机械能及其守恒定律PPT课件

2 m，所以 WF1≠F1·l＝12 J，WF2≠F2·l＝16 J，故 A、B 错．F1、
F2 的合力 F 合＝ F12＋F22＝10 N，W 总＝F 合·l＝20 J，故 C
错 D 对．
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二、功率的计算 1．公式 P＝Wt 和 P＝Fvcosα 的比较 (1)公式 P＝Wt 是平均功率的定义式，适用于任何情况下平 均功率的计算． (2)公式 P＝Fvcosα 既能计算瞬时功率，也能计算平均功 率．若 v 是瞬时值，则计算出的功率是瞬时值，若 v 是平 均值，则计算出的功率是平均值． 特别提醒：对于α变化的不能用P＝Fvcosα计算平均功率.
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A．从 0 至 t3 时间内一直匀加速直线运动 B．t2 时刻的加速度大于 t1 时刻的加速度 C．在 t3 时刻以后，机车的牵引力为零 D．该列车所受的恒定阻力大小为vP3 解析：选 D.0～t1 匀加速，t1～t3 加速度变小，故 A、B 错；t3 以后列车匀速运动，牵引力等于阻力，故 C 错；匀速运动时 F 阻＝F 牵＝vP3，故 D 正确．
【解析】 如图，小球在F方向的位移为CB，方向与F同 向，则 WF＝F·CB＝F·Lsinθ 小球在重力方向的位移为AC，方向与重 力反向，则 WG＝mg·AC·cos180°＝－mg·L(1－cosθ) 绳的拉力FT时刻与运动方向垂直，则 WFT＝0 故W总＝WF＋WG＋WFT＝F·Lsinθ－mgL(1－cosθ)． 【答案】 见解析 【规律总结】 恒力做功与物体的实际路径无关，等于力 与物体在力方向上位移的乘积，或等于力在位移方向上的 分力与位移的乘积，注意力的正负．
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热身体验答案与解析 1－1.答案：B 1－2.解析：选D.在加速、匀速、减速的过程中，支持力与 人的位移方向始终相同，所以支持力始终对人做正功．故 选D. 2．解析：选B.设F2与水平方向成θ角，由题意可知：F1v1＝ F2·v2·cosθ，因cosθ＜1，故F1v1＜F2v2.当F2＝F1时，一定有 v1＜v2，故选项A错误、B正确．当F2＞F1时，有v1＞v2、v1 ＜v2、v1＝v2三种可能，故选项C错误．当F2＜F1时，一定 有v1＜v2，故D选项错误．
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即时应用3 (2013·西工大附中高三模拟)当前我国“高铁”事 业发展迅猛．假设一辆高速列车在机车牵引力和恒定阻力 作用下，在水平轨道上由静止开始启动，其v－t图象如图 所示，已知在0～t1时段为过原点的倾斜直线，t1时刻达到 额定功率P，此后保持功率P不变，在t3时刻达到最大速度 v3，以后匀速运动．下述判断正确的是( )
机械能及其守恒定 律
2014高考导航
考纲展示
热点视角
1.从近几年高考来看，关于功和功率等基本概
1.功和功率 Ⅱ 2.动能和动能定理 Ⅱ 3.重力做功与重力势 能Ⅱ 4.功能关系、机械能 守恒定律及其应用 Ⅱ
实验五：探究动能定 理 实验六：验证机械能 守恒定律
念的考查，多以选择题的形式出现，有时还以 电流及电磁感应等知识相结合命题． 2.功和能的关系一直是高考的“重中之重”， 是高考的热点和重点，涉及这部分内容的考题 不仅题型全、分量重，而且还经常有压轴题， 考查最多的是动能定理和机械能守恒定律，题 目中经常会涉及牛顿运动定律、平抛运动、圆 周运动以及电磁学等知识． 3.动能定理及能量守恒定律仍将是高考考查的 重点，由于高考题注重与生产、生活和科技相 结合，将对相关知识的考查放在一些与实际问
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要点透析直击高考
一、功的计算 1．恒力做功的计算 用公式W＝Flcosα计算，其中F为恒力，l是物体相对地面的 位移，而不是相对于和它接触的物体的位移． 2．变力做功的计算 (1)用动能定理W＝ΔEk计算． (2)当变力做功的功率一定时，用功率和时间计算：W＝Pt. (3)将变力做功转化为恒力做功．
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即时应用1 静止在水平地面上的物体，同时受到水平面内
两个互相垂直的拉力F1、F2的作用，由静止开始运动了2
m，已知F1＝6 N，F2＝8 N，则( )
A．F1做功12 J
B．F2做功16 J
C．F1、F2的合力做功28 J D．F1、F2做的总功20 J
解析：选 D.物体由静止沿 F1、F2 的合力方向运动，位移为
题相结合的情景中去，能力考查要求较高.
第1讲 功和功率
本节目录
基
要
考
技
知
础
点
点
法
能
再
透
探
提
演
现
析
究
炼
练
对
直
讲
思
轻
点
击
练
维
巧
自
高
互
升
夺
测
考
动
华
冠
基础再现对点自测
知识清单 一、功 1．做功的两个必要条件：__力__和物体在力的方向上发 生的__位__移____. 2．公式：W＝_F__sc_o_s_α___.适用于_恒__力___做功．其中α为 F、l方向间夹角，l为物体对地的位移．
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考点探究讲练互动
考点 1 恒力做功的计算 例1 如图所示，质量为 m 的小球用长为 L 的轻绳悬挂于 O
点，用水平恒力 F 拉着小球从最低点运动到使轻绳与竖直方 向成 θ 角的位置，求此过程中，各力对小球做的功及总功．
【思路点拨】 W＝F·lcosα可以理解为功等于力与力同 方向位移的乘积．
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无
以恒定加速度启动 匀加速直线运动，维持时
间 t0＝va1 v↑⇒F＝Pv额↓ ⇒a＝F－mF阻↓
加速度减小的加速运动
F＝F 阻⇒a＝0 ⇒以 vm＝PF额阻匀速运动
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2.三个重要关系式 (1)无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动 时的速度，即 vm＝FPmin＝FPf(式中 Fmin 为最小牵引力，其值 等于阻力 Ff)． (2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束 时，功率最大，速度不是最大，即 v＝PF＜vm＝FPf. (3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功 W＝Pt.由动能定 理：Pt－Ffx＝ΔEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启动 过程的位移大小．
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热身体验 1－1.下图所示的四幅图是某同学提包回家的情景，其中该 同学提包的力不．做功的是( )
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1－2.一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加 速、后匀速、再减速的运动过程，则电梯支持力对人做 功的情况是( ) A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功 B．加速时做正功，匀速和减速时做负功 C．加速和匀速时做正功，减速时做负功 D．始终做正功
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考点2 功率的计算 例2 如图所示，水平传送带正以2 m/s的速度运行，两端 水平距离l＝8 m，把一质量m＝2 kg的一个物块轻轻放到传 送带的A端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与 传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，不计物块的大小，g取10 m/s2，则把这个物块从A端传送到B端的过程中，摩擦力对 物块做功的最大功率和平均功率各是多少？
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相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运 动到 B 端，物块由 A 端到 B 端所用的时间为 t＝va＋l－v x＝21 s＋8－2 2 s＝5 s 则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为 P ＝Wt ＝45W＝0.8 W.
【答案】 4 W 0.8 W
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【名师归纳】 计算功率的基本思路： (1)首先判断待求的功率是瞬时功率还是平均功率． (2)①平均功率的计算方法 a．利用 P ＝Wt . b．利用 P ＝F v cosα. ②瞬时功率的计算方法 P＝Fvcosα，v 是 t 时刻的瞬时速度．
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考点 3 机车问题的分析与计算 例3 电动车因其可靠的安全性能和节能减排的设计理念，
越来越受到人们的喜爱，在检测某款电动车性能的某次实验 中，质量为 8×102 kg 的电动车由静止开始沿平直公路行驶， 达到的最大速度为 15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时 刻电动车的牵引力 F 与对应的速度 v，并描绘出 F－1v图象 如图所示(图中 AB、BO 均为直线)．假设电动车行驶中所受 的阻力恒定．
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(1)根据图线ABC，判断该电动车做什么运动，并计算电动车 的额定功率； (2)求此过程中电动车做匀加速直线运动的加速度的大小； (3)电动车由静止开始运动,经过多长时间速度达到v1＝2 m/s? 【解析】 (1)分析图线可知：图线AB段代表的过程为牵引力 F不变，阻力Ff不变，电动车由静止开始做匀加速直线运动； 图线BC段的斜率表示电动车的功率P，P不变为额定功率，达 到额定功率后，则电动车所受牵引力逐渐减小，做加速度减 小的变加速直线运动，直至达最大速度15 m/s；此后电动车 做匀速直线运动．
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3．总功的计算 (1)先求合外力F合，再应用公式W合＝F合lcosα求功，其中 α为合力F合与位移的夹角．一般适用于整个过程中合力恒 定不变的情况． (2)分别求出每个力的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1 ＋W2＋W3＋…求合外力的功．这种方法一般适用于在整 个过程中，某些力分阶段作用的情况．
A．一直增大
B．一直减小
C．先增大后减小 D．先减小后增大
解析：选C.在水平状态时，v＝0，则P＝0，竖直状态时
v⊥mg则P＝0，在其他位置时P≠0,故瞬时功率先增后减，1．两种启动方式比较
两种方式 以恒定功率启动
P－t 图 和 v－t 图
OA 过程 段 分析
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3．功的正负判断
夹角
功的正负
0°≤α<90°
力对物体做正功
90°<α≤180°
力对物体做负功，或者说 物体克服这个力做了功
α＝90°
力对物体不做功
特别提示：功是标量，比较做功多少看功的绝对值．
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二、功率 1．定义：功与完成这些功所用时间的__比__值___． 2．物理意义：描述力对物体做功的__快__慢___． 3．公式