5.1功和功率 动能定理（讲义）（6考点+10题型）——2023-2024学年高一物理下学期期中期末题型复习讲义

5.1功和功率 动能定理 考点一　功的分析与计算 2 考点二　功率的计算 2 考点三　机车启动的两种方式 2 考点四　动能定理的理解与基本应用 3 考点五　动能定理与图像的结合 3 考点六　动能定理在多过程问题中的应用 4 题型1恒力做功问题 4 题型2变力做功问题 7 题型3功率和功综合问题的分析和计算 9 题型4机车恒定功率启动 12 题型5机车恒定加速度启动 13 题型6动能及动能定理的理解与基本应用 15 题型7Ek-x图像问题 17 题型8F-x图像与动能定理的结合 19 题型9其他图像与动能定理的结合 21 题型10动能定理在多过程问题中的应用 23 考点一　功的分析与计算 1．功的正负 (1)0≤α<90°，力对物体做正功． (2)90°<α≤180°，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功． (3)α＝90°，力对物体不做功． 2．功的计算：W＝Flcos_α (1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移． (2)该公式只适用于恒力做功． (3)功是标(填“标”或“矢”)量． 考点二　功率的计算 1．公式P＝和P＝Fv的区别 P＝是功率的定义式，P＝Fv是功率的计算式． 2．平均功率的计算方法 (1)利用＝. (2)利用＝F·cos α，其中为物体运动的平均速度． 3．瞬时功率的计算方法 (1)利用公式P＝Fvcos α，其中v为t时刻的瞬时速度． (2)P＝F·vF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度． (3)P＝Fv·v，其中Fv为物体受到的外力F在速度v方向上的分力． 考点三　机车启动的两种方式 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P­t图和v­t图 OA段 过程分析 v↑⇒F＝↓⇒a＝↓ a＝不变⇒F不变P＝Fv↑直到P额＝Fv1 运动性质 加速度减小的加速直线运动 匀加速直线运动、维持时间t0＝ AB段 过程分析 F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝ v↑⇒F＝↓⇒a＝↓ 运动性质 以vm做匀速直线运动 加速度减小的加速运动 BC段 F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝，以vm做匀速直线运动 考点四　动能定理的理解与基本应用 1．表达式：W＝Ek2－Ek1＝ΔEk. 其中Ek2＝mv表示一个过程的末动能，Ek1＝mv表示这个过程的初动能．W表示这个过程中合力做的功． 2．关于动能定理的几点说明 (1)W的含义：包含重力在内的所有外力所做功的代数和． (2)W与ΔEk的关系：合力做功是引起物体动能变化的原因．如果合力对物体做正功，物体的动能增加；如果合力对物体做负功，物体的动能减少；如果合力对物体不做功，物体的动能不变． (3)动能定理的实质：功能关系的一种具体体现，物体动能的改变可由合外力做功来度量． 考点五　动能定理与图像的结合 1．解决物理图像问题的基本步骤 (1)观察题目给出的图像，弄清纵坐标、横坐标所对应的物理量及图线所表示的物理意义。 (2)根据物理规律推导出纵坐标与横坐标所对应的物理量间的函数关系式。 (3)将推导出的物理规律与数学上与之相对应的标准函数关系式相对比，找出图线的斜率、截距、图线的交点、图线下的面积所对应的物理意义，分析解答问题，或者利用函数图线上的特定值代入函数关系式求物理量。 2．四类图像所围面积的含义 (1)v­t图：由公式x＝vt可知，v­t图线与坐标轴围成的面积表示物体的位移。 (2)a­t图：由公式Δv＝at可知，a­t图线与坐标轴围成的面积表示物体速度的变化量。 (3)F­s图：由公式W＝Fs可知，F­s图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。 (4)P­t图：由公式W＝Pt可知，P­t图线与坐标轴围成的面积表示力所做的功。 考点六　动能定理在多过程问题中的应用 对于包含多个运动阶段的复杂运动过程，可以选择分段或全程应用动能定理． 1．分段应用动能定理时，将复杂的过程分割成一个个子过程，对每个子过程的做功情况和初、末动能进行分析，然后针对每个子过程应用动能定理列式，然后联立求解． 2．全程应用动能定理时，分析整个过程中出现过的各力的做功情况，分析每个力的做功，确定整个过程中合外力做的总功，然后确定整个过程的初、末动能，针对整个过程利用动能定理列式求解． 当题目不涉及中间量时，选择全程应用动能定理更简单，更方便． 注意　当物体运动过程中涉及多个力做功时，各力对应的位移可能不相同，计算各力做功时，应注意各力对应的位移．计算总功时，应计算整个过程中出现过的各力做功的代数和． 题型1恒力做功问题 [题型专练1]. （2023春•建水县校级期末）如图所示，将一个大小为50N与水平方向成60°角的力F作用在一个质量为6kg的物体上，物体沿水平地面匀速前进了8m，g＝10m/s2，下面关于物体所受各力做功说法