浙江专用版2020版高考物理二轮复习专题二能量与动量第4讲功和功率功能关系讲义.pdf

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1、功和功率功能关系专题定位1.掌握功、功率相关的分析与计算方法；2.深刻理解功能关系；3.综合应用动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律，结合动力学方法解决多运动过程问题；4.掌握动量定理和动量守恒定律；5.综合应用动量和能量观点解决复杂问题．第4讲功和功率功能关系[相关知识链接]1．功的计算(1)单个恒力的功W＝Flcosα(2)合力为恒力的功①先求合力，再求W＝Flcosα合②W＝W＋W＋…122．功率的计算W(1)P＝，适用于计算平均功率；t(2)P＝Fv，若v为瞬时速度，P为瞬时功率，若v为平均速度，P为平均功率．

2、注意：力F与速度v方向不在同一直线上时功率为Fvcosθ.(3)机车启动问题以恒定功率启动以恒定加速度启动P－t图象与v－t图象OA段：做加速度逐渐减小的OA段：以加速度a做匀加速直线运动；变加速直线运动；运动规律AB段：做加速度逐渐减小的变加速直线运动；AB段：做速度为v的匀速直mBC段：做速度为v的匀速直线运动m线运动PF－FOA段：v↑⇒F＝额↓⇒a＝OA段：a＝阻不变⇒F不变⇒v↑⇒P＝vm过程分析F－FF·v↑，直到P＝P＝F·v；阻↓；额1mPF－FAB段：v↑⇒F＝额↓⇒a＝阻↓；AB段：F＝F⇒a＝0⇒P

3、＝Fvm阻额·vP阻mBC段：F＝F⇒a＝0⇒v达到最大值，v＝额阻mF阻[规律方法提炼]变力功的计算(1)若力大小恒定，且方向始终沿轨迹切线方向，可用力的大小跟路程的乘积计算(2)力的方向不变，大小随位移线性变化可用W＝Flcosα计算(3)已知F－l图象，功的大小等于“面积”(4)一般变力只能用动能定理求解例1(2019·嘉、丽3月联考)如图所示，篮球运动员平筐扣篮，起跳后头顶与篮筐齐平．若图中篮筐距地高度2.9m，球员竖直起跳，则其平筐扣篮过程中克服重力所做的功及离地时重力瞬时功率约为()A．900J，－2000W

4、B．900J，－4000WC．500J，－1000WD．2000J，－4000W答案B解析篮球运动员的身高约为1.8m，则跳起的高度h＝2.9m－1.8m＝1.1m篮球运动员的体重约为mg＝800N，则起跳过程中克服重力做的功W＝mgh＝880J≈900J起跳时的速度为v，则根据位移速度关系可得：v2＝2gh，解得v＝2gh≈4.7m/s离地时重力瞬时功率约为P＝－mgv＝－3760W≈－4000W，故B正确，A、C、D错误．拓展训练1(2019·山东烟台市第一学期期末)把两个相同的小球从离地面相同高度处，以相同大小的初

5、速度v分别沿竖直向上和水平向右方向抛出，不计空气阻力．则下列说法中正确的是()A．两小球落地时速度相同B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C．从小球抛出到落地，重力对两小球做的功相等D．从小球抛出到落地，重力对两小球做功的平均功率相等答案C拓展训练2(2019·浙南名校联盟高三期末)袋鼠跳是一项很有趣的运动．如图所示，一位质量m＝60kg的老师参加袋鼠跳游戏，全程10m，假设该老师从起点到终点用了相同的10跳，每一次跳起后，重心上升最大高度为h＝0.2m．忽略空气阻力，下列说法正确的是()A．该老师起跳时，地面对该老师做

6、正功B．该老师每跳跃一次克服重力做功的功率约为300WC．该老师从起点到终点的时间可能是7sD．该老师从起点到终点的时间可能是4s答案C例2(多选)发动机额定功率为P的汽车在水平路面上从静止开始先匀加速启动，最后达到0最大速度并做匀速直线运动，已知汽车所受路面阻力恒为F，汽车刚开始启动时的牵引力和f加速度分别为F和a，如图所示描绘的是汽车在这一过程中速度随时间以及加速度、牵引力00和功率随速度变化的图象，其中正确的是()答案AC解析汽车由静止开始匀加速启动时，a一定，根据v＝at知v增大，由F＝ma＋F知F一定，f根据P

7、＝Fv知v均匀增大，功率P也均匀增大，达到P后，功率保持不变，v继续增大，所额PF－FP以F＝减小，a＝f减小，当F＝F时，a＝0，v＝，此后汽车做匀速运动，故A、C正vmfmFf确．[相关知识链接]1．表达式：W＝E－E.总k2k12．五点说明(1)W为物体在运动过程中所受各力做功的代数和．总(2)动能增量E－E一定是物体在末、初两状态的动能之差．k2k1(3)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动．(4)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功．(5)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用．[规

8、律方法提炼]1．基本思路(1)确定研究对象和物理过程；(2)进行运动分析和受力分析，确定初、末速度和各力做功情况，利用动能定理全过程或者分过程列式．2．“两点一过程”(1)“两点”：指初、末状态及对应的动能E、E.k1k2(2)“一过程”：指从初状态到末状态的运动过程及合力做的功W合．3．在功能关系中的应用(1)对于