2013年高考物理 考前冲刺大题精做 专题04 功和能

2013年高考物理 考前冲刺大题精做 专题04 功和能

【2013高考会这样考】

1.理解功、功率、动能、重力势能、弹性势能的物理意义，掌握功和功率的计算方法. 2.灵活应用动能定理分析和解决动力学问题.

3.能够根据守恒条件判断是否守恒，并能运用机械能守恒定律分析与解决动力学问题. 4.熟知几种常用的功能关系，能够利用能量的观点处理问题.

5.功和能常与直线运动、平抛运动、圆周运动、电磁场中粒子的运动、电磁感应现象等相联系，综合考查学生获取信息、整合信息、应用力学规律解决问题的能力.

【原味还原高考】 一、功 1.功的基本含义

2.功的计算 (1)恒力做功.

(2)变力做功. ①用动能定理：

②若功率恒定,则用W=Pt计算.

(3)滑动摩擦力做的功有时可以用力和路程的乘积计算. (4)多个力的合力做的功.

①先求F合,再根据W=F合·lcosα计算，一般适用于整个过程中合力恒定不变的情况.

②先求各个力做的功W1、W2?Wn，再根据W总=W1+W2+?+Wn计算总功，这是求合力做功常用的方法.

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【特别提醒】 1.求解功应注意的问题

对于求功的问题，要先分析是求恒力的功还是变力的功，还是求合外力的功，然后再选择合适的方法进行求解，同时注意做功的正负.

2.一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，或者一个做功，一个不做功，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)一对互为作用力反作用力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.

3.利用图象求解功

作出力F随位移l变化的图象，图象与位移轴所围“面积”即为力做的功.如(a)图表示恒 力F做的功W，(b)图表示变力F做的功W.

二、功率 1.

2.机车启动：(1)两种方式：以恒定的功率启动和以恒定的加 速度启动. (2)运动规律. ①机车的功率P=Fv ②机车的加速度

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③当机车的速度达到最大时，F=Ff,a=0,最大速度 (3)两种启动方式运动过程的分析. ①机车以恒定功率启动的运动过程

先做变加速(a减小)运动，再做匀速(a＝0)运动，在此过程中，F牵、v、a的变化情况是：

汽车达到最大速度时：F牵＝F阻，P＝F牵vm＝F阻vm. ②机车以恒定加速度启动的运动过程

要维持机车加速度不变，就要维持其牵引力不变，机车功率将随v增大而增大，当P达到额定功率P

额

后不再增加，即机车就不可能再保持匀加速运动了，具体变化过程如图所示：

机车达到最大速度之前经历了两个过程，匀加速直线运动和变加速直线运动. 【状元心得】

1.功和功率都是标量，其中功的正负仅说明能量的转化方向.

2.发动机的功率是指发动机的牵引力的功率，而不是机车所受合力的功率.

3.解决机车启动问题，首先要弄清是哪种启动方式.然后采用分段处理法.在匀加速阶段常用牛顿第二定律和运动学公式结合分析，在非匀加速阶段，一般用动能定理求解.

4.在机车的功率P＝Fv中，F是指机车的牵引力，而不是车所受的合力. 三、动能和动能定理 1.

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2.动能定理

(1)内容：力在一个过程中对物体做的功等于物体在这个过程中动能的变化. (2)表达式：

(3)对合外力做功与动能变化关系的理解.

①外力对物体做正功，物体的动能增加，这个外力有助于物体的运动，是动力；外力对物体做负功，物体的动能减少，这个外力阻碍物体的运动，是阻力，外力对物体做负功往往又称物体克服这个力做功.

②功是能量转化的量度，外力对物体做了多少功,就有多少动能与其他形式的能发生了转化.所以外力对物体所做的功就等于物体动能的变化量.即W=ΔEk.

(4)动能定理的适用条件：动能定理适用范围较广，适用于下列各种情况.

①直线运动;②曲线运动;③恒力做功;④变力做功;⑤各力同时作用;⑥各力分段作用 (5)应用动能定理解题的步骤. ①确定研究对象和研究过程.

②分析研究对象的受力情况和各力的做功情况.

③写出该过程中合外力做的功，或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写出该力在各个阶段做的功.

④写出物体的初、末动能. ⑤按照动能定理列式求解. 【特别提醒】

1.动能是标量，没有负值.

2.动能是状态量，动能的变化量是过程量.

3.动能定理也可以表述为：外力对物体做的总功等于物体动能的变化.实际应用时，后一种表述比较好操作.不必求合力，特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功.

【拓展提升】

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