内容正文:
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专题6 机械能
考点23 功和功率
考点24 动能定理
考点25 机械能守恒定律
考点26 机械能守恒与学科内知识的综合应用
考点27 功能关系、能量守恒
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考点23 功和功率
1. 功是力和在力的方向上通过的位移的乘积.
公式W=Fxcosα,是过程量.公式中的位移x是相对地面的位移,当物体可以看做质点时,x是质点的位移;当物体不可以看做质点或力的作用点与物体有相对运动时, x是力的作用点的位移.
2.功率是表示力做功快慢的物理量.
平均功率:;瞬时功率:P=Fvcosα.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率.
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考法1 恒力做功和变力做功的求解方法★★★
1.恒力做功的求解
求解功首先要明确力的特点,区分恒力和变力,区分是某一个力还是几个力的合力.根据力及其变化规律,选择合适的方法求解.
2.变力做功的求法
方法1 公式法(将变力做功转化为恒力做功)
(1) 滑动摩擦力、空气阻力在物体往返运动过程中,所做的功等于力和路程的乘积,不是力和位移的乘积,可将方向变化、大小不变的变力转化为恒力来求力所做的功.
考点23 功和功率
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(2) 如果力的方向不变,力的大小对位移按线性规律变化(即F=kx+b)时,F由F1变化到F2的过程,力的平均值为,该力所做的功等于该平均力所做的功, 即.这其实是微元法的应用.根据微元法,我们曾经理解匀变速直线运动的v-t图像中图线与t轴所围的面积表示位移.两者可以对照理解.
(3) 通过关联点的联系将变力做功转化为恒力做功.如图所示,当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动到B点,求人对绳的拉力做的功时,因为人对绳的拉力的方向时刻在变化,不能直接用W=Flcos α计算,但在重物匀速上升过程中,绳的拉力恒等于重力.求人对绳的拉力做的功转化为绳对物体的拉力做的功,也就是克服重力所做的功.
考点23 功和功率
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(4) 图像法.由于功W=Fx,则在F-x图像中图线和x轴所围图形的面积表示F做的功.
方法2 用W=Pt计算重点
变力的功率一定时,可用W=Pt求功,如机车以恒定功率P行驶的过程,随速度增加牵引力不断减小,此时牵引力所做的功不能用W=Fx来计算,但因功率恒定,可以用W=Pt计算.
方法3 动能定理法重点
当F为变力或物体做曲线运动时,或所要求解的问题