、x2為彈簧的形變數)
5.合力的功——有兩種方法:
(1)先求出合力,然後求總功,表示式為
σw=σf×s ×cosθ
(2)合力的功等於各分力所做功的代數和,即
σw=w1 +w2+w3+……
6.變力做功: 基本原則——過程分割與代數累積
(1)一般用動能定理 w合=δek 求之 ;
(2)也可用(微元法)無限分小法來求, 過程無限分小後, 可認為每小段是恒力做功
(3)還可用f-s圖線下的「面積」計算.
(4)或先尋求f對s的平均作用力 ,
7.做功意義的理解問題:解決功能問題時,把握「功是能量轉化的量度」這一要點,做功意味著能量的轉移與轉化,做多少功,相應就有多少能量發生轉移或轉化
考點2.功率
1. 定義式:,所求出的功率是時間t內的平均功率。
2. 計算式:p=fvcos θ , 其中θ是力f與速度v間的夾角。用該公式時,要求f為恒力。
(1)當v為即時速度時,對應的p為即時功率;
(2)當v為平均速度時,對應的p為平均功率。
(3)重力的功率可表示為 pg =m**⊥ ,僅由重力及物體的豎直分運動的速度大小決定。
(4)若力和速度在一條直線上,上式可簡化為 pt=f·vt
3、複習方案
基礎過關
重難點:功率
例3. (09年寧夏卷)17. 質量為m的物體靜止在光滑水平面上,從t=0時刻開始受到水平力的作用。力的大小f與時間t的關係如圖所示,力的方向保持不變,則
a.時刻的瞬時功率為
b.時刻的瞬時功率為
c.在到這段時間內,水平力的平均功率為
d. 在到這段時間內,水平力的平均功率為
解析:ab選項0到時刻物體的速度為,所以的瞬時功率為a錯b對。
cd選項0到時刻f對物體做的功為,所以內平均功率為c錯d對。
答案:bd
2、知識網路
考點1.動能
1. 定義:物體由於運動而具有的能叫動能
2. 表示式為:,
3. 動能和動量的關係:動能是用以描述機械運動的狀態量。
動量是從機械運動出發量化機械運動的狀態,動量確定的物體決定著它克服一定的阻力還能運動多久;動能則是從機械運動與其它運動的關係出發量化機械運動的狀態,動能確定的物體決定著它克服一定的阻力還能運動多遠。
考點2.動能定理
1.定義:合外力所做的總功等於物體動能的變化量. —— 這個結論叫做動能定理.
2.表示式:,
式中w合是各個外力對物體做功的總和,δek是做功過程中始末兩個狀態動能的增量.
3.推導:動能定理實際上是在牛頓第二定律的基礎上對空間累積而得:
在牛頓第二定律 f=ma 兩端同乘以合外力方向上的位移s,即可得
4. 對動能定理的理解:
①如果物體受到幾個力的共同作用,則(1)式中的 w表示各個力做功的代數和,即合外力所做的功. w合=w1+w2+w3+……
②應用動能定理解題的特點:跟過程的細節無關.即不追究全過程中的運動性質和狀態變化細節.
③動能定理的研究物件是質點.
④動能定理對變力做功情況也適用.動能定理儘管是在恒力作用下利用牛頓第二定律和運動學公式推導的,但對變力做功情況亦適用. 動能定理可用於求變力的功、曲線運動中的功以及複雜過程中的功能轉換問題.
⑤對合外力的功 (總功) 的理解
⑴可以是幾個力在同一段位移中的功,也可以是乙個力在幾段位移中的功,還可以是幾個力在幾段位移中的功
⑵求總功有兩種方法:
一種是先求出合外力,然後求總功,表示式為
σw=σf×s ×cos 為合外力與位移的夾角
另一種是總功等於各力在各段位移中做功的代數和,即 σw=w1 +w2+w3+……
第3課時重力勢能機械能守恆定律
1、高考解讀
真題品析
知識: 機械能守恆問題
例1. (09年廣東理科基礎)8.遊樂場中的一種滑梯如圖所示。小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑,沿水平軌道滑動了一段距離後停下來,則
a.下滑過程中支援力對小朋友做功
b.下滑過程中小朋友的重力勢能增加
c.整個運動過程中小朋友的機械能守恆
d.在水平面滑動過程中摩擦力對小朋友做負功
解析:在滑動的過程中,人受三個力重力做正功,勢能降低b錯;支援力不做功,摩擦力做負功,所以機械能不守恆,ac皆錯,d正確。
答案:d
熱點關注:
知識:機械能守恆問題、重力勢能問題
例2. (09年廣東文科基礎)58.如圖8所示,用一輕繩繫一小球懸於o點。現將小球拉至水平位置,然後釋放,不計阻力。小球下落到最低點的過程中,下列表述正確的是
a.小球的機械能守恆
b.小球所受的合力不變
c.小球的動能不斷減小
d.小球的重力勢能增加
解析:a選項小球受到的力中僅有重力做功,所以機械能守恆,a選項對。
b選項小球受到的合力的大小方向時時刻刻在發生變化,b選項錯。
c選項小球從上到最低點的過程中動能是不斷增大的,c選項錯。
d選項小球從上到最低點的過程中機械能是不斷減少的,d選項錯。
答案:a
點評:考查基本物理量的判斷方法。
2、知識網路
考點1.重力做功的特點與重力勢能
1. 重力做功的特點:重力做功與路徑無關,只與始末位置的豎直高度差有關,當重力為的物體從a點運動到b點,無論走過怎樣的路徑,只要a、b兩點間豎直高度差為h,重力mg所做的功均為
2. 重力勢能:物體由於被舉高而具有的能叫重力勢能。
其表示式為:,其中h為物體所在處相對於所選取的零勢面的豎直高度,而零勢面的選取可以是任意的,一般是取地面為重力勢能的零勢面。由於零勢面的選取可以是任意的,所以乙個物體在某一狀態下所具有的重力勢能的值將隨零勢面的選取而不同,但物體經歷的某一過程中重力勢能的變化卻與零勢面的選取無關。
3. 重力做功與重力勢能變化間的關係:重力做的功總等於重力勢能的減少量,即
a. 重力做正功時,重力勢能減少,減少的重力勢能等於重力所做的功 - δep = wg
b. 克服重力做功時,重力勢能增加,增加的重力勢能等於克服重力所做的功 δep = - wg
考點2. 彈性勢能
1. 發生彈性形變的物體具有的能叫做彈性勢能
2.彈性勢能的大小跟物體形變的大小有關,ep′= 1/2×kx2
3. 彈性勢能的變化與彈力做功的關係:
彈力所做的功,等於彈性勢能減少. w彈= - δep′
考點3. 機械能守恆定律
1. 機械能:動能和勢能的總和稱機械能。而勢能中除了重力勢能外還有彈性勢能。所謂彈性勢能批量的是物體由於發生彈性形變而具有的能。
2、機械能守恆守律:只有重力做功和彈力做功時,動能和重力勢能、彈性勢能間相互轉換,但機械能的總量保持不變,這就是所謂的機械能守恆定律。
3 、機械能守恆定律的適用條件:
(1)對單個物體,只有重力或彈力做功.
(2)對某一系統,物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉化,系統跟外界沒有發生機械能的傳遞, 機械能也沒有轉變成其它形式的能(如沒有內能產生),則系統的機械能守恆.
(3)定律既適用於乙個物體(實為乙個物體與地球組成的系統),又適用於幾個物體組成的物體系,但前提必須滿足機械能守恆的條件.
3、複習方案
基礎過關
重難點:如何理解、應用勻變速直線運動規律的是個公式?
例3. 如圖所示,位於豎直平面內的光滑軌道,由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連線而成,圓形軌道的半徑為r。一質量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑,然後沿圓形軌道運動。
要求物塊能通過圓形軌道的最高點,且在該最高點與軌道間的壓力不能超過5mg(g為重力加速度)。求物塊初始位置相對於圓形軌道底部的高度h的取值範圍。
解析:設物塊在圓形軌道最高點的速度為v,由機械能守恆得
mgh=2mgr+1/2 mv2
機械能及其守恆定律基礎複習
一 功1 功的定義 2 做功的條件 12 3 公式 w單位是 4 功是 量,但它有正功 負功。某力對物體做負功,也可說成 功的正負表示能量傳遞的方向,即 是能量轉化的量度。5 功僅與有關,與物體所受的其它外力 速度 加速度無關 6 總功的計算 1 先算幾個力的合力,在計算合力的功即 2 先算每個力做...
機械能及其守恆定律典型例題剖析
一 選擇題 1.從高處自由下落的物體,它的重力勢能ep和機械能e隨下落高度h的變化圖線如圖6 1所示,正確的是 答案 c 2.行駛中汽車制動後滑行一段距離,最後停下 流星在夜空中墜落並發出明亮的光焰 降落傘在空中勻速下降.上述不同現象所包含的相同的物理過程是 物體克服阻力做功 物體的動能轉化為其他形...
機械能及其守恆定律典型例題剖析
機械能守恆定律複習資料 1 如圖5 1 8所示,滑輪和繩的質量及摩擦不計,用力f開始提公升原來靜止的質量為m 10kg的物體,以大小為a 2m s2的加速度勻加速上公升,求頭3s內力f做的功.取g 10m s2 2.汽車質量5t,額定功率為60kw,當汽車在水平路面上行駛時,受到的阻力是車重的0.1...