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文档简介
1、,第五章 机械能,第一讲功功率,知识点一功 2公式:W ,是力和位移方向间的夹角Zx x k,力的方向上,Flcos ,3功的正负判断 主要根据力的方向和位移方向的夹角判断.,正功,不做功,克服这个力做了功,负功,1判断正、负功的方法 (1)根据力和位移方向之间的夹角判断:此法常用于恒力做功.,(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断:此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功 (3)根据能量转化与守恒定律判断:若在该力作用下物体的能量增加,则该力对物体做正功,反之则做负功,2功的大小计算 (1)恒力做的功:直接用WFlcos 计算 (2)
2、合外力做的功 方法一:先求合外力F合,再用W合F合lcos 求功 方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3再应用W合W1W2W3求合外力做的功,(3)变力做的功 应用动能定理求解Zx x k 用WPt求解,其中变力的功率P不变 将变力做功转化为恒力做功,此法适用于力的大小不变,方向与运动方向相同或相反,或力的方向不变,大小随位移均匀变化的情况,1.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是() A始终不做功 B先做负功后做正功 C先做正功后不做功 D先做负功后不做功,解析:设传送带速度大小为v1,物体刚滑上传送带时的速度大小为v
3、2. 当v1v2时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功,A正确 当v1v2时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑动摩擦力向右,则物体先匀加速运动到速度为v1,再做匀速运动,传送带对物体先做正功后不做功,C正确,当v1v2时,物体相对传送带向右运动,物体受到的滑动摩擦力方向向左,则物体先做匀减速运动直到速度减为v1,再做匀速运动,故传送带对物体先做负功后不做功,D正确 答案:ACD,知识点二功率 1平均功率和瞬时功率(为F、v方向间的夹角),Fvcos ,2.额定功率和实际功率,工作,小,2.宇航员在进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,
4、到达竖直状态的过程中,如图所示,宇航员所受重力的瞬时功率变化情况是() Z xx k A一直增大 B一直减小 C先增大后减小 D先减小后增大,解析:由于在水平状态初速度为零,重力的瞬时功率为零在竖直状态时速度方向与重力方向垂直,重力的瞬时功率也为零,所以重力瞬时功率的变化情况应为先增大后减小,选项C正确 答案:C,知识点三机车启动问题 1机车的输出功率 PFv.其中F为机车的牵引力,匀速行驶时,牵引力等于阻力,2两种常见的启动方式 (1)以恒定功率启动:机车的加速度 ,达到 时,加速度为零 (2)以恒定加速度启动:机车的功率 ,达到额定功率后,加速度 ,当加速度减小到零时,速度 ,逐渐减小,最
5、大,速度,逐渐增大,逐渐减小,最大,1两种启动方式比较,3把动力装置分散安装在每节车厢上,使其既具有牵引动力,又可以载客,这样的客车车辆叫做动车几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车组,假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120 km/h;则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为() A120 km/hB240 km/h C320 km/hD480 km/h,答案:C,如图所示,摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手设在摆球运动过
6、程中空气阻力F阻的大小不变,则下列说法正确的是,功的计算,解答本题时应注意以下两点: (1)重力为恒力,重力做功与路径无关 (2)F阻大小不变,方向改变,可用微元法求其功Zx x k,解析:如图所示,因为拉力FT在运动过程中始终与运动方向垂直,故不做功, 即WFT0.,答案:ABD,变力做功的求解方法 求力做功时,首先要区分是求恒力做功还是求变力做功,若为变力做功,则要考虑应用动能定理或将变力做功转化为恒力做功进行求解,【变式训练】1.一物体在水平面上,受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动,已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J,在第1秒末撤去拉力,其vt图象如图所示,g取10 m/s2,
7、则() A物体的质量为10 kg B物体与水平面的动摩擦因数为0.2 C第1秒内摩擦力对物体做的功为60 J D第1秒内拉力对物体做的功为60 J,答案:AD,(2011海南高考)一质量为1 kg的质点静止于光滑水平面上,从t0时起,第1秒内受到2 N的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1 N的外力作用下列判断正确的是,功率的计算,解答本题时应注意以下两点:,答案:AD,【变式训练】2.(2012江苏高考)如图所示,细线的一端固定于O点,另一端系一小球在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直面内由A点运动到B点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大,后减小 D
8、先减小,后增大,解析:在此过程中拉力逐渐增大,运动到B点时拉力Fmgtan ,拉力的瞬时功率PFvcos mgvsin ,逐渐增大,选项A正确 答案:Azx x k,机车的启动问题,(1)根据图线ABC,判断该电动车做什么运动,并计算电动车的额定功率; (2)求此过程中电动车做匀加速直线运动的加速度的大小; (3)电动车由静止开始运动,经过多长时间速度达到v12 m/s?,(1)分析图线可知:图线AB段代表的过程为牵引力F不变,阻力Ff不变,电动车由静止开始做匀加速直线运动;图线BC段的斜率表示电动车的功率P,P不变为额定功率,达到额定功率后,则电动车所受牵引力逐渐减小,做加速度减小的变加速直线运动,直至达最大速度15 m/s;此后电动车做匀速直线运动(2分),答案:(1)AB段表示电动车做匀加速直线运动,BC段表示电动车做加速度逐渐减小的变加速直线运动6103 W (2)2 m/s2(3)1 s,分析机车启动问题时应注意的事项 1机车启动的方式不同,机车运动的规律就不同,因此机车启动时,其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同,分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律,2恒定功率下的加速度一定不是匀加速,这种加速过程发动机做的功可用WPt计算,不能用WFl计算(因为F为变力) 3以恒定
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