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功和能 專題三 2015屆物理二輪復習力學專題 三 功功率動能定理 功和能 1 第一講功功率動能定理 專題三 2014 新課標 一物體靜止在粗糙水平地面上 先用一大小為F1的水平拉力拉動物體 經過一段時間后其速度變?yōu)関 若將水平拉力的大小改為F2 物體從靜止開始經過同樣的時間后速度變?yōu)?v 對于上述兩個過程 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動及功的計算 關鍵是運動過程的分析和受力分析并由運動學確定位移及由動力學確定F1 F2的關系 兩種情況下物體所受滑動摩擦力相同 即f mg F1 F2作用下的加速度分別為a1 a2 由運動學規(guī)律v a1t 2v a2t 則a2 2a1 答案 C 三 易錯易混要明了1 求變力做功問題時 不要輕易使用功的定義式進行計算 2 注意區(qū)別平均功率和瞬時功率的計算公式 如圖所示 質量為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動 在時間t內 拉力F對物體所做的功為W 若僅改變上述某一個量 物體還是從靜止開始沿水平地面運動 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 汽車的質量是2t 如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動 加速度的大小是2m s2 運動過程中阻力不變 求 1 汽車受到的阻力多大 2 3s末汽車的瞬時功率多大 3 汽車維持勻加速運動的時間多長 機車啟動問題 答案 1 4 103N 2 48kW 3 5s 拓展提升一 基礎知識要記牢1 機車輸出功率 P Fv 其中F為機車牽引力 2 機車的兩種啟動方式 1 恒定功率啟動 2 勻加速啟動 2 恒定加速度啟動 1 速度圖象如圖所示 機車先做勻加速直線運動 當功率達到額定功率后獲得勻加速的最大速度v1 若再加速 應保持功率不變做變加速運動 直至達到最大速度vm后做勻速運動 2014 寧夏銀川一中一模 如圖所示為某中學科技小組制作的利用太陽能驅動小車的裝置 當太陽光照射到小車上方的光電板時 光電板中產生的電流經電動機帶動小車前進 若質量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛 經過時間t前進的距離為x 且速度達到最大值vm 設這一過程中電動機的功率恒為P 小車所受阻力恒為F 那么這段時間內 答案 D 如圖所示 斜面傾角為 質量為m的滑塊在距擋板P的距離為s0的A點以初速度v0沿斜面上滑 滑塊與斜面間的動摩擦因數為 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 無動能損失 求滑塊停止運動前在斜面上經過的路程 動能定理的應用 解析 研究對象 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 基礎知識要記牢1 動能定理表達式 W合 Ek2 Ek12 兩點說明 1 W合為物體在運動過程中外力的總功 2 動能增量Ek2 Ek1一定是物體在末初兩狀態(tài)動能之差 二 方法技巧要用好1 應用動能定理解題的基本步驟 2 應用動能定理解題時需注意的問題 1 當物體系統(tǒng)內的相互作用是桿 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生的力時 作用力與反作用力的總功等于零 因此列動能定理方程時只考慮物體系統(tǒng)所受的外力做功即可 2 當物體系統(tǒng)內的相互作用力是彈簧 橡皮條的作用力 或是滑動摩擦力時 作用力與反作用力的總功不等于零 列動能定理方程時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 當物體系統(tǒng)內各個物體的速度不相同時 要注意根據各個物體的速度分別表述不同物體的動能 三 易錯易混要明了1 動能具有相對性 其速度一般以地面為參考系 2 動能定理的研究對象是單個物體或幾個相對靜止的物體組成的系統(tǒng) 3 應用動能定理時 注意研究對象和研究過程的對應 如圖所示 一個電荷量為 Q的點電荷甲 固定在絕緣水平面上的O點 另一個電荷量為 q 質量為m的點電荷乙從A點以初速度v0沿它們的連線向甲運動 到B點時速度最小且大小為v 已知靜電力常量為k 點電荷乙與水平面的動摩擦因數為 A B間距離為L 則以下說法不正確的是 答案 B