功 功率 动能定理经典讲解

1、功功率动能定理功功率动能定理陈老功率动能定理功功率动能定理楚天教育红钢城校区楚天教育红钢城校区陈老师陈老师 提分热线：提分热线：1327799443313277994433四分学识智，三心细耐恒，二成应试法，一片平常心四分学识智，三心细耐恒，二成应试法，一片平常心1.1.常用基本公式常用基本公式: :(1)(1)恒力做功的公式恒力做功的公式:W=_,:W=_,其中其中为为_。(2)(2)平均功率的公式平均功率的公式:P= =_:P= =_。(3)(3)瞬时功率的公式瞬时功率的公式:P=_,:P=_,当当=0=0时时,P=_,P=_。(4)(4)动能定理的表达式动能定理

2、的表达式:W:W总总=_,=_,其中其中W W总总为为_。FxcosFxcos力力F F和位移和位移x x的夹的夹角角FvcosWtFvcosFvcosFvFvE Ek2k2-E-Ek1k1所有外力做功所有外力做功的代数和的代数和2.2.动能定理的适用条件动能定理的适用条件: :(1)(1)动能定理既适用于直线运动动能定理既适用于直线运动, ,也适用于也适用于_。(2)(2)动能定理既适用于恒力做功动能定理既适用于恒力做功, ,也适用于也适用于_。曲线运动曲线运动变力做功变力做功1.(1.(多选多选)(2012)(2012上海高考上海高考) )位于水平面上的物体在水平恒力位于水平面上的物体在水

3、平恒力F F1 1作用下作用下, ,做速度为做速度为v v1 1的匀速运动的匀速运动; ;若作用力变为斜向上的恒若作用力变为斜向上的恒力力F F2 2, ,物体做速度为物体做速度为v v2 2的匀速运动的匀速运动, ,且且F F1 1与与F F2 2功率相同。则可功率相同。则可能有能有( () )A.FA.F2 2=F=F1 1,v,v1 1vv2 2B.FB.F2 2=F=F1 1,v,v1 1vFF1 1,v,v1 1vv2 2 D.F D.F2 2FF1 1,v,v1 1vv2 2【解析】【解析】选选B B、D D。水平恒力。水平恒力F F1 1作用时有作用时有P P1 1=F=F1 1

4、v v1 1, ,水平恒力水平恒力F F2 2作用时有作用时有P P2 2=F=F2 2v v2 2cos,cos,其中其中为为F F2 2与水平方向的夹角与水平方向的夹角, ,又又F F2 2cos=(mg-Fcos=(mg-F2 2sin),Fsin),F1 1=mg,=mg,故故F F2 2cosFcosF1 1, ,又由于又由于P P1 1=P=P2 2, ,所以所以v v1 1v_时时, ,滑块能自行下滑。滑块能自行下滑。匀速直线匀速直线s s1 1f f匀减速直线匀减速直线aTaT2 2mgcos37mgcos37(2)(2)如何求滑块在斜面上上滑和下滑全过程中摩擦力做的功如何求滑

5、块在斜面上上滑和下滑全过程中摩擦力做的功? ?提示提示: :先用动能定理求出上冲的最大距离先用动能定理求出上冲的最大距离, ,再根据功的定义求功再根据功的定义求功, ,注意均为负功。注意均为负功。(3)(3)如何求滑块在斜面上的总时间如何求滑块在斜面上的总时间? ?提示提示: :分上滑和下滑两阶段分上滑和下滑两阶段, ,用运动学公式求出。用运动学公式求出。【解题】【解题】规范步骤规范步骤, ,水到渠成水到渠成(1)(1)由题意可知由题意可知, ,滑块在水平面上做匀速直线运动滑块在水平面上做匀速直线运动, ,且设速度且设速度为为v v0 0, ,则则v v0 0= =s= =s1 1f=4.0m

6、/s (2f=4.0m/s (2分分) )在斜面上滑块做匀减速直线运动在斜面上滑块做匀减速直线运动, ,设加速度大小为设加速度大小为a,a,则则由公式有由公式有s s3 3-s-s4 4=aT=aT2 2, ,解得解得a=10m/sa=10m/s2 2 (2(2分分) )1sT由牛顿第二定律有由牛顿第二定律有mgsin+mgcos=mamgsin+mgcos=ma (2(2分分) )联立以上方程解得联立以上方程解得=0.5=0.5 (1(1分分) )因因tan37tan37, ,所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿所以滑块在斜面上运动到最高点后能自行沿斜面下滑斜面下滑 (1(1分分) )(2

7、)(2)设滑块在斜面上能上滑的最大距离为设滑块在斜面上能上滑的最大距离为s sm m, ,则对滑块在斜面则对滑块在斜面上上滑过程应用动能定理有上上滑过程应用动能定理有(-mgsin-mgcos)s(-mgsin-mgcos)sm m=0-=0- (2(2分分) )解得解得s sm m=0.8m (1=0.8m (1分分) )故滑块在斜面上上滑和下滑运动的全过程摩擦力所做的功为故滑块在斜面上上滑和下滑运动的全过程摩擦力所做的功为W Wf f=-2(mgcos)s=-2(mgcos)sm m=-3.2J (2=-3.2J (2分分) )201mv2下滑加速度为下滑加速度为a a2 2=gsin-g

8、cos=2m/s=gsin-gcos=2m/s2 2(2(2分分) )上滑时间为上滑时间为t t1 1= =0.4s,= =0.4s, (1(1分分) )下滑时间为下滑时间为t t2 2= (1= (1分分) )平均功率为平均功率为 (3(3分分) )答案答案: :(1)0.5(1)0.5能自行下滑能自行下滑(2)-2( -1)W(2)-2( -1)W0vam22s2 5 sa5f12WP251 Wtt （）5【点题】【点题】突破瓶颈突破瓶颈, ,稳拿满分稳拿满分(1)(1)常见的思维障碍常见的思维障碍: :没有发现没有发现“频闪照相频闪照相”的特点的特点, ,即没有想到用公式即没有想到用公式

9、s=aTs=aT2 2求求物体上冲时的加速度。物体上冲时的加速度。在求滑块运动的总时间时在求滑块运动的总时间时, ,误认为上冲的时间和下滑的时间误认为上冲的时间和下滑的时间相等相等, ,从而求错平均功率。从而求错平均功率。(2)(2)因解答不规范导致的失分因解答不规范导致的失分: :滑块上冲时滑块上冲时, ,利用运动学求出的加速度为负值利用运动学求出的加速度为负值, ,而利用牛顿而利用牛顿第二定律列式时第二定律列式时, ,又常以合力的方向为正又常以合力的方向为正, ,所以因加速度的正、所以因加速度的正、负出错导致计算失误而失分。负出错导致计算失误而失分。误将滑块上冲斜面时的动能定理写为误将滑块上冲斜面时的动能定理写