高中物理必修二第四章----机械能知识点例题练习.doc
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1、第四章 机械能第1单元 功和功率一、功1功:力对空间积累效应,和位移相对应(也和时间相对应)。功等于力和沿该力方向上的位移的乘积。求功必须指明是“哪个力”“在哪个过程中”做的2、功的正负0900时, W0 正功 利于物体运动,动力、 900 时, W0 零功 不做功、 9001800 时 W0 负功 阻碍物体运动,阻力【例1】质量为m的物体,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上运动,下列说法中正确的是(A、C、D ) 注意功是怎样改变能量的A如果物体做加速直线运动,F一定做正功B如果物体做减速直线运动,F一定做负功C如果物体做减速直线运动,F可能做正功D如果物体做匀速直线运动,F一定做正功 3、
2、功是标量 符合代数相加法则,功的正负不具有方向意义,只能反映出该力是有利于物体运动,还是阻碍物体运动,是动力还是阻力。4、合力功的计算w合 = F合S COSw合 = 各个力的功的代数和用动能定理W =Ek 或功能关系5、变力做功的计算动能定理用平均值代替公式中的F。如果力随位移是均匀变化的,则平均值 F = FS图象中面积功 W = Pt【例2】用力将重物竖直提起,先是从静止开始匀加速上升,紧接着匀速上升。如果前后两过程的运动时间相同,不计空气阻力,则( D )A加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大B匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C两过程中拉力做的功一样大D上述三种情况
3、都有可能解析: 比较、知:当ag时,;当a=g时,;当ag时,6一对作用力和反作用力做功的特点(1)一对作用力和反作用力在同一段时间内,可以都做正功、或者都做负功,或者一个做正功、一个做负功,或者都不做功。(2)一对作用力和反作用力在同一段时间内做总功可能为正、可能为负、可能为零。(3)一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。拓展:作用力和反作用力在同一段时间内的冲量一定大小相等,方向相反,矢量和为零。7功的物理含义关于功不仅要从定义式W=Fs cos 进行理解和计算, 还应理解它的物理含义 功是能量转化的量度,即:做功的过程是能量的一个转
4、化过程,这个过程做了多少功,就有多少能量发生了转化对物体做正功,物体的能量增加做了多少正功,物体的能量就增加了多少;对物体做负功,也称物体克服阻力做功,物体的能量减少,做了多少负功,物体的能量就减少多少因此功的正、负表示能的转化情况,表示物体是输入了能量还是输出了能量8、区别保守力和非保守力做功的不同:与路径有无关系二、功率 功率是描述做功快慢的物理量。功率的定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率。功率的计算式:P=Fvcos,其中是力与速度间的夹角。该公式有两种用法:求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率;当v为某段位移(时间)内的平
5、均速度时,则要求这段位移(时间)内F必须为恒力,对应的P为F在该段时间内的平均功率。P的正负取决于cos的正负,即功的正负【例3】 质量为0.5kg的物体从高处自由下落,在下落的前2s内重力对物体做的功是多少?这2s内重力对物体做功的平均功率是多少?2s末,重力对物体做功的即时功率是多少?(g取)解析:前2s,m,平均功率W, 2s末速度,2s末即时功率W。重力的功率可表示为PG=mgvy,即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。vafF汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速运动时,有两种不同的加速过程,但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma恒定功率的加
6、速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于P恒定,随着v的增大,F必将减小,a也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v达到最大值。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算,不能用W=Fs计算(因为F为变力)。恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做匀加速运动,而随着v的增大,P也将不断增大,直到P达到额定功率Pm,功率不能再增大了。这时匀加速运动结束,其最大速度为,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=Fs
7、计算,不能用W=Pt计算(因为P为变功率)。要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。【例4】质量为m、额定功率为P的汽车在平直公路上行驶。若汽车行驶时所受阻力大小不变,并以额定功率行驶,汽车最大速度为v1,当汽车以速率v2(v22R).已知列车的车轮是卡在导轨上的光滑槽中只能使列车沿着圆周运动,在轨道的任何地方都不能脱轨。试问:在没有任何动力的情况下,列车在水平轨道上应具有多大初速度v0,才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平轨道上?解析:当游乐车灌满整个圆形轨道时,游乐车的速度最小,设此时速度为v,游乐车的质量为m,则据机械能守恒定律得:要游乐车能通过圆形轨道,则必有v0,所以有例6、小球
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