2019_2020学年高中物理第1章功和功率本章优化总结学案鲁科版必修2.doc

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1、本章优化总结[学生用书P15]　功的计算[学生用书P15]1．公式W＝Fscosα，s是物体相对地面的位移，F为恒力，流程图如下：2．变力做功的计算(1)将变力做功转化为恒力做功．当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积．(2)当变力做功的功率P一定时，如机车恒定功率启动，可用W＝Pt求功．4(3)图象法：若已知F－s图象，则变力的功可用F－s图象下的面积表示．如图所示，s轴上方的面积表示力对物体做正功的多少，s轴下方的面积表示力对物体做负功的多少．　如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把

2、悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力f的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力T、空气阻力f各做了多少功？[解析]　重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影OB，且OB＝l，所以WG＝mgl.因为拉力T在运动过程中，始终与运动方向垂直，故不做功，即WT＝0.空气阻力虽然大小不变，但方向不断改变，且任何时刻都与运动方向相反，即沿圆弧的切线方向，因此属于变力做功问题．如果将分成许多小弧段，使每一小段弧小到可以看成直线，在每一小段弧上f的大小、方向可以认为不变(即为

3、恒力)，这样就把变力做功的问题转化为恒力做功的问题．因此f所做的总功等于每一小段弧上f所做功的代数和．即Wf＝－(fΔl1＋fΔl2＋…)＝－fπl.[答案]　mgl　0　－fπl　1.一物体所受的力F随位移l发生如图所示的变化，求这一过程中，力F对物体做的功为多少？解析：力F对物体做的功等于l轴上方的正功(梯形“面积”)与l轴下方的负功(三角形“面积”的相反数)的代数和．W1＝S梯形＝×(4＋3)×2J＝7JW2＝－S三角形＝－×(5－4)×2J＝－1J所以力F对物体做的功为W＝W1＋W2＝7J－1J＝6J.4答案：6J　功率

4、的理解及应用[学生用书P16]1．P＝，此式求出的是t时间内的平均功率，当然若功率一直不变，亦为瞬时功率，当时间t极短时，求出的功率也是瞬时功率．2．P＝Fvcosα，即功率等于力F、运动的速度v以及力和速度的夹角α的余弦的乘积．当α＝0时，公式简化为P＝Fv.3．机车以恒定功率启动或以恒定加速度启动(1)P＝Fv指的是牵引力的瞬时功率．(2)依据P＝Fv及a＝讨论各相关量的变化，三个最终状态量的特点：P＝Pm，a＝0(F＝f)，v＝vm.　质量为1.0×103kg的汽车，沿倾角为30°的斜坡由静止开始运动，汽车在运动过程中受到

5、的摩擦力恒定，大小为2000N，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104W，开始时以a＝1m/s2的加速度做匀加速运动，g取10m/s2.求：(1)汽车做匀加速运动的时间t1；(2)汽车所能达到的最大速度vmax.[解析]　汽车在斜坡上先做匀加速运动，当达到最大功率后又做加速度逐渐减小的变加速运动，达到最大速度之后，做匀速直线运动．汽车在斜坡上受力分析如图所示．(1)当汽车的功率达到额定功率时，匀加速运动结束，则有P＝F1v1F1－mgsin30°－Ff＝ma又v1＝at1联立以上各式解得t1＝7s.(2)当汽车以额定功率运动，

6、且合外力为零时，速度达到最大值，则有P＝F2vmaxF2－mgsin30°＝Ff由此解得vmax＝8m/s.[答案]　(1)7s　(2)8m/s　2.额定功率为80kW的汽车，在某平直公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量m＝2×103kg.如果汽车从静止开始匀加速直线行驶，经5s4刚好达到额定功率，之后以额定功率沿直线行驶，若汽车运动过程中所受阻力不变，g取10m/s2，求：(1)汽车所受的恒定阻力的大小；(2)3s末汽车的瞬时功率；(3)汽车启动后前10s内汽车的平均功率．解析：(1)当汽车匀速行驶时有　f＝解得　f＝

7、4×103N.(2)P＝Fv＝(f＋ma)at代入数据可得　a＝2m/s2当t＝3s时，可解得　P＝48kW.(3)汽车启动后前5s，汽车做功W1＝Fs＝(f＋ma)at汽车起动后，5s末到10s末，汽车做功W2＝P额t2汽车起动后前10s内汽车的平均功率P＝解得P＝60kW.答案：(1)4×103N　(2)48kW　(3)60kW4