高三物理复习第五章 机械能守恒 功 功率 人教实验版

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1、高三物理复习第五章机械能守恒功功率一、本周教学内容：复习第五章机械能守恒——功功率二、重点、难点解析：（一）功1、物体受到力的作用并且在力的方向上发生一段位移，就叫做力对物体做了功．力和在力的方向上发生的位移是做功的两个不可缺少的因素．2、计算功的一般公式：．其中F应是恒力，S是物体对地位移，是F与位移S的夹角．若=90°，则F不做功；若≤<，F做正功；若<≤，F做负功或说成物体克服F做了功．3、功是标量功的正、负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功，前者取正，后者取负．当物体受几个力作用时，计算合外力的功有两种方法：一是先用平行四边形定则求出合外力，再根据计算功．注意：应是合外

2、力与位移s的夹角．二是先分别求各外力的功：，……再求各外力的功的代数和．（二）功率1、功率是表示物体做功快慢的物理量．功跟完成这些功所用的时间的比叫做功率．2、公式（1），这是物体在时间内的平均功率．（2）．若是瞬时速度，则P是瞬时功率；若是平均速度，则P是平均功率．是F与方向间的夹角．3、发动机铭牌上的额定功率，是指该机正常工作时的最大输出功率，并不是任何时候发动机的功率都等于额定功率．实际输出功率可在零和额定功率之间取值．发动机的功率即是牵引力的功率，．在功率一定的条件下，发动机产生的力F跟运动速度成反比．<一>恒力做功的计算1、功的定义式为，可理解为．即功等于力与力方向分位移

3、之积或等于位移方向分力与位移之积．2、功是标量，但有正负之分，其正负号仅表示对动能的贡献，即正功使动能增加，负功使动能减小，也可把负功叙述为“某物体克服该力做功”．3、用定义式只能求恒力做功问题．对于特殊的变力，如正比例变化的力，像弹簧的弹力，可取平均力代替恒力，或物体运动摩擦力只有方向变化时，摩擦力等效为恒力，位移S取路程来处理．4、功的定义式中位移s为物体对地的位移．例l.如图所示，一人通过滑轮沿与水平方向成角施一恒力F作用在绳的一端，使木块水平向右移动s的距离．在此过程中，恒力F做的功为（）A.B.C.D.解析：方法一：注意恒力功公式中F与s的同一性，s应是F的作用点发生的位

4、移，作用点的位移如图中的BB’。因为等腰三角形，有，所以力F做功为：，所以选B。方法二：由功能转化关系知：人做功就是人通过绳子对木块做功，消耗的都是人的体能，根据功的标量性，人做的功等效为两段绳子对木块做的功，因而有：。方法三：人做的功就是滑轮与木块间的细杆对木块做的功，细杆对木块的水平分力为，其对木块做功为。答案：B<二>汽车启动时P、F、v三者关系汽车之类的交通工具靠发动机对外做功，发动机的额定功率认为是其最大输出功率．正常工作时，输出功率范围为0～之间．1、汽车以恒定功率启动假设汽车在平直的公路上行驶，所受阻力为定值，则汽车的加速度其中牵引力F可由功率表达式给出为当汽车刚启动

5、时速度很小，牵引力F很大，只要大于阻力，汽车就向前加速，速度逐渐增大．而速度增加必然使牵引力F减小，同时加速度减小．所以，汽车要以恒定功率行驶，必定做加速度逐渐减小的变加速运动．加速度为零时，汽车的速度达到最大，此时有=故汽车行驶的最大速度用图象可直观地描述这一运动过程，如图所示．2、汽车以恒定加速度启动要维持汽车的加速度恒定，则牵引力应为恒力，由可得，汽车的输出功率必将越来越大，而输出功率的增大是有限的，其极限为最大功率即额定功率，达到额定功率后只能再以恒定的功率（额定功率）行驶，做加速度逐渐减小的加速运动，直至达到最大速度，以后做匀速运动．其运动的图象如图所示．其中为匀加速运动

6、能达到的最大速度是汽车所能达到的最大速度。例2.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车的质量为5t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的，取g=10m／s2．汽车保持额定功率不变从静止启动后，汽车所能达到的最大速度是多大？当汽车的加速度为2m／s2时速度是多大？若汽车从静止开始，保持以0.5m／s2的加速度做匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？解析：汽车运动过程中所受的阻力大小为汽车保持恒定功率启动时当时，达到，输出功率图象及速度图象如图。当时速度最大，此时牵引力最小，其值为则汽车的最大速度为设汽车的加速度为时牵引力为汽车的速度为答案：当汽车以恒定加速度匀加速运动时，汽车的牵引力

7、为汽车匀加速运动时，a不变当时匀加速运动结束，而，速度继续增大，此后汽车以恒定的功率行驶，做加速度逐渐减小的加速运动直至速度最大，输出功率图象及速度图象如下图。汽车匀加速运动的末速度为匀加速运动的时间为。答案：16s<三>变力做功的计算1、如力的方向不变，而大小随位移成线性变化，则可以用平均力求功．2、对其他变力一般用功能关系求功．例如：重力做功改变重力势能，合外力做功改变物体动能，除重力之外的力改变物体的机械能．当机车以恒定功率启动时，牵引力做功为W=Pt．所以在该