甘肃省甘南州夏河县夏河中学2023届高考物理第五章 机械能 基础知识测试

第五章基础知识测试 姓名： 得分： 一、功 1.定义：一个物体受到力的作用，并在 上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。 2.必要因素：力和物体在 上发生的位移。 3.物理意义：功是能量转化的 。 4.计算公式 (1)恒力F的方向与位移l的方向一致时：W＝ 。 (2)恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角α时：W＝ 。 5.功的正负 (1)当0≤α＜时，W＞0，力对物体做 。 (2)当＜α≤π时，W＜0，力对物体做 ，或者说物体 这个力做了功。 (3)当α＝时，W＝0，力对物体 。 二、功率 1.定义：功与完成这些功所用 的比值。 2.物理意义：描述力对物体做功的 。 3.公式 (1)P＝ ，P为时间t内的 。 (2)P＝ ，v为平均速度，则P为 功率；v为瞬时速度，则P为 功率；当力F和速度v不在 时，可以将力F分解或者将速度v分解。 考点一　恒力功的分析和计算 1.功的正负的判断 (1)依据力与 方向的夹角来判断。 (2)依据力与 的夹角来判断。 2.恒力功的计算方法 3.总功的计算方法 方法一：先求合力F合，再用W总＝ 求功，此法要求F合为恒力。 方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3、…，再应用W总＝ …求总功，注意代入“＋”“－”再求和。 考点二　变力做功的四种计算方法 角度1　利用微元法求变力做功 将物体的位移分割成许多小段(如图4)，因每一小段很小，每一小段上作用在物体上的力可以视为恒力，这样就将变力做功转化为在无数多个位移上的恒力所做功的代数和。此法常用于求解大小 、方向 的变力做功问题。 图4 角度2　利用平均力求变力做功 当物体受到的力方向不变，而大小随位移均匀变化时，则可以认为物体受到一大小为＝ 的恒力作用，F1、F2分别为物体在初、末位置所受到的力，然后用公式W＝lcos α求此变力所做的功(如图6)。 图6 角度3　化变力为恒力求变力做功 有些变力做功问题通过转换 ，可转化为恒力做功，用W＝Flcos α求解。此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功的问题中(如图8)。 图8 角度4　利用F－x图象求变力做功 在F－x图象中，图线与x轴 就表示力F在这段位移所做的功，且位于x轴上方的“面积”为 ，位于x轴下方的“面积”为 ，但此方法只适用于便于求图线所围面积的情况(如三角形、矩形、圆等规则的几何图形)。 考点四　机车启动类问题 1.两种启动方式 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P－t图象和 v－t图象 OA 段 过程 分析 v↑⇒F＝ ↓⇒ a＝ ↓ a＝ 不变⇒F不变 P＝ ↑直到P＝P额＝ 运动 性质 加速度 的 直线运动 匀加速直线运动，维持时间 t0＝ AB 段 过程 分析 F＝F阻⇒a＝0⇒vm＝ v↑⇒F＝ ⇒a＝ ↓ 运动 性质 以 做匀速直线运动 减小的 直线运动 BC 段 过程 分析 F＝F阻⇒a＝0⇒vm＝ 运动 性质 做匀速直线运动 2.三个重要关系 (1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm＝＝ (式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力大小F阻)。 (2)机车以恒定加速度启动的过程中，匀加速过程结束时，功率最大，但速度不是最大，v＝ vm＝。（填大于、小于或等于） (3)机车以恒定功率启动时，牵引力做的功W＝Pt。由动能定理得Pt－F阻x＝ 。此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移大小和时间。 一、动能 1.定义：物体由于 而具有的能。 2.公式：Ek＝ 。 3.单位： ，1 J＝1 N·m＝1 kg·m2/s2。 4.物理意义 (1)动能是状态量，v是 (选填“瞬时速度”或“平均速度”)。 (2)动能是 (选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向 (选填“有关”或“无关”)。 5.动能的变化：物体 与 之差，即ΔEk＝ 。 二、动能定理 1.内容：力在一个过程中对物体所做的功，等于物体