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功和能 專題三 2015屆物理二輪復(fù)習(xí)力學(xué)專題 三 功功率動(dòng)能定理 功和能 1 第一講功功率動(dòng)能定理 專題三 2014 新課標(biāo) 一物體靜止在粗糙水平地面上 先用一大小為F1的水平拉力拉動(dòng)物體 經(jīng)過一段時(shí)間后其速度變?yōu)関 若將水平拉力的大小改為F2 物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時(shí)間后速度變?yōu)?v 對(duì)于上述兩個(gè)過程 用WF1 WF2分別表示拉力F1 F2所做的功 Wf1 Wf2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功 則 功和功率的理解與計(jì)算 A WF2 4WF1 Wf2 2Wf1B WF2 4WF1 Wf2 2Wf1C WF2 4WF1 Wf2 2Wf1D WF2 4WF1 Wf2 2Wf1 解析 本題考查了物體在粗糙水平面上的運(yùn)動(dòng)及功的計(jì)算 關(guān)鍵是運(yùn)動(dòng)過程的分析和受力分析并由運(yùn)動(dòng)學(xué)確定位移及由動(dòng)力學(xué)確定F1 F2的關(guān)系 兩種情況下物體所受滑動(dòng)摩擦力相同 即f mg F1 F2作用下的加速度分別為a1 a2 由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律v a1t 2v a2t 則a2 2a1 答案 C 三 易錯(cuò)易混要明了1 求變力做功問題時(shí) 不要輕易使用功的定義式進(jìn)行計(jì)算 2 注意區(qū)別平均功率和瞬時(shí)功率的計(jì)算公式 如圖所示 質(zhì)量為M的物體放在光滑水平地面上 受與水平方向成 角的恒定拉力F作用 從靜止開始沿水平地面運(yùn)動(dòng) 在時(shí)間t內(nèi) 拉力F對(duì)物體所做的功為W 若僅改變上述某一個(gè)量 物體還是從靜止開始沿水平地面運(yùn)動(dòng) 下列可使拉力做的功為2W的是 答案 A 額定功率為80kW的汽車 在平直公路上行駛的最大速度是20m s 汽車的質(zhì)量是2t 如果汽車從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 加速度的大小是2m s2 運(yùn)動(dòng)過程中阻力不變 求 1 汽車受到的阻力多大 2 3s末汽車的瞬時(shí)功率多大 3 汽車維持勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間多長 機(jī)車啟動(dòng)問題 答案 1 4 103N 2 48kW 3 5s 拓展提升一 基礎(chǔ)知識(shí)要記牢1 機(jī)車輸出功率 P Fv 其中F為機(jī)車牽引力 2 機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式 1 恒定功率啟動(dòng) 2 勻加速啟動(dòng) 2 恒定加速度啟動(dòng) 1 速度圖象如圖所示 機(jī)車先做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 當(dāng)功率達(dá)到額定功率后獲得勻加速的最大速度v1 若再加速 應(yīng)保持功率不變做變加速運(yùn)動(dòng) 直至達(dá)到最大速度vm后做勻速運(yùn)動(dòng) 2014 寧夏銀川一中一模 如圖所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置 當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時(shí) 光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn) 若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛 經(jīng)過時(shí)間t前進(jìn)的距離為x 且速度達(dá)到最大值vm 設(shè)這一過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為P 小車所受阻力恒為F 那么這段時(shí)間內(nèi) 答案 D 如圖所示 斜面傾角為 質(zhì)量為m的滑塊在距擋板P的距離為s0的A點(diǎn)以初速度v0沿斜面上滑 滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面的 下滑力 若滑塊每次與擋板相碰 碰后以原速率返回 無動(dòng)能損失 求滑塊停止運(yùn)動(dòng)前在斜面上經(jīng)過的路程 動(dòng)能定理的應(yīng)用 解析 研究對(duì)象 滑塊 物理過程分析 滑塊受重力mg 支持力N 摩擦力f 示意圖如圖所示 由滑塊所受摩擦力小于滑塊沿斜面的 下滑力 重力沿斜面方向的分力 可知 拓展提升一 基礎(chǔ)知識(shí)要記牢1 動(dòng)能定理表達(dá)式 W合 Ek2 Ek12 兩點(diǎn)說明 1 W合為物體在運(yùn)動(dòng)過程中外力的總功 2 動(dòng)能增量Ek2 Ek1一定是物體在末初兩狀態(tài)動(dòng)能之差 二 方法技巧要用好1 應(yīng)用動(dòng)能定理解題的基本步驟 2 應(yīng)用動(dòng)能定理解題時(shí)需注意的問題 1 當(dāng)物體系統(tǒng)內(nèi)的相互作用是桿 繩間的作用力 或是靜摩擦力 或是剛性物體之間相互擠壓而產(chǎn)生的力時(shí) 作用力與反作用力的總功等于零 因此列動(dòng)能定理方程時(shí)只考慮物體系統(tǒng)所受的外力做功即可 2 當(dāng)物體系統(tǒng)內(nèi)的相互作用力是彈簧 橡皮條的作用力 或是滑動(dòng)摩擦力時(shí) 作用力與反作用力的總功不等于零 列動(dòng)能定理方程時(shí)不但要考慮物體系統(tǒng)所受的合外力做功 還要考慮物體間的相互作用力做功 3 當(dāng)物體系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的速度不相同時(shí) 要注意根據(jù)各個(gè)物體的速度分別表述不同物體的動(dòng)能 三 易錯(cuò)易混要明了1 動(dòng)能具有相對(duì)性 其速度一般以地面為參考系 2 動(dòng)能定理的研究對(duì)象是單個(gè)物體或幾個(gè)相對(duì)靜止的物體組成的系統(tǒng) 3 應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí) 注意研究對(duì)象和研究過程的對(duì)應(yīng) 如圖所示 一個(gè)電荷量為 Q的點(diǎn)電荷甲 固定在絕緣水平面上的O點(diǎn) 另一個(gè)電荷量為 q 質(zhì)量為m的點(diǎn)電荷乙從A點(diǎn)以初速度v0沿它們的連線向甲運(yùn)動(dòng) 到B點(diǎn)時(shí)速度最小且大小為v 已知靜電力常量為k 點(diǎn)電荷乙與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 A B間距離為L 則以下說法不正確的是 答案 B