高一物理寒假专题——功和能量人教实验版知识精讲.doc

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1、高一物理寒假专题——功和能量人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：寒假专题——功和能量类型1功和功率的计算（一）功的相关问题1.恒力F做功：两种理解：（1）力F与在力F的方向上通过的位移的乘积。（2）在位移s方向上的力与位移s的乘积。注：力的作用点和位移的主体必须是同一点。2.变力F做功的求解方法（1）若变力F是位移s的线性函数，则。（2）变力F的功率恒定。（3）利用动能定理及功能关系等方法求解。3.合外力的功W合（1），在位移s上F合恒定。（2）要注意各功的正负。4.正、负功的物理意义正功表示该力作为动力对物体做功，负功表示

2、该力作为阻力对物体做功。5.摩擦力做功的特点（1）摩擦力既可以做正功，也可以做负功。（2）相互摩擦的系统内：一对静摩擦力的功的代数和总为零，静摩擦力起着传递机械能的作用，而没有机械能转化为其他形式的能。一对滑动摩擦力的功的代数和与路径有关，其值为负。等于摩擦力与相对位移的乘积。即。所以摩擦力可能有两个作用：一是物体间的机械能的转移；二是机械能转化为内能。（二）功率的相关问题1.物理意义：描述做功的快慢。2.功率的求解：（求平均功率），。α为F与v的夹角（既可求平均功率，也可求即时功率）（三）机动车的启动问题1.恒定功率启动：速度

3、图象如图所示，当时，·2.恒定加速度的启动问题。速度图象如图所示。解决问题的关键是明确所研究的问题是处在哪个阶段上。以及匀加速过程的最大速度v1和全程的最大速度vm的区别和求解方法。求求注：有些题目还需要结合能量的观点才能使问题得以解决。例1.质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑到B点在木板上前进了L，而木板前进了s，如图所示，若滑块与木板间动摩擦因数为μ，求：（1）摩擦力对滑块和木板做的功；（2）系统产生的焦耳热；（3）系统损失的动能。解析：（1）摩擦力与其他按性质分的力一样也一定成

4、对出现。但两摩擦力的作用点对地位移不同，所以摩擦力对滑块做功，摩擦力对木板做功。（2）系统产生的焦耳热应等于系统损失的总动能，也等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。（3）系统动能的损失为。启迪：（1）一对静摩擦力作用下物体的位移一定相等，而一对滑动摩擦力作用下的物体的位移的大小未必相等。（2）一对摩擦力对系统的总功未必为零。一对静摩擦力对系统的总功为零。一对滑动摩擦力对系统的总功必为负值。（3）系统机械能的损失量即为系统内能的增加量。例2.质量的汽车从静止开始匀加速驶上倾角为α的斜坡，其中，当汽车达到该车额定功率P＝90kW即恒功率

5、后继续行驶。求：（1）汽车做匀加速运动的时间是多少?（2）若斜坡长115.5m，且汽车到达坡顶之前已达到最大速度，求汽车由坡底到坡顶的总时间。解析：（1）汽车在斜坡上运动的速度—时间图象如图所示。设汽车在斜坡上做匀加速运动时间为，在斜坡上运动的总时间为，由牛顿第二定律得：<1>中代入数据得：由功率公式由<2>代入<3>得：（2）汽车匀加速的位移为汽车在斜坡上行驶的最大速度对汽车由到这段时间应用功能定理：将<4><5><6>等数据代入<7>得：启迪：（1）本题为典型的恒加速启动问题，但对之后的变加速过程只能用动能定理，匀变速的运动

6、学公式不适用。（2）为牵引力的功而不是合外力的功。（3）若斜面较短，汽车到达坡顶的速度小于15m/s。（4）试求汽车在5s末的即时功率和前5s内的平均功率。类型2动能定理（一）动能定理的表达式：（二）应用中应注意的问题1.对于合外力的功W求法。若确定的研究过程中各力均恒定，或。若确定的研究过程中，有些力是变力则上列用求解。2.总功是指各力做功的代数和，但要特别注意各力做功的正负。3.W＞0，则，说明合外力作为动力做功。W＜0，则，说明合外力作为阻力做功。4.动能定理是标量式，所以不能在哪个方向上用动能定理。（三）动能定理的适用对

7、象：涉及单个物体（或可看成单个物体的物体系）的受力和位移的问题，或求解变力做功的问题。（四）应用动能定理的解题步骤：1.确定研究对象，明确物体的受力情况和运动过程，必要时要画好受力分析图和过程示意图。2.明确各力做功的正负，并求代数和。3.运用动能定理建立方程。例1.物体从斜面底部冲上足够长的斜面后，返回斜面的底端，已知物体的初动能为，它返回底部时的速度大小为v，全程中克服阻力做的功为，若物体冲上斜面初动能为，则有A.返回斜面底部时的动能为B.返回斜面底部时的动能为C.返回斜面底部时速度大小为D.返回斜面底部时速度大小为解析：选

8、A、D。设斜面倾角为θ，当以初动能上滑时，最大位移为s，受到的摩擦力为，由动能定理：上滑过程：从开始到返回出发点：返回到出发点时，设当以初动能上滑时，最大位移为，由动能定理：上滑过程：返回出发点：由<1><4>可知：由<2><5>两式：可得，A项正确。由<3><