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1、三、功和能
知識點1 功和功率
基礎回扣
1.功的公式:W=Fl cos α,其中F為恒力,α為F的方向與位移l方向的夾角;功的單位:焦耳(J);功是標量。?
2.功的正負判斷
(1)根據(jù)力和位移方向之間的夾角判斷。此法常用于恒力做功的判斷。
(2)根據(jù)力和瞬時速度方向的夾角判斷。此法常用于判斷質(zhì)點做曲線運動時變力做功情況,夾角為銳角時做正功,夾角為鈍角時做負功,夾角為直角時不做功。
(3)從能的轉(zhuǎn)化角度來進行判斷。
3.功的計算:(1)恒力做功:W=Fl cos α或動能定理。?
(2)變力做功:①用動能定理:W=12mv22-12mv12;②若功率恒定,則用W=Pt計算;
2、③滑動摩擦力做功有時可以用力和相對路程的乘積計算;④利用F-x圖像求變力做功,利用P-t圖像求變化的功率做的功。
(3)多個力的合力做的功
先求F合,再根據(jù)W=F合l cos α計算,一般適用于整個過程中合力恒定不變的情況。
先求各個力做的功W1、W2、…、Wn,再根據(jù)W總=W1+W2+…+Wn計算總功,這是求合力做功常用的方法。
4.功率
(1)P=Wt,P為時間t內(nèi)的平均功率。
(2)P=Fv cos α(α為F與v的夾角)。①v為平均速度,則P為平均功率;②v為瞬時速度,則P為瞬時功率。?
(3)機車的啟動模型
恒定功率啟動
恒定加速度啟動
圖像
OA過
3、
程分析
P不變:v↑?F=Pv↓?a=F-F阻m↓加速度減小的加速直線運動
a不變:a=F-F阻m?F不變?v↑?P=Fv↑?P額=Fv1勻加速直線運動,維持時間t0=v1a
AB過
程分析
F=F阻?a=0?vm=PF阻
做速度為vm的勻速直線運動
v↑?F=P額v↓?a=F-F阻m↓,做加速度減小的加速直線運動,在B點達到最大速度,vm=P額F阻
易錯辨析
1.誤認為“斜面對物體的支持力始終不做功”,不能正確理解W=Fl cos α中“l(fā)”的意義。
2.誤認為“一對作用力與反作用力做功之和一定為零”。
3.誤認為“摩擦力一定做負功”。
4.在機車啟動類問題中
4、將“勻加速最后時刻的速度”與“所能達到的最大速度”混淆。
知識點2 動能定理
基礎回扣
1.公式W合=ΔEk中“=”體現(xiàn)的三個關(guān)系
2.動能定理與圖像結(jié)合的問題
(1)解決物理圖像問題的基本步驟
①觀察題目給出的圖像,弄清縱坐標、橫坐標所對應的物理量及圖線所表示的物理意義。
②根據(jù)物理規(guī)律推導出縱坐標與橫坐標所對應的物理量間的函數(shù)關(guān)系式。
③將推導出的物理規(guī)律與數(shù)學上與之相對應的標準函數(shù)關(guān)系式相對比,找出圖線的斜率、截距、圖線的交點、圖線與坐標軸所圍面積所對應的物理意義,根據(jù)對應關(guān)系列式解答問題。
(2)四類圖像所圍“面積”的含義
易錯辨析
1.應用動能定理時
5、要注意恰當選取研究過程與研究對象,避免出錯。
2.應用動能定理時,運動過程可以是直線運動,也可以是曲線運動。
知識點3 機械能守恒定律
基礎回扣
1.機械能守恒的判斷
(1)利用機械能的定義判斷(直接判斷)
分析動能和勢能的和是否變化。
(2)用做功判斷
若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代數(shù)和為零,則系統(tǒng)機械能守恒。
(3)用能量轉(zhuǎn)化來判斷
若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化,則系統(tǒng)機械能守恒。
2.機械能守恒定律的表達式
易錯辨析
1.將機械能守恒條件中“只有重力做功”誤認為“只受重力作用”
6、。
2.在應用機械能守恒定律的表達式ΔEk=-ΔEp解題過程中,經(jīng)常將“-”遺漏而出錯。
3.應用機械能守恒定律時,不能正確理解三種表達方式的意義。
知識點4 功能關(guān)系
基礎回扣
1.功能關(guān)系
常見的幾種力做功
能量關(guān)系
數(shù)量
關(guān)系式
力的種類
做功的正負
對應的能量
變化情況
重力mg
+
重力勢能Ep
減小
mgh=-ΔEp
-
增加
彈簧的
彈力F彈
+
彈性勢能Ep
減小
W彈=-ΔEp
-
增加
電場力Eq
+
電勢能Ep
減小
qU=-ΔEp
-
增加
滑動摩
擦力Ff
+
內(nèi)能Q
增加
Ffs相對=
7、 Q
-
感應電流的
安培力F安
-
電能E電
增加
W安=-ΔE電
+
減小
合力F合
+
動能Ek
增加
W合=ΔEk
-
減小
除重力、
系統(tǒng)內(nèi)彈力
以外的力F
+
機械能E
增加
WF=ΔE
-
減小
2.能量守恒定律
(1)轉(zhuǎn)化:某種形式的能量減少,一定存在其他形式的能量增加,且減少量和增加量一定相等,即ΔE1減=ΔE2增。
(2)轉(zhuǎn)移:某個物體的能量減少,一定存在其他物體的能量增加,且減少量和增加量相等,即ΔEA減=ΔEB增。
易錯辨析
1.在應用Q=fl相對時,誤認為“l(fā)相對”是相對地面的位移。
2.應用能量守恒定律分析解答問題時要注意分析清楚哪些能量增加,哪些能量減少,并找出能量轉(zhuǎn)化關(guān)系,避免出錯。
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（課標版）2020屆高考物理二輪復習 基礎回扣3 三、功和能
