2012届高考物理二轮复习精品课件专题5 功与功率

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定理得 Pt2－fx2＝2mv2m－2mv21
解得 x2＝1 000 m. 则汽车从静止到达到最大速度过的路程为
x＝x1＋x2＝1 010 m.
小结与拓展 汽车启动，一般认为阻力 f 不变， 要能灵活运用 P＝Fv，F－f＝ma，两式来分析问题， 匀加速启动阶段，F，f，a 都不变，v 增大，P 增大．如 果 P 不变，则 v 增大，F 减小，a 减小．当 a＝0 后， F＝f，匀速运动．
必要的辅助方程，进行求解．
1．求变力做功的几种方法
功的计算在中学物理中占有重要的地位，中学阶 段所学的功的计算公式 W＝Fscos α只能用于恒力做 功情况，对于变力做功的计算则没有一个固定公式可
用，变力做功问题可归纳如下： (1)功率恒定：WF＝Pt.注意：这是求牵引力做的
功，而不是合力做的功．
(4)平均力法 如果力的方向不变，力的大小对位移按线性规律
变化时，可用力的算术平均值(恒力)代替变力，利用 功的定义式求功．
W＝Fs＝（F1＋2F2）s.(如矩形木块在浮出水面过 程中浮力随木块浸入水中深度的减小而均匀减小)
(5)用动能定理求变力做功
例 1 如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点
动能定理时，可以分段考虑，也可以全程作为一个整 体考虑．
3．一般应用步骤
(1)选取研究对象，明确它的运动过程．
(2)分析研究对象的受力情况和各力做功情况，然 后求各个外力做功的代数和．
(3)明确物体运动过程中初、末状态的动能 Ek1 和 Ek2.
(4)列出动能定理的方程 W 合＝Ek2－Ek1，及其他
0 时速度达到最大值 vm＝54 km/h＝15 m/s，此时发动 机的牵引力 F 与机车所受阻力相等，对汽车速度由 0 到 vm 过程运用动能定理(设发动机功率为 P)，则

1．功的正负判断.
提醒探究
2.功的计算． (1)恒力做功的计算公式 W＝Flcos α，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． (3)总功的计算：①先求物体所受的合外力，再求合外力的功；②先求 每个力做的功，再求各功的代数和．
提醒探究
题型3 机车启动问题分析
1．机车两种启动方式的比较.
提醒探究 （续上表）
提醒探究 （续上表）
提醒探究 2.三个重要的关系式． (1)无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动的速
度，即 vm＝FPmin＝FP阻(式中 Fmin 为最小牵引力，其值等于阻力 F 阻)． (2)机车以恒定的加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，
答案：(1)16 s (2)P1＝m(μg＋a)at (3)12 m/s
与运动方向垂直，故不做功，即 WFT＝0. 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 L，所以 WG ＝mgL.F 阻所做的总功等于每个小弧段上 F 阻所做功的 代数和，即：
WF 阻＝－(F 阻Δx1＋F 阻Δx2＋…)＝－12F 阻πL.
提醒探究
故重力 mg 做的功为 mgL，绳子拉力做功为零，空气阻力所做 的功为－21F 阻πL.
得下滑的时间： t＝ 2as＝2 s.
提醒探究
重力的功率为：P1＝Wt ＝25 W. (2)物体滑到斜面底端的瞬时速度为：v＝at＝10 m/s. 而 v 与 mg 的夹角为 60°， 所以 P2＝mgv cos 60°＝50 W. 答案：(1)25 W (2)50 W

动到GA边，被相应的收集器
收集，整个装置 内部为真空．
已知被加速度的两种正离子的质量分别是m1和m2(m1>m2)， 电荷量均为q.加速电场的电势差为U，离子进入电场时的初速 度可以忽略，不计重力，也不考虑离子间的相互作用． (1)求质量为m1的离子进入磁场时的速率v1； (2)当磁感应强度的大小为B时，求两种离子在GA边落点 的间距s； (3)在前面的讨论中忽略了狭缝宽度的影响，实际装置中 狭缝具有一定宽度．若狭缝过宽，可能使两束离子在GA边上 的落点区域交叠，导致两种离子无法完全分离． 设磁感应强度大小可调，GA边长为定值L，狭缝宽度为d， 狭缝右边缘在A处；离子可以从狭缝各处射入磁场，入射方向 仍垂直于GA边且垂直于磁场．为保证上述两种离子能落在GA 边上并被完全分离，求狭缝的最大宽度．
3 质量为m1的离子，在GA边上的落点都在其入射点左侧
2 R1处，由于狭缝的宽度为d，因此落点区域的宽度也是d，同 理，质量为m2的离子在GA边上落点区域的宽度也是d . 为保证两种离子能完全分离，两个区域应无交叠，条件为 2 R1 R2 d ④ m2 利用②式，代入④式得2 R1 (1 )d m1 R1的最大值满足 2 R1m L d m2 得 L d (1 )d m1 求得最大值d m m1 m2 2 m1 m2 L
等于
方法指导：
1．计算电场力的功的方法： (1) W=Fscosa(适用于匀强电场中功的计算)． (2)W=qU(对匀强电场、非匀强电场中功的计算均适 用).
(3)W=-DE电(对匀强电场、非匀强电场中功的计算均
适用)． (4)根据动能定理计算(对匀强电场、非匀强电场中功 的计算均适用)．
2．判断电势高低的方法

(2)以恒定加速度启动．即最初加速度 a 恒定，牵引力 F 恒定，随 着 v 的增大，P 也将不断增大，直到 P 达到额定功率 Pm，此时匀加速 运动结束，速度为 Pm ，此后若要汽车继续加速就只能让它以额定功 f＋ma
率行驶，直到速度达到最大．
例 1 [2011·浙江卷] 节能混合动力车是一种可以利用汽油及 所储存电能作为动力来源的汽车．有一质量 m＝1 000 kg 的混合 动力轿车，在平直公路上以 v1＝90 km/h 匀速行驶，发动机的输 出功率为 P＝50 kW，当驾驶员看到前方有 80 km/h 的限速标志 时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机 工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动 L＝72 m 后，速度变 1 4 为 v2＝72 km/h.此过程中发动机功率的5用于轿车的牵引，5用于 供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有 50%转化为 电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．求：
例 1 变式题
C
【解析】 当机车匀速行驶时，牵引力 F＝f，
功率为 P＝fv＝kv2，当动车以 v1＝240 km/h 和 v2＝120 km/h 的速
2 度行驶时的功率比为：P1∶P2＝v2∶v2＝4∶1. 1►探究点二动能定理在多过程中的应用
物体在多过程中运动时，应用动能定理解题的思路： 1．确定对象，分析物体的各个运动过程；
(1)轿车以 90 km/h 在平直公路上匀速行驶时，所受阻力 F 阻 的大小； (2)轿车从 90 km/h 减速到 72 km/h 过程中，获得的电能 E 电 (3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能 E km/h 匀速运动的距离 L′.
电
维持 72
例1
(1)2×103 N