1、第五章 机械能及其守恒定律第一节 功和功率突破考点02突破考点01突破考点03突破考点04课时作业高考真题 突破考点01 自主练透 功的正负判断与计算 1做功的两个要素(1)作用在物体上的_(2)物体在_上发生的位移2公式：W_(1)是力与_方向之间的夹角，l 为物体对地的位移(2)该公式只适用于_做功3功的正负夹角功的正负90力对物体做_或说成物体克服这个力做了功答案1(1)力(2)力的方向2Flcos(1)位移(2)恒力3正功 不做功 负功1功的正负的判断方法(1)恒力做功的判断：若物体做直线运动，依据力与位移的夹角来判断(2)曲线运动中功的判断：若物体做曲线运动，依据 F 与 v的 方
2、向 夹 角 来 判 断 当 090，力 对 物 体 做 正 功，90 P BB重力的平均功率 P A P BC重力的瞬时功率 PAPBD重力的瞬时功率 PAtB，由 PWt 知 P A P B，A、B均错；由匀变速直线运动公式可知落地时两物体的速度大小相同，方向不同，重力的瞬时功率 PAmgvsin，PBmgv，显然PAPB，故 C 错、D 对答案：D6一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0 时其速度为 1 ms1，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力 F，力 F和滑动的速度 v 随时间 t 的变化规律分别如图甲、乙所示，则以下说法正确的是()A第 1 s 内，F 对滑块做的功为 3 JB
3、第 2 s 内，F 对滑块做功的平均功率为 4 WC第 3 s 末，F 对滑块做功的瞬时功率为 1 WD前 3 s 内，F 对滑块做的总功为零解析：本题考查功和功率的计算，意在考查考生利用图象解决问题的能力由题图可知，第 1 s 内，滑块位移为 1 m，F 对滑块做的功为 2 J，A 错误第 2 s 内，滑块位移为 1.5 m，F 做的功为 4.5 J，平均功率为 4.5 W，B 错误第 3 s 内，滑块的位移为 1.5 m，F 对滑块做的功为 1.5 J，第 3 s 末，F 对滑块做功的瞬时功率 PFv1 W，C 正确前 3 s 内，F 对滑块做的总功为 8 J，D 错误答案：C 突破考点0
4、3 分类例析 机车启动问题 1以恒定功率启动(1)运动过程分析(2)运动过程的速度时间图象如图所示2以恒定加速度启动(1)运动过程分析(2)运动过程的速度时间图象如图所示3三个重要关系式(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 PFmin PF阻(式中 Fmin 为最小牵引力，其值等于阻力 F 阻)(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 vPFvm PF阻.(3)机车以恒定功率运行时，牵引力做的功 WPt.由动能定理：PtF 阻xEk.此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小【例 1】在检测某款电动车性能的某
5、次实验中，质量为8102 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 F1v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(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 2 m/s?(1)F1v图象的斜率表示什么物理量？在 BC 段上斜率的意义是什么？(2)图象中的 C 点对应电动车的速度为_，恰好为电动车的_速度(1)分析图线可知：电动车
6、由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度后做匀速直线运动当最大速度 vmax15 m/s 时，牵引力为 Fmin400 N故恒定阻力 FfFmin400 N额定功率 PFminvmax6 kW.(2)匀加速直线运动的末速度vPF代入数据解得v3 m/s匀加速直线运动的加速度FFfma代入数据解得a2 m/s2(3)电动车在速度达到3 m/s之前，一直做匀加速直线运动故所求时间为tva将v2 m/s代入上式解得t1 s.(1)见解析 6 kW(2)2 m/s2(3)1 s分析机车启动问题时应注意的三点1机车启动的方式不同，机车运动的规律就不同，因
7、此机车启动时，其功率、速度、加速度、牵引力等物理量的变化规律也不相同，分析图象时应注意坐标轴的意义及图象变化所描述的规律.2恒定功率下的加速一定不是匀加速，这种加速过程发动机做的功可用WPt计算，不能用WFl计算因为F为变力.3以恒定牵引力加速时的功率一定不恒定，这种加速过程发动机做的功常用WFl计算，不能用WPt计算因为功率P是变化的.1一列火车总质量m500 t，机车发动机的额定功率P6105 W，在水平轨道上行驶时，轨道对列车的阻力Ff是车重的0.01倍，g10 m/s2，求：(1)列车在水平轨道上行驶的最大速度vm；(2)在水平轨道上，发动机以额定功率P工作，当行驶速度为v11 m/s
8、时，列车的瞬时加速度a1；(3)在水平轨道上以36 km/h速度匀速行驶时，发动机的实际功率P；(4)若火车从静止开始，保持a0.5 m/s2的加速度做匀加速运动，这一过程维持的最长时间t.解析：(1)当牵引力等于阻力，即FFfkmg时火车的加速度为零，速度达最大，则vmPF Pkmg12 m/s.(2)当v11 m/sW2BW1lBC，故W1W2，A正确答案：A4如图所示，在水平面上，有一弯曲的槽道AB，槽道由半径分别为 R2 和R的两个半圆构成，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿光滑槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为()A0 BFRC.
9、32FRD2FR解析：虽然拉力方向时刻改变，但拉力方向与小球运动方向始终一致，用微元法，在很小的一段位移内可以看成恒力做功，小球的路程为RR2，则拉力做的功为32FR，C正确答案：C5如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆则小物块运动到x0处时F做的总功为()A0 B.12Fmx0C.4Fmx0D.4x20解析：F为变力，但Fx图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功由于图线为半圆，又因在数值上Fm12x0，故W12F2m12Fm12x04Fmx0.答案：C温示提馨请 做：课时作业 14（点击进入）温示提馨请 做：高考真题（点击进入）