高三物理功和能复习资料

篇一：高三物理第一轮复习讲义《功和能》

2010届物理一轮资料

第四章 机械能

单元切块：

按照考纲的要求，本章内容可以分成四个单元，即：功和功率；动能、势能、动能定理；机械能守恒定律及其应用；功能关系。其中重点是对动能定理、机械能守恒定律的理解，能够熟练运用动能定理、机械能守恒定律分析解决力学问题。

1功和功率

教学目标：

理解功和功率的概念，会计算有关功和功率的问题培养学生分析问题的基本方法和基本技能

教学重点：功和功率的概念

教学难点：功和功率的计算

教学过程：

一、功

1．功 功是力的空间积累效应。它和位移相对应（也和时间相对应）。计算功的方法有两种： ⑴按照定义求功。即：W=Fscosθ。 在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。当0????

2时F做正功，当????时F不做功，当????时F做负功。 22

这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。

⑵用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。这里求得的功是该过程中外力对物体做的总功（或者说是合外力做的功）。

这种方法的依据是：做功的过程就是 转化的过程，功是 的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。

【例1】 如图所示，质量为m的小球用长L的细线悬挂而静止在竖直

位置。在下列三种情况下，分别用水平拉力F将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。在此过程中，拉力F做的功各是多少？ ⑴用F缓慢地拉；

⑵F为恒力； ⑶若F为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。

可供选择的答案有

?1?cos??

A.FLcos? B.FLsin?C.FL?1?cos?? D.mgL

【例2】如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m，球的质量是0.1kg，线速度v=1m/s，小球由A点运动到B点恰好是半个圆周。那么在这段运动中线的拉力做的功是（ ）

A．0 B．0.1JC．0.314JD．无法确定

【例3】下面列举的哪几种情况下所做的功是零（ ）

A．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功

B．平抛运动中，重力对物体做的功

C．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s

，运动员对杠铃做的功

D．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功

【例4】用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升。如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则（ ）

A．加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大

B．匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大

C．两过程中拉力做的功一样大

D．上述三种情况都有可能

点评：可见，力对物体所做的功的多少，只决定于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态无关。在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力的功。

2．功的物理含义

关于功我们不仅要从定义式W=Fs cos α 进行理解和计算， 还应理解它的物理含义． 功是 转化的量度，即：做功的过程是 的一个转化过程，这个过程做了多少功，就有多少发生了转化．对物体做正功，物体的能量 ．做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的能量 ，做了多少负功，物体的能量就减少多少．因此功的正、负表示能的转化情况，表示物体是输入了能量还是输出了能量．

【例5】质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是（ ）

A．如果物体做加速直线运动，F一定做正功

B．如果物体做减速直线运动，F一定做负功

C．如果物体做减速直线运动，F可能做正功

D．如果物体做匀速直线运动，F一定做正功

【例6】如图所示，均匀长直木板长L=40cm，放在水平

桌面上，它的右端与桌边相齐，木板质量m=2kg，与桌面间的

摩擦因数μ=0.2，今用水平推力F将其推下桌子，则水平推力 2至少做功为（ ）（g取10/s）

A．0.8J B．1.6J C．8J D．4J

3．一对作用力和反作用力做功的特点

（1）一对作用力和反作用力在同一段时间内，可以都做正功、或者都做负功，或者一个做正功、一个做负功，或者都不做功。

（2）一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。

（3）一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。

点评：一对作用力和反作用力在同一段时间内的冲量一定大小相等，方向相反，矢量和为零。

【例7】 关于力对物体做功，以下说法正确的是（ ）

A．一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等，正负相反

B．不论怎样的力对物体做功，都可以用W=Fscosα

C．合外力对物体不作功，物体必定做匀速直线运动

D．滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功

二、功率

功率是描述做功 的物理量。

⑴功率的定义式：P?W，所求出的功率是时间t

内的功率。 t

⑵功率的计算式：P=Fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻

的瞬时功率；②当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。

⑶重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的分速度之积。

⑷汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速

v 运动时，有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都a 是P=Fv和F-f = ma ①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒

定，随着v的增大，F必将减小，a也必将减小，汽车做加速度

不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时v达到最大值vm?Pm?Pm。可见恒定功率的Ff

加速一定不是匀加速。这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算（因为F为变力）。

②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做匀加速运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增

PP大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为vm??m?m?vm，此后汽车要想继续加速Ff

就只能做恒定功率的变加速运动了。可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定。这种加速过程发动机做的功只能用W=F?s计算，不能用W=P?t计算（因为P为变功率）。

要注意两种加速运动过程的最大速度的区别。

【例8】 质量为2t的农用汽车，发动机额定功率为30kW，汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为54km/h。若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v=36km/h时的瞬时加速度是多大？

【例9】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间t前进距离s，速度达到最大值vm。设此过程中发动机功率恒为P，卡车所受阻力为f，则这段时间内，发动机所做的功为（ ） A．Pt B．fsC．Pt=fs D．fvmt

【例10】质量为m、额定功率为P的汽车在平 …… 此处隐藏：3548字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……