功和功率,动能定理
第一部分功和功率
知识要点梳理
知识点一——功和功的计算
▲知识梳理
1．功的定义
一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。
2．做功的两个必要因素
力和物体在力的方向上发生的位移，缺一不可。
如图甲所示，举重运动员举着杠铃不动时，杠铃没有发生位移，举杠铃的力对杠铃没有做功。如图乙所示，足球在水平地面上滚动时，重力对球做的功为零。
3．功的物理意义：功是能量变化的量度
能量的转化跟做功密切相关，做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功就有多少能量发生了转化，功是能量转化的量度。
4．公式
（1）当恒力F的方向与位移l的方向一致时，力对物体所做的功为W = Fl。
（2）当恒力F的方向与位移l的方向成某一角度时，力F物体所做的功为．即力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角的余弦这三者的乘积。
5．功是标量，但有正负
功的单位由力的单位和位移的单位决定。在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。
一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功（取绝对值）。这两种说法在意义上是相同的。例如竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了－6J的功，可以说成球克服重力做了6J的功。
由，可以看出：
①当=0时，，即，力对物体做正功；
②当时，，力对物体做正功。
①②两种情况都是外界对物体做功。
③当时，力与位移垂直，，即力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换；
④当时，，力对物体做负功；
⑤当时，，此时，即力的方向与物体运动位移的方向完全相反，是物体运动的阻力。
④⑤两种情况都是物体对外界做功。
6．合力的功
当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力的合力对物体所做的功，等于各个力分别对物体所做功的代数和。
求合力的功可以先求各个力所做的功，再求这些力所做功的代数和；也可先求合外力，再求合外力的功；也可用动能定理求解。
▲疑难导析
一、功的正负的理解和判断
1．功的正负的理解
功是一个标量，只有大小没有方向。功的正负不代表方向，也不表示大小，只说明是动力做功还是阻力做功，或导致相应的能量增加或减少。
2．常用的判断力是否做功及做功正负的方法
（1）根据力和位移方向的夹角判断：
①当时，，力对物体做正功；
②当时，，力对物体做负功，也称物体克服这个力做了功；
③当时，，力对物体不做功。
（2）根据力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功。
① 时，力F对物体不做功。例如，向心力对物体不做功；作用在运动电荷上的洛伦兹力对电荷不做功；
②当时，力F对物体做正功；
③当时，力F对物体做负功，即物体克服力F做功。
（3）根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量转移或转化进行判断。若有能量的变化，或系统各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功。
二、功的计算方法
1．功的公式：，是力的作用点沿力的方向上的位移，公式主要用于求恒力做功和F随l做线性变化的变力做功（此时F取平均值）。
2．合力做功的计算
（1）合力做的功等于各力做功的代数和。即
（2）先求出物体受到的合力，再由求解，但应注意应为合力与位移l的夹角，在运动过程中保持不变。 3．变力做功的求解方法
（1）用动能定理或功能关系（功是能量转化的量度）
（2）将变力的功转化为恒力的功
①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力做的功等于力和路程（不是位移）的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等。
②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值，再由计算，如弹簧弹力做功。
③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的“面积”即为变力所做的功。如图所示。
④变力的功率P一定时，可用求功，如机车牵引力做的功。
：一位质量m=60 kg的滑雪运动员从
高h=10 m的斜坡自由下滑．如果运动员
在下滑过程中所受到的阻力F=50 N，斜
坡的倾角=，运动员滑至坡底的过程中，
所受的几个力做的功各是多少？这些力
所做的总功是多少？(g取10)
解析：如图所示，滑雪运动员受到重力、支持力和阻力的作用。
运动员的位移为：m，方向沿斜坡向下
所以，重力做功：J
支持力所做的功：
阻力所做的功：J
这些力所做的总功J。
知识点二——功率
▲知识梳理
1．功率是描述力做功快慢的物理量，是功与所用时间的比值。
定义式①
导出式②（其中中F和v两矢量的夹角）
①式中求出的P为平均功率，若功率一直不变，亦为瞬时功率。
②式中若v为平均速率，则P为平均功率；若v为瞬时速率，则P为瞬时功率。一般情况下，求平均功率使用，求瞬时功率使用。
2．功率的单位是瓦特。
3．额定功率和实际功率
额定功率是指任意机械在正常条件下可以长时间工作而不损坏机械的最大输出功率，实际功率是指机械实际工作时的功率。
一般情况下，实际功率可以小于或等于额定功率，而在特殊情况下实际功率可以超过额定功率，只能是较短时间，但尽量避免。
4．力的功率
当力F和速度v在一条直线上，力的功率；当F与v垂直，则F的功率P=0；当F与v成任意夹角，则F的功率。
▲疑难导析
机车的启动的两种方式：
1．机车以恒定的功率启动机车以恒定的功率启动后，若运动过程中所受阻力不变，由于牵引力，随v 增大，F减小，根据牛顿第二定律，当速度v增大时，加速度a减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动，直至时，a减小至零，此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是。这一过程的关系如图所示。
2．车以恒定的加速度a启动
由知，当加速度a不变时，发动机牵引力F恒定，再由知，F一定，发动机实际输出功率P随v的增大而增大，但当P增大到额定功率以后不再增大，此后，发动机保持额定功率不变，v继续增大，牵引力F 减小，直至时，a＝0，车速达到最大值，此后匀速运动。
在P增至之前，车匀加速运动，其持续时间为（这个必定小于，它是车的功率增至之时的瞬时速度）。计算时，利用，先算出F，再求出，最后根据求；在P增至之后，为加速度减小的加速运动，直至达到。这一过程的关系如图所示。
特别提醒：
①在机车以恒定的加速度启动时，匀加速结束时刻的速度，并未达到整个过程的最大速度。
②中的F仅是机车的牵引力，而非车辆所受合力，这一点在计算题目时极易出错。
：质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力F保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终在额定功率下工作。
（1）汽车的加速度和速度将如何变化？说出理由。
（2）如果公路足够长，汽车最后的速度是多大？
解析：
（1）汽车的加速度减小，速度增大。因为，此时开始发动机在额定功率下运动，
即，v增大则减小，而，所以加速度减小。
（2）当加速度减小到0时，汽车做匀速直线运动，，所以，
此为汽车在功率P下行驶的最大速度。
典型例题透析
类型一——恒定功的分析和计算
恒力做功的计算一般根据公式，注意l严格的讲是力的作用点的位移。
1、在水平粗糙地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上的拉力F，第二次是斜向下的推力F。两次力的作用线与水平方向间的夹角相同，力的大小也相同，位移大小也相同．则（） A．力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同
B．力F对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同
C．力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同
D．力F对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同
举一反三
【变式】如图所示，质量为m的物体静止在倾角为的斜面上，物体与斜面的动摩擦因数为，现使斜面水平向左匀速移动距离l，求：
（1）物体所受各力对物体所做的功各为多少?
（2）斜面对物体做的功是多少?各力对物体所做的总功是多少?
类型二——变力做功的计算
将变力做功转化为恒力做功，常见的方法有三种： 1．如力是均匀变化的可用求平均力的方法将变力转化为恒力。
2．耗散力（如空气阻力）在曲线运动（或往返运动）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。
3．通过关联点的联系将变力做功转化为恒力做功。
2、人在A点拉着绳通过一定滑轮吊起质量m=50 kg的重物，如图所示，开始时绳与水平方向夹角为，当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动l=2m而到达B点，此时绳与水平方向成角，求人对绳的拉力做了多少功？(g取10）
举一反三
【变式】一辆汽车质量为kg，从静止开始运动，其阻力为车重的0.05倍，其牵引力的大小与车前进的距离变化关系是车所受的阻力。当车前进100 m时，牵引力做的功是多少？
类型三——功率的计算
1．平均功率的计算：或
2．瞬时功率的计算：
当力F和速度v在一条直线上，力的功率。
3、如图所示，质量m=2㎏的木块在倾角的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5，已知：sin＝0. 6，cos=0. 8，g取10，求：
（1）前2s重力做的功；
（2）前2s重力的平均功率；
（3）2s末重力的瞬时功率。
举一反三
【变式】质量为m=5. 0㎏的物体，以10 m/s的速度水平抛出，求抛出后第1s重力做功的平均功率和抛出后第1s的瞬时功率。(g取10）
类型四——机车运动中的功率及图象问题
1．分析功率的大小可用：①；②
2．结合图象解决机动车运动过程中的功和功率问题，首先要明确不同力的功和功率。
3．对图象进行分析时，要判断出物体的运动性质：匀加速、匀速、变加速、变减速，进而分析出牵引力和阻力的大小关系，根据分析力的变化情况。
4、汽车在平直公路上以速度匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为，时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到时刻，汽车又恢复了匀速直线运动。能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是（）
举一反三
【变式】一汽车在平直路面上以一定功率（小于额定功率）匀速行驶，速度为，从t=0时刻开始，将汽车发动机的输出功率调整为某个值并保持不变，设汽车行驶过程所受阻力恒定不变，则汽车从t=0时刻开始的图象可能是（）
A．只有②正确 B．只有②④正确 C．只有②③正确 D．只有①④正确
第二部分动能和动能定理
知识要点梳理
知识点一——动能
▲知识梳理
1．动能
物体由于运动所具有的能，其计算公式为。
2．动能是标量
是描述物体运动状态的物理量，其单位与功的单位相同。国际单位是焦耳（J）。
▲疑难导析
1．动能是一个状态量
由于速度具有相对性，故动能也具有相对性，一般取地面为参考系。
2．一个物体速度变化了，动能不一定变化，但动能变化了，速度一定发生变化
这是因为速度是一个矢量，而动能是一个标量。
3．由于动能是一个标量，因此一个物体的动能不会小于零
：物体由于运动而具有的能叫做动能，动能大小等于物体质量与其速度平方乘积的一半。以下选项中动能最大的是（）
A．踢出的足球 B．飞行中的运载火箭
C．从炮口飞出的炮弹 D．从枪口飞出的子弹
知识点二——动能定理
1．动能定理
合外力对物体所做的功等于物体动能的变化，这个结论叫做动能定理。
2．动能定理的表达式
。式中W为合外力对物体所做的功，为物体末状态的动能，为物体初状态的动能。动能定理的计算式为标量式，v为相对同一参考系的速度，中学物理中一般取地球为参考系。
3．动能定理的研究对象一般是单一物体，或者可以看成单一物体的物体系
动能定理既适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动；既适用于恒力做功，也适用于变力做功。力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。这些正是动能定理解题的优越性所在。若物体运动过程中包含几个不同的过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以视全过程为整体来处理。
4．应用动能定理解题的基本步骤
（1）选取研究对象，明确它的运动过程。
（2）分析研究对象的受力情况和各个力的做功情况：受哪些力？每个力是否做功？做正功还是做负
功？做多少功？然后求各个外力做功的代数和。
（3）明确物体在始、末状态的动能和。
（4）列出动能定理的方程及其他必要的辅助方程，进行求解。
▲疑难导析
关于动能定理的几点说明
1．动能定理中的是物体所受各力对物体做的总功，它等于各力做功的代数和，即若物体所受的各力为恒力时，可先求出，再求。
2．动能定理虽然是在物体受恒力做直线运动时推导出来的，但对于物体受变力做曲线运动时，动能定理同样适用。
3．对涉及单个物体的受力、位移及始末速度的问题，尤其不涉及时间时应优先考虑动能定理。
4．若物体运动包含几个不同过程时，可分段运用动能定理列式，也可以全程列式（不涉及中间速度时）。 5．一个物体动能的变化与合外力做的功具有等量代换的关系。因为动能定理实质上反映了物体动能的变化，是通过外力做功来实现的，并可以用合外力的功来量度。
>0，表示物体动能增加，其增加量就等于合外力做的功；
<0，表示物体动能减少，其减少量就等于合外力做负功的绝对值；
=0，表示物体动能不变，合外力对物体不做功。
这种等量代换关系提供了一种计算变力做功的简便方法。
6．动能定理是一个标量式，应用时不能说在某一方向上使用动能定理。
7．通常认为动能定理仅适用于单个物体，且定理中所说的“物体”是对质点而言，不能视为质点的物体不能应用动能定理。如图所示，用力F将弹簧缓慢拉伸一段距离x而静止，固定端墙壁对弹簧不做功，运动的一端拉力对弹簧做功，总功不为零，原因在于整个弹簧不能视为质点，动能定理不适用。仅对弹簧中的某个质点而言，两侧弹簧对它的拉力所做的功大小相等，符号相反，即合外力做的总功为零，因而动能无变化。
典型例题透析
类型一——应用动能定理时过程的选取问题
在应用动能定理时，针对这种多过程问题，既可以分段利用动能定理列方程求解，也可以对全过程利用动能定理列方程求解，解题时可灵活选择应用。不过全过程用动能定理列方程求解往往比较简捷，应优先考虑。
1、如图所示，一质量为2㎏的铅球从离地面2m高处自由下落，陷入沙坑2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力。（g取1)
举一反三
【变式】如图所示，ABCD是一个盆式容器，盆侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，BC 为水平的，其距离d=0.50 m，盆边缘的高度为h=0. 30 m．在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑。已知盆侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为=0. 10．小物块在盆来回滑动，最后停下来，则停的地点到B的距离为（）
A．0. 50 m
B．0. 25 m
C．0. 10 m
D．0
类型二——利用动能定理求变力做功的问题
如果是恒力做功问题，往往直接用功的定义式求解。但遇到变力做功问题，需借助动能定理等功能关系进行求解。分析清楚物理过程和各个力的做功情况后，对全过程运用动能定理可简化解题步骤。
2、质量为m的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面做半径为R的圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点，此时绳子所受拉力为7，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为（）
A． B． C． D．
小球在最高点：得
举一反三
【变式】如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍，它与转轴相距R。物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为（）
A． B．0 C． D．
类型三——动能定理的综合应用
在应用动能定理解题时，应注意受力分析和过程分析，先确定受力分析，确定各个力是否做功及做功正负，后进行过程分析以确定物体的初、末状态即动能的变化。同时要注意物体过程中物体机械能的损失和物体合运动与分运动的关系。
3、一个质量为4kg的物体静止在足够大的水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数。从开始，物体受到一个大小和方向呈周期性变化的水平力F作用，力F随时间的变化规律如图所示。求83秒物体的位移
大小和力F对物体所做的功。取。
举一反三
【变式】如图所示，轻质弹簧的劲度系数为k，下面悬挂一个质量为m的砝码A，手持木板B托住A缓慢向上压弹簧，至某一位置静止.此时如果撤去B，则A的瞬时加速度为。现用手控制B使之以的加速度向下做匀加速直线运动。求：
（1）砝码A能够做匀加速运动的时间？
（2）砝码A做匀加速运动的过程中，弹簧弹力对它做了多少功?木板B对它的支持力做了多少功？
1．如图所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝4.0×103N/C，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板．质量m＝0.20kg的带电滑块从斜面
顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速率返回．已知斜
面的高度h＝0.24m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝0.30，滑块带电荷q＝－
5.0×10－4C.取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.60，cos37°＝0.80.求：
(1)滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；
(2)滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度；
(3)滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.(计算结果保留两位有效数字) 水平传送带以v=2m/s速度匀速运动，将物体轻放在传送带的A端，它运动到传送带另一端B所需时间为11s，物体和传送带间的动摩擦因数μ=0.1，求：
1．传送带AB两端间的距离？
2．若想使物体以最短时间到达B端，则传送带的速度大小至少调为多少？（g=10m/s2）
如图所示，在竖直平面固定的圆形绝缘轨道的圆心在O点、半径为r，壁光滑，A、B两点分别是圆弧的最低点和最高点。该区间存在方向水平向右的匀强电场，一质量为m、带负电的小球在轨道侧做完整的圆周运动（电荷量不变），经C点时速度最大，O、C连线与竖直方向的夹角θ=60°，重力加速度为g。4．求小球所受到的电场力大小；
5．小球在A点速度v0多大时，小球经B点时对轨道的压力最小？
6．(15分)如图15所示，在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与
水平面成45°角的绝缘直杆AC，其下端(C端)距地面高度h＝0.8
m．有一质量为500 g的带电小环套在直杆上，正以某一速度沿杆
匀速下滑，小环离开杆后正好通过C端的正下方P点．(g取10
m/s2)求：
(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向；
(2)小环在直杆上匀速运动时速度的大小；
(3)小环运动到P点的动能．
77动能和动能定理(导学案).docx
§7、7动能和动能定理 【学习目标】 1、知道动能的符号、单位和表达式，会根据动能定理的表达式计算运动物体的动能； 2、能从牛顿第二定律与运动学公式导出动能定理，理解动能定理的物理意义； 3、领会运用动能定理解题的优越性，理解做功的过程就是能量转化（或转移）的过程。会用动能定理处理单个物体的有关问题； 4、知道动能定理也可用于变力做功与曲线运动的情景，能用动能定理计算变力所做的功。 【重难点】 1、学会运用动能定理解决问题的步骤； 2、会用动能定理处理变力做功和曲线运动的问题。 预习案 【自主学习】----- 大胆试 一、动能 1.定义：物体由于____ 而具有的能量。 2.表达式：Ek二__________ :单位：______ ,符号______ Q\J = \N^m = \kg m2ls2 3.特点：动能是________ （填“矢量”或“标量”），是 __ （填“过程量”或“状态量”）。 二、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_____________ o这个结论 叫做动能定理。 2.公式：W= ___________ = ______ 说明：①式中W为 _____________ ,它等于各力做功的 ________ 。②如果合外力做正功，物体的__________ :如果合外力做负功，物体的 ________ 。 3.适用范围：不仅适用于______ 做功和________ 运动，也适用于_______ 做功和________ 运动的情况。 课堂探究案 【合作探究】----- 我参与 探究点一、动能的表达式 设某物体的质量为m,在与运动方向相同的恒力F的作用下发半一段位移1,速度由V1增加到肌，如图所示，按下面的思路推导力F对物体做功的表达式。（用m、w、V2表示）1、力F对物体所做的功是多少？內以 2、物体的加速度是多少?
功和功率
[高考命题解读]
第1讲 功和功率 一、功 1.定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功. 2.必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移. 3.物理意义：功是能量转化的量度. 4.计算公式 (1)恒力F 的方向与位移l 的方向一致时：W ＝Fl . (2)恒力F 的方向与位移l 的方向成某一夹角α时：W ＝Fl cos α. 5.功的正负 (1)当0≤α<π 2 时，W >0，力对物体做正功. (2)当π 2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功. (3)当α＝π 2时，W ＝0，力对物体不做功. 6.一对作用力与反作用力的功
7.一对平衡力的功 一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等，一正一负或均为零. 自测1 (多选)质量为m 的物体静止在倾角为θ的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s ，如图1所示，物体m 相对斜面静止.则下列说法正确的是( ) 图1 A.重力对物体m 做正功 B.合力对物体m 做功为零 C.摩擦力对物体m 做负功 D.支持力对物体m 做正功 答案 BCD 二、功率 1.定义：功与完成这些功所用时间的比值. 2.物理意义：描述力对物体做功的快慢. 3.公式： (1)P ＝W t ，P 为时间t 内物体做功的快慢. (2)P ＝F v ①v 为平均速度，则P 为平均功率. ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率. ③当力F 和速度v 不在同一直线上时，可以将力F 分解或者将速度v 分解. 自测2 (多选)关于功率公式P ＝W t 和P ＝F v 的说法正确的是( ) A.由P ＝W t 知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B.由P ＝F v 既能求某一时刻的瞬时功率，也可以求平均功率 C.由P ＝F v 知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限增大 D.由P ＝F v 知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 答案 BD 自测3 两个完全相同的小球A 、B ，在某一高度处以相同大小的初速度v 0分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图2所示，则下列说法正确的是( )
功、功率与动能定理(解析版)
构建知识网络： 考情分析： 功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点，也是高考考查的重点，常以选择题、计算题的形式出现，考查常与生产生活实际联系紧密，题目的综合性较强。复习中要特别注意功和功率的计算，动能定理、机械能守恒定律的应用以及与平抛运动、圆周运动知识的综合应用 重点知识梳理： 一、功 1.做功的两个要素 (1)作用在物体上的力. (2)物体在力的方向上发生的位移. 2.功的物理意义 功是能量转化的量度. 3.公式 W ＝Fl cos_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. 4.功的正负 (1)当0≤α<π 2 时，W >0，力对物体做正功. (2)当π 2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功. (3)当α＝π 2时，W ＝0，力对物体不做功. 通晓两类力做功特点 (1)重力、弹簧弹力和电场力都属于“保守力”，做功均与路径无关，仅由作用对象的初、末位置(即位移)决定。
(2)摩擦力属于“耗散力”，做功与路径有关。 二、功率 1.物理意义：描述力对物体做功的快慢. 2.公式： (1)P ＝W t ，P 为时间t 内的物体做功的快慢. (2)P ＝Fv ①v 为平均速度，则P 为平均功率. ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率. 3.对公式P ＝Fv 的几点认识： (1)公式P ＝Fv 适用于力F 的方向与速度v 的方向在一条直线上的情况. (2)功率是标量，只有大小，没有方向；只有正值，没有负值. (3)当力F 和速度v 不在同一直线上时，可以将力F 分解或者将速度v 分解. 4.额定功率：机械正常工作时的最大功率. 5.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率. 三、动能 1.定义：物体由于运动而具有的能. 2.公式：E k ＝1 2 mv 2. 3.物理意义：动能是状态量，是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向无关. 4.单位：焦耳，1J ＝1N·m ＝1kg·m 2/s 2. 5.动能的相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性. 6.动能的变化：物体末动能与初动能之差，即ΔE k ＝12mv 22－1 2mv 12. 四、动能定理 1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化. 2.表达式：(1)W ＝ΔE k . (2)W ＝E k2－E k1. (3)W ＝12mv 22－1 2mv 12. 3.物理意义：合外力做的功是物体动能变化的量度. 4.适用条件 (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动. (2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功.
高中物理新课标人教版必修2优秀教案7777动能和动能定理77
7 动能和动能定理 整体设计 动能定理是本章教学重点，也是整个力学的重点，《课程标准》要求“探究恒力做功与物体动能变化的关系.理解动能和动能定理，用动能定理解释生活和生产中的现象”.因此，在实际教学中要注重全体学生的发展，改变学科本位的观念，注重科学探究，提倡学习方式的多样化、强调过程和方法的学习，以培养学生的“创新意识、创新精神和实践能力”为根本出发点，激励学生“在教学过程中的主动学习和探究精神”，调动学生学习的主动性、积极性，促进其个性全面健康地发展和情感态度与价值观的自我体现. 在实际学习中学生对动能概念的理解较为容易，能够掌握外力对物体做的功与物体动能的变化之间的定性关系，能够理论推导它们之间的定量关系，但真正从深层次理解存在困难.在前几节的学习中，学生已经建立了一种认识，那就是某个力对物体做功一定对应着某种能量形式的变化.本节就来寻找动能的表达式.因为有前几节的基础，本节可以放手让学生自己去推理和定义动能的表达式.让学生经过感性认识到理性认识的过程，教学的起始要求不能太高，要循序渐进，从生活中众多实例出发，通过分析、感受真正体验动能定理的内涵.通过实例分析、实验设计、器材选择、动手操作、教师演示等环节，让每一位同学都积极参与课堂教学，每一位同学都能享受成功的喜悦. 动能定理是一条适用范围很广的物理定理，但教材在推导这一定理时，由一个恒力做功使物体的动能变化，得出力在一个过程中所做的功等于物体在这个过程中动能的变化.然后逐步扩大几个力做功和变力做功及物体做曲线运动的情况.这个梯度是很大的,为了帮助学生真正理解动能定理，教师可以设置一些具体的问题，让学生寻找物体动能的变化与哪些力做功相对应. 教学重点 理解动能的概念；会用动能的定义式进行计算. 教学难点 1.探究功与物体速度变化的关系,知道动能定理的适用范围. 2.会推导动能定理的表达式. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能 1.理解动能的概念. 2.熟练计算物体的动能. 3.会用动能定理解决力学问题，掌握用动能定理解题的一般步骤. 过程与方法 1.运用演绎推导方式推导动能定理的表达式，体会科学探究的方法. 2.理论联系实际，学习运用动能定理分析解决问题的方法. 情感态度与价值观 1.通过演绎推理的过程，培养对科学研究的兴趣. 2.通过对动能和动能定理的演绎推理，使学生从中领略到物理等自然学科中所蕴含的严谨的逻辑关系，反映了自然界的真实美. 教学过程 导入新课 视频导入 利用大屏幕投影展示风力发电与龙卷风的视频片断，让学生观察、自主提问、分组探讨.
2012届高考物理专题卷：专题05(功和功率;动能和动能定理;重力做功与重力势能;功能关系、机械能守
2012届专题卷物理专题五答案与解析 1．【命题立意】本题以运动、力、做功等情景来考查机械能守恒及其变化。【思路点拨】（1）机械能是否守恒应从守恒的条件去分析判断。（2）否定判断可用举例法。 【答案】BC【解析】物体在竖直方向向上做匀速运动时，其机械能是增加的，选项A错误、选项C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，选项B正确；摩擦力可以做正功、可以做负功、也可以不做功，选项D 错误。 2．【命题立意】本题考查功的基本概念与功率。 【思路点拨】功的正负取决于力与位移（速度）的夹角，功率P=Fv求解。【答案】BD【解析】传送带在人的摩擦力的作用下向右运动，摩擦力与速度方向相同，所以人以传送带做正功，选项A错误、B正确；由于人处于静止状态，在传送带给人的摩擦力的方向无位移，故传送带对人不做功，C选项错误；人处于静止状态故有：f=m2g，由牛顿第三运动定律可得：f'=f=m2g，故人对传送带做功的功率为：P=f'v=m2gv，D选项正确。 3．【命题立意】本题以匀加速运动的情景，考查力所做的功。 【思路点拨】（1）应用牛顿第二定律求得力F；（2）根据功的定义式求力F所做的功。
【答案】B 【解析】以物体为研究对象，竖直方向有N sin F mg θF =+，水平方向有 ma μF θF =-N cos ，联立解得() θ μθμg a m F sin cos -+=，在此过程中F 做功()θ μx μg a m θFx W tan 1cos -+==，故正确 选项为B 。 4．【命题立意】本题以图象为切入点考查功与功率。 【思路点拨】（1）由v －t 图象寻找位移与速度；（2）结合功与功率的表达式求解。 【答案】B 【解析】第1s 内物体保持静止状态，在推力方向没有位移产生故做功为0，A 选项错误；由图象可知第3s 内物体做匀速运动，F=2N ，故F=f =2N ，由v －t 图象知第2s 内物体的位移x =21×1×2m=1m，第2s 内物体克服摩擦力做的功 W f =fx =2.0J ，故B 选项正确；第1.5s 时物体的速度为1m/s ，故推力的功率为3W ，C 选项错误；第2s 内推力F=3N ，推力F 做功W F =Fx =3.0J ，故第2s 内推力F 做功的平均功率P =W F /t =3W ，故D 选项错误。 5．【命题立意】本题以动车组为情景考查机车的功率问题。 【思路点拨】（1）动车与拖车的质量都相等，且受到的阻力与其所受重力成正比；（2）速度最大时，牵引力等于阻力；（3）应用功率公式Fv P =求解。 【答案】C 【解析】由kmv P 4=和v km P '=129，解得km /h 3603=='v v ，故正确选项为C 。 6．【命题立意】本题以图象为情景，综合考查动能、动能定理、牛顿运动定律及运动学公式等。
重力势能和动能定理
第4讲 重力势能、弹性势能和动能定理 知识要点: 1..掌握重力做功与重力势能改变量之间的关系 2.掌握弹力做功与弹性势能改变量之间的关系 3.掌握动能定理及其应用 1．质量m =200kg 的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图象甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图象乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中阻力不变，在18s 末汽车的速度恰好达到最大.则下列说法正确的是( ) A ．汽车受到的阻力200N B ．汽车的最大牵引力为700N C ．汽车在做变加速运动过程中的位移大小为90m D ．8s~18s 过程中汽车牵引力做的功为7×104 J 【答案】D 根据机车保持恒定的加速度启动，先做匀加速直线运动，当功率增大到最大功率后做变加速直线运动，最后牵引力减小到等于阻力时做匀速直线运动. A 、机车匀速时有 ，可得 ；故A 错误. B 、对启动的过程分析可知，最初的匀加速阶段时的牵引力最大，而由v-t 图象可知 ，故最大牵 引力为 ；B 错误. C 、汽车在做变加速运动过程的时间 ，速度从8m/s 增大为10m/s ，此过程牵引力的功率保持不 变，由动能定理 ，解得： ；故C 错误. D 、8s~18s 牵引力的功率保持不变，则牵引力的功为 ，故D 正确. 2．细绳拴一个质量为m 的小球将固定在墙上的轻质弹簧压缩，小球与弹簧不粘 连。距地面的高度为h ，如图所示。现将细线烧断，不计空气阻力，则 A ．小球的加速度始终为g B ．弹簧的弹力对小球做负功 C ．小球离开弹簧后在空中做平抛运动 D ．小球落地前瞬间的动能一定大于mgh 【答案】D 【解析】在绳子烧断之后小球受到弹簧的弹力和重力作用，合力斜向下，合力大于重力，所以烧断瞬间加速度大于g ，故选项A 错误；离开弹簧之后，小球只受到重力的作用，机械能守恒，故B 错误；小球离开弹簧时其速度方向沿合力方向，不是水平方向，所以小球离开弹簧之后尽管只受到重力作用，但是不做平抛运动，
(完整)高中物理功和功率经典练习
高一年级物理科目第五次教案授课时间教师姓名备课时间上课时间课题名称功和功率 课次总数助教姓名上课频率教学重点 教学过程 教师活动 一、复习导入 1.功的计算。 cos W Fxα = 123 cos n F F F F W W W W W F xα =++= L 合合 2. 计算平均功率： P v W t P F =? ? = ? ? ?? 计算瞬时功率：P F v =? 瞬瞬 cos P F vα =??（力F的方向与速度v的方向夹角α） 3. 重力势能： P E mgh = 重力做功计算公式： 12 G P P W mgh mgh E E =-=- 初末 重力势能变化量： 21 P P P E E E mgh mgh ?=-=- 末初 重力做功与重力势能变化量之间的关系： G P W E =-? 重力做功特点：重力做正功(A到B)，重力势能减小。重力做负功(C到D)，重力势能增加。 4．弹簧弹性势能：2 1 2 P E k x =? x l l ?=-（弹簧的变化量） 弹簧弹力做的功等于弹性势能变化量的负值： P P P W E E E =-?=- 弹初末 特点：弹力对物体做正功，弹性势能减小。弹力对物体做负功，弹性势能增加。 5.动能：2 1 2 K E mv = 动能变化量：22 21 11 22 K K K E E E mv mv ?=-=- 末初 6.动能定理： K K K W E E E =?=- 合末初 常用变形： 123n F F F F K K K E W W E W E W?= ++=- L 末初 7.机械能守恒：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能和势能会发生相互转化，但机械能的总量保 持不变。 表达式： 1122 P K P K E E E E +=+(初状态的势能和动能之和等于末状态的势能和动能之和) K P E E ?=-?(动能的增加量等于势能的减少量) A B E E ?=-?(A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量)
2021届新高三物理精品专项测试题 8 功和功率、动能及动能定理 学生版
【精品原创】2021届高三特前班精准提升物理专项测试题 8 功和功率、动能及动能定理 例1．地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速 度大小v 随时间t 的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程( ) A ．矿车上升所用的时间之比为4∶5 B ．电机的最大牵引力之比为2∶1 C ．电机输出的最大功率之比为2∶1 D ．电机所做的功之比为4∶5 【解析】根据位移相同可得两图线与时间轴围成的面积相等，21v 0×2t 0＝21×21 v 0×[2t 0＋t ′＋(t 0 ＋t ′)]，解得t ′＝21t 0，则对于第①次和第②次提升过程中，矿车上升所用的时间之比为2t 0∶(2t 0＋21 t 0)＝4∶5，A 正确；加速过程中的牵引力最大，且已知两次加速时的加速度大小相等，故两次中最大牵引力相等，B 错误；由题知两次提升的过程中矿车的最大速度之比为2∶1，由功率P ＝Fv ，得最大功率之比为2∶1，C 正确；两次提升过程中矿车的初、末速度都为零，则电机所做的功等于克服重力做的功，重力做的功相等，故电机所做的功之比为1∶1，D 错误。 【答案】AC 例2．(2019?全国III 卷?17)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还 受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h 在3 m 以内时，物体上升、下落过程中动能E k 随h 的变化如图所示。重力加速度取 10 m/s 2。该物体的质量为( ) A ．2 kg B ．1.5 kg C ．1 kg D ．0.5 kg 【解析】设物体的质量为m ，则物体在上升过程中，受到竖直向下的重力mg 和竖直向下的 恒定外力F ，当Δh ＝3 m 时，由动能定理结合题图可得－(mg ＋F )Δh ＝(36－72) J ；物体在下落过程中，受到竖直向下的重力mg 和竖直向上的恒定外力F ，当Δh ＝3 m 时，再由动能定理结合题图可得(mg －F )Δh ＝(48－24) J ，联立解得m ＝1 kg 、F ＝2 N ，选项C 正确，A 、B 、D 均错误。 【答案】C 1．(多选)如图所示，倾角为θ的光滑斜面足够长，一质量为m 的小物体，在沿斜面向上的恒 力F 作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间t ，力F 做功为60 J ，此后撤去力F ，物体又经过相同的时间t 回到斜面底端，若以底端的平面为零势能参考面，重力加速度为g ，则下列说法正确的是( ) A ．物体回到斜面底端的动能为60 J B ．恒力F ＝2mg sin θ C ．撤去力F 时，物体的重力势能是45 J D ．动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F 之前 2．(多选)如图所示，半径为R 的半圆弧槽固定在水平地面上，槽口向上，槽口直径水平，一 个质量为m 的物块从P 点由静止释放刚好从槽口A 点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到最低点B 点，不计物块的大小，P 点到A 点高度为h ，重力加速度大小为g ，则下列说法正确的是( ) 此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号
重力势能和动能定理测试题(含答案)
重力势能和动能定理测试题（含答案） 一、选择：（50分） 1．关于重力势能的下列说法中正确的是（ ） A ．重力势能的大小只由重物本身决定 C ．在地面上的物体，它具有的重力势能一定等于零 B ．重力势能恒大于零 D ．重力势能实际上是物体和地球所共有的 2．关于重力势能与重力做功，下列说法中正确的是（ ） A ．物体克服重力做的功等于重力势能的增加 B. 在同一高度，将物体以初速度V 0向不同的方向抛出到落地过程中，重力做的功相等，物体所减少的重力势能一定相等 C ．重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功 D ．用手托住一个物体匀速上举时，手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和 ⒊一实心的正方体铁块与一实心的正方体木块质量相等，将它们放在水平地面上，下列结论正确的是（ ） A ．铁块的重力势能大于木块的重力势能 B ．铁块的重力势能等于木块的重力势能 C ．铁块的重力势能小于木块的重力势能 D ．上述三种情况都有可能 ⒋当物体克服重力做功时，物体的（ ） A 重力势能一定减少，机械能可能不变 B 重力势能一定增加，机械能一定增加 C 重力势能一定增加，动能可能不变 D 重力势能一定减少，动能可能减少 5．物体在水平外力F 作用下, 从静止出发沿光滑平直轨道经位移s 后速度为v,外力作功W. 在同样位移内速度由v 增至nv, 外力为（ ） nF F n F n F n D. )1(C. )1(B. )1A.(22--- 6．如图1，光滑水平面上，一小球在穿过O 孔的绳子的拉力作用下沿一圆周匀速运动，当绳的拉力为F 时，圆周半径为R ，当绳的拉力增大到8F 时，小球恰可沿半径为R/2的圆周匀速运动。在上述增大拉力的过程中，绳的拉力对球做的功为（ ） A ．0 B ．3FR/2 C ．7FR/2 D ． 4FR 图1 图2 7.某人以速度v 竖直上抛一质量为m 的物体，设空气阻力f 不变，物体上升的最大高度为h ，那么这个人对物体所做的功为（ ） W=mgh+fh +fh+mgh mv W=+fh mv W=mv W=．．．．D 21C 21B 2 1A 22 2 8.某人将重物由静止开始举高h ，并使物体获得速度u ，则下列说法中哪些是正确的 A ．物体所受合外力对它做的功等于物体动能的增量 B ．人的举力对物体做的功等于物体机械能的增量 C ．物体所受合外力对它做的功等于动能、势能的增量之和 D ．人克服重力做的功等于物体势能的增量 9.在平直的公路上, 汽车由静止开始做匀加速运动. 当速度达到vm 后, 立即关闭发动机而滑行直到停止. v- t 图像如图2所示. 汽车的牵引力大小为F, 摩擦阻力大小为f, 全过程中, 牵引力做功为W1,克服摩擦阻力做功为W2, 则 A.F ∶f= 1∶3 B.F ∶f= 4∶1 C.W1∶W2= 1∶1 D. W1∶W2= 1∶3
2020届高考物理小题狂练8：功和功率、动能和动能定理(附解析)
2020届高考物理小题狂练8：功和功率、动能和动能定理（附解析） 一、考点内容 (1)功的理解与计算； (2)恒力及合力做功的计算、变力做功； (3)机车启动问题； (4)功、功率与其他力学知识的综合； (5)动能及动能定理； (6)应用动能定理求解多过程问题； (7)应用动能定理求解多物体的运动问题。 二、考点突破 1．(多选)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质 量为m、可视为质点的小物块相连。开始时绳与水平方向的夹角为θ。当小物块从水平 面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，BO间距离也为L。小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A ，小物块在BO段运动过程中克服摩点运动到O点的过程中，F对小物块做的功为W F ，则以下结果正确的是() 擦力做的功为W f ＝FL(cos θ＋1) A．W B．W F＝2FL cos θ C．W f＝μmgL cos 2θ D．W f＝FL－mgL sin 2θ
2．(多选)物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是() A．物体的质量m＝0.5 kg B．物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4 C．第2 s内物体克服摩擦力做的功W＝2 J D．前2 s内推力F做功的平均功率P＝3 W 3．(多选)质量为400 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加 的关系如图所示，则赛车() 速度a和速度的倒数1 v A．速度随时间均匀增大 B．加速度随时间均匀增大 C．输出功率为160 kW D．所受阻力大小为1600 N 4．从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小 不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以内时，物体 随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的 上升、下落过程中动能E k 质量为() A．2 kg B．1.5 kg C．1 kg D．0.5 kg 5．(多选)如图所示为一滑草场，某条滑道由上、下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从
动能和动能定理练习题
动能和动能定理练习题 一、选择题 1．关于做功和物体动能变化的关系，不正确的是（）． A．只有动力对物体做功时，物体的动能增加 B．只有物体克服阻力做功时，它的功能减少 C．外力对物体做功的代数和等于物体的末动能和初动能之差 D．动力和阻力都对物体做功，物体的动能一定变化 2．下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是（）．A．如果物体所受的合外力为零，那么合外力对物体做的功一定为零 B．如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零 C．物体在合外力作用下作变速运动，动能一定变化 D．物体的动能不变，所受的合外力必定为零 3．两个材料相同的物体，甲的质量大于乙的质量，以相同的初动能在同一水平面上滑动，最后都静止，它们滑行的距离是（）． A．乙大B．甲大C．一样大D．无法比较 4．一个物体沿着高低不平的自由面做匀速率运动，在下面几种说法中，正确的是（）． A．动力做的功为零B．动力做的功不为零 C．动力做功与阻力做功的代数和为零D．合力做的功为零 5．放在水平面上的物体在一对水平方向的平衡力作用下做匀速直线运动，当撤去一个力后，下列说法中错误的是（）． A．物体的动能可能减少B．物体的动能可能增加 C．没有撤去的这个力一定不再做功D．没有撤去的这个力一定还做功 6．如图所示，质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动， 拉力为某个值F时，转动半径为B，当拉力逐渐减小到了F/4时，物体仍做匀速圆周运动， 半径为2R，则外力对物体所做的功大小是（）． A、FR/4 B、3FR/4 C、5FR/2 D、零 7. 一物体质量为2kg，以4m/s的速度在光滑水平面上向左滑行。从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4m/s，在这段时间内，水平力做功为（） A. 0 B. 8J C. 16J D. 32J 8. 车做匀加速运动，速度从零增加到V的过程中发动机做功W1，从V增加到2V的过程中发动机做功W2，设牵引力和阻力恒定，则有（） A．W2=2W1 B．W2=3W1 C．W2=4W1 D．仅能判断W2＞W1 9. 用100N的力将0.5千克的足球以8m/s的初速度沿水平方向踢出20米，则人对球做功为（） A．200J B．16J C．2000J D．无法确定 10. 子弹以水平速度V射入静止在光滑水平面上的木块M，并留在其中，则（） A．子弹克服阻力做功与木块获得的动能相等B．阻力对子弹做功小于子弹动能的减少 C．子弹克服阻力做功与子弹对木块做功相等D．子弹克阻力做功大于子弹对木块做功 11. 如图所示，DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0,物体从D点出发DBA滑到顶点时速度恰好为零，如果斜面改为AC，让该物体从D点出发DCA滑到A点且速度刚好为零，则物体具有的初速度（已知物体与路面间的动摩擦 系数处处相等且不为零）（） A. 大于v0 B. 等于v0 C. 小于v0 D. 取决于斜面的倾角 12. 质量不等，但具有相同初动能的两个物体，在摩擦系数相同的水平地面上滑行，直到停止，则（）
动能势能动能定理
§2 动能 势能 动能定理 教学目标： 理解功和能的概念，掌握动能定理，会熟练地运用动能定理解答有关问题 教学重点：动能定理 教学难点：动能定理的应用 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、动能 1．动能：物体由于运动而具有的能，叫动能。其表达式为：2 2 1mv E k =。 2．对动能的理解 （1）动能是一个状态量，它与物体的运动状态对应．动能是标量．它只有大小，没有方向，而且物体的动能总是大于等于零，不会出现负值． （2）动能是相对的，它与参照物的选取密切相关．如行驶中的汽车上的物品，对汽车上的乘客，物品动能是零；但对路边的行人，物品的动能就不为零。 3．动能与动量的比较 （1）动能和动量都是由质量和速度共同决定的物理量， 22 1mv E k =＝m p 22 或 k mE p 2= （2）动能和动量都是用于描述物体机械运动的状态量。 （3）动能是标量，动量是矢量。物体的动能变化，则其动量一定变化；物体的动量变化，则其动量不一定变化。 （4）动能决定了物体克服一定的阻力能运动多么远；动量则决定着物体克服一定的阻力能运动多长时间。动能的变化决定于合外力对物体做多少功，动量的变化决定于合外力对物体施加的冲量。 （5）动能是从能量观点出发描述机械运动的，动量是从机械运动本身出发描述机械运动状态的。 二、重力势能 1．重力势能：物体和地球由相对位置决定的能叫重力势能，是物体和地球共有的。表达式：mgh E p =，与零势能面的选取有关。 2．对重力势能的理解
（1）重力势能是物体和地球这一系统共同所有，单独一个物体谈不上具有势能．即：如果没有地球，物体谈不上有重力势能．平时说物体具有多少重力势能，是一种习惯上的简称． 重力势能是相对的，它随参考点的选择不同而不同，要说明物体具有多少重力势能，首先要指明参考点(即零点)． （2）重力势能是标量，它没有方向．但是重力势能有正、负．此处正、负不是表示方向，而是表示比零点的能量状态高还是低．势能大于零表示比零点的能量状态高，势能小于零表示比零点的能量状态低．零点的选择不同虽对势能值表述不同，但对物理过程没有影响．即势能是相对的，势能的变化是绝对的，势能的变化与零点的选择无关． （3）重力做功与重力势能 重力做正功，物体高度下降，重力势能降低；重力做负功，物体高度上升，重力势能升高．可以证明，重力做功与路径无关，由物体所受的重力和物体初、末位置所在水平面的高度差决定，即：W G =mg △h ．所以重力做的功等于重力势能增量的负值，即W G = -△E p = -（mgh 2-mgh 1）． 三、动能定理 1．动能定理的表述 合外力做的功等于物体动能的变化。（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。表达式为W =ΔE K 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。 和动量定理一样，动能定理也建立起过程量（功）和状态量（动能）间的联系。这样，无论求合外力做的功还是求物体动能的变化，就都有了两个可供选择的途径。和动量定理不同的是：功和动能都是标量，动能定理表达式是一个标量式，不能在某一个方向上应用动能定理。 【例1】 一个质量为m 的物体静止放在光滑水平面上，在互成60°角的大小相等的两个水平恒力作用下，经过一段时间，物体获得的速度为v ，在力的方向上获得的速度分别为v 1、v 2，那么在这段时间内，其中一个力做的功为 A ． 261mv B ．241mv C ．231mv D ．22 1 mv 错解：在分力F 1的方向上，由动动能定理得 222 116 1)30cos 2(2121mv v m mv W =?== ，故A 正确。 正解：在合力F 的方向上，由动动能定理得，2 2 1mv Fs W = =，某个分力的功为2114 1 2130cos 30cos 230cos mv Fs s F s F W ==??= ?=，故B 正确。
机械能功和功率
第七章 机械能——功和功率 一、选择题 1、如图1所示，用力拉一质量为m 的物体，使它沿水平匀速移动距离s ，若物体和地面间的摩擦因数为μ，则此力对物体做的功为（ ） A ．μmgs B ．μmgs/（cos α+μsin α） C ．μmgs/（cos α-μsin α） D ．μmgscos α/（cos α+μsin α） 2、如图2所示，质量为m 的物块始终固定在倾角为θ的斜面上，下列说法中正确的是（ ） A ．若斜面向右匀速移动距离s ，斜面对物块没有做功 B ．若斜面向上匀速移动距离s ，斜面对物块做功mgs C ．若斜面向左以加速度a 移动距离s ，斜面对物块做功mas D ．若斜面向下以加速度a 移动距离s ，斜面对物块做功m （g+a ）s 3、从空中以40 m/s 的初速平抛一个重力为10 N 的物体，物体在空中运动3 s 落地，不计空气阻力，取g ＝10 m/s 2，则物体落地时重力的即时功率为( ) A ．400 W B ．300 W C ．500 W D ．700 W 4、如图3所示，质量为m 的物体P 放在光滑的倾角为θ的直角劈上，同时用力F 向右推劈，使P 与劈保持相对静止，在前进的水平位移为s 的过程中，劈对P 做的功为( ) 图3 A ．F ·s B ．mg sin θ·s /2 C ．mg cos θ·s D ．mg tan θ·s 5、质量为m 的汽车发动机的功率恒为P ，摩擦阻力恒为f ，牵引力为F ．汽车由静止开始，经过时间t 行驶了位移s 时，速度达到最大值v m ，则发动机所做的功为( ) A ．Pt B ．fv m t C ．221m mv ＋fs D ．m v Ps f m P 222 E ．Fs 二、填空题 6、如图4所示，木板质量为M ，长为L ，放在光滑水平面上，一细绳通过定滑轮将木板与质量为m 的小木块相连，M 与m 之间的动摩擦因数为，现用水平向右的力F 将小木块从木板的最左端拉到最右端，拉力至少要做的功是______． 图4 7、如图5所示，人拉着细绳的一端由A 走到B ，使质量为m 的物体 匀速上升。已知A 、B 两点间的水平距离为s ，细线与水平方向的夹角 已在图中标出，不计滑轮的摩擦，人的拉力所做的功______． 图5 s A 图1 图2
专题06 功和功率 动能定理-2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍(解析版)
2020年高考物理二轮复习热点题型与提分秘籍 专题06 功和功率 动能定理 题型一 功和功率的理解和计算 【题型解码】 1.要注意区分是恒力做功，还是变力做功，求恒力的功常用定义式． 2.变力的功根据特点可将变力的功转化为恒力的功(如大小不变、方向变化的阻力)，或用图象法、平均值法(如弹簧弹力的功)，或用W ＝Pt 求解(如功率恒定的力)，或用动能定理等求解． 【典例分析1】(2019·山东菏泽市下学期第一次模拟)如图所示，半径为R 的半圆弧槽固定在水平地面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m 的物块从P 点由静止释放刚好从槽口A 点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到最低点B 点，不计物块的大小，P 点到A 点高度为h ，重力加速度大小为g ，则下列说法正确的是( ) A ．物块从P 到 B 过程克服摩擦力做的功为mg (R ＋h ) B ．物块从A 到B 过程重力的平均功率为2mg 2gh π C ．物块在B 点时对槽底的压力大小为(R ＋2h )mg R D ．物块到B 点时重力的瞬时功率为mg 2gh 【参考答案】 BC 【名师解析】 物块从A 到B 过程做匀速圆周运动，根据动能定理有mgR －W f ＝0，因此克服摩擦力做功W f ＝mgR ，A 项错误；根据机械能守恒，物块到A 点时的速度大小由mgh ＝1 2mv 2得v ＝2gh ，从A 到B 运 动的时间t ＝12πR v ＝πR 22gh ，因此从A 到B 过程中重力的平均功率为P ＝W t ＝2mg 2gh π，B 项正确；物块在B 点时，根据牛顿第二定律F N －mg ＝m v 2 R ，求得F N ＝(R ＋2h )mg R ，根据牛顿第三定律可知，F N ′＝F N ＝(R ＋2h )mg R ， C 项正确；物块到B 点时，速度的方向与重力方向垂直，因此重力的瞬时功率为零， D 项错误． 【典例分析2】(2019·湖北武汉高三3月调研)如图所示，将完全相同的四个小球1、2、3、4分别从同一高度由静止释放或平抛(图乙)，其中图丙是一倾角为45°的光滑斜面，图丁为1 4光滑圆弧，不计空气阻力，则下 列对四种情况下相关物理量的比较正确的是( )
动能定理(带答案)
动能定理（有答案） 1. 理解动能的概念，会用动能的定义式进行计算。 2. 知道动能定理的适用条件，知道动能定理解题的步骤。 3. 会用动能定理解决有关的力学问题。知道用动能定理处理问题的优点。 重点：动能定理的应用 难点：用动能定理解决力学问题 知识梳理 一、动能 1. 定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能，用符号k E 来表示。 2. 公式：动能的大小2k mv 2 1 E = 。 3. 动能是一个标量，只有大小没有方向，其单位为焦耳（J ）。 4. 动能是状态量，对应物体运动的一个时刻。 5. 动能具有相对性，对不同的参考系，物体的速度具有不同的瞬时值，也就有不同的动能。在研究物体的动能时，一般都是以地面为参考系。例如鸟与飞机相撞的过程。 二、动能定理 1. 动能定理的内容：合外力对物体做的总功等于物体动能的改变量。 2. 动能定理的物理意义：定理提出了做功与物体动能改变量之间的定量关系。 3. 动能定理的表达式：22 21211122 k k W E E mv mv =-= - 4. 应用动能定理解题步骤： （1）确定研究对象和研究过程。 （2）分析物理过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，画受力示意图，及过程状态草图，明确各力做功情况，即是否做功，是正功还是负功。 （3）找出研究过程中物体的初、末状态的动能（或动能的变化量） （4）根据动能定理建立方程，代入数据求解，对结果进行分析、说明或讨论。 5. 应用解题注意的问题： （1）我们学习的是质点的动能定理，研究对象一般是单个物体。 （2）公式的左边W 表示研究过程中合外力对物体做的功，或研究过程中物体所受各外力做功的代数和；W>0表示合外力是动力对物体做正功，物体的动能是增加的;W<0表示合外力为阻力对物体做负功，物体的动能是减少的。 公式的右边是物体在研究过程中动能的增量，即末态动能与初态动能的差。公式是标量式。 （3）动能定理虽然是在恒力作用、物体做匀加速直线运动下推导出来的，但对外力是变力，物体做曲线运动时，动能定理同样适用，此时式中的W 为变力所做的功。 （4）变力功无法从功的定义式求得，可由动能定理求出。就象由冲量的定义式无法求出变力的冲量只能由动量定理求出一样。 （5）若物体运动的过程中包含几个不同的过程，应用动能定理时，可以分段考虑，也可以将全过程视为下一个整体来处理。 （6）动能定理对应的是下一个过程，并且它只涉及到物体的初、末状态的动能的整个过程中合外力做的功，它不涉及物体运动过程中的加速度、时间以及中间状态的速度和动能，因此用它处理问题时比较方便。 题型讲解
功和功率,动能定理
第一部分功和功率 知识要点梳理 知识点一——功和功的计算 ▲知识梳理 1．功的定义 一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生一段位移，就说这个力对物体做了功。 2．做功的两个必要因素 力和物体在力的方向上发生的位移，缺一不可。 如图甲所示，举重运动员举着杠铃不动时，杠铃没有发生位 移，举杠铃的力对杠铃没有做功。如图乙所示，足球在水平地 面上滚动时，重力对球做的功为零。 3．功的物理意义：功是能量变化的量度 能量的转化跟做功密切相关，做功的过程就是能量转化的过 程，做了多少功就有多少能量发生了转化，功是能量转化的量度。 4．公式 （1）当恒力F的方向与位移l的方向一致时，力对物体所做的功为W = Fl。 （2）当恒力F的方向与位移l的方向成某一角度时，力F物体所做的功为．即力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移的夹角的余弦这三者的乘积。 5．功是标量，但有正负 功的单位由力的单位和位移的单位决定。在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是J。 一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个力做功（取绝对值）。这两种说法在意义上是相同的。例如竖直向上抛出的球，在向上运动的过程中，重力对球做了－6J 的功，可以说成球克服重力做了6J的功。 由，可以看出： ①当=0时，，即，力对物体做正功； ②当时，，力对物体做正功。 ①②两种情况都是外界对物体做功。 ③当时，力与位移垂直，，即力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换； ④当时，，力对物体做负功； ⑤当时，，此时，即力的方向与物体运动位移的方向完全相反，是物体运动的阻力。 ④⑤两种情况都是物体对外界做功。 6．合力的功 当物体在几个力的共同作用下发生一段位移时，这几个力的合力对物体所做的功，等于各个力分别对物体所做功的代数和。 求合力的功可以先求各个力所做的功，再求这些力所做功的代数和；也可先求合外力，再求合外力的功；也可用动能定理求解。 ▲疑难导析 一、功的正负的理解和判断 1．功的正负的理解 功是一个标量，只有大小没有方向。功的正负不代表方向，也不表示大小，只说明是动力做功还是阻力做功，或导致相应的能量增加或减少。 2．常用的判断力是否做功及做功正负的方法 （1）根据力和位移方向的夹角判断： ①当时，，力对物体做正功； ②当时，，力对物体做负功，也称物体克服这个力做了功； ③当时，，力对物体不做功。 （2）根据力和瞬时速度方向的夹角判断。此法常用于判断质点做曲线运动时变力做的功。 ①时，力F对物体不做功。例如，向心力对物体不做功；作用在运动电荷上的洛伦兹力对电荷不做功； ②当时，力F对物体做正功； ③当时，力F对物体做负功，即物体克服力F做功。 （3）根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量转移或转化进行判断。若有能量的变化，或系统各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功。 二、功的计算方法 1．功的公式：，是力的作用点沿力的方向上的位移，公式主要用于求恒力做功和F随l做线性变化的变力做功（此时F取平均值）。
人教版高一物理必修2 77动能和动能定理练习试题
27.7动能和动能定理练习试题人教版高一物理必修7.7动能和动能定理练习题 一、单选题 (??) 1.关于动能的理解，下列说法正确的是A. 动能可以为负值 B. 一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，速度变化时，动能也一定变化 C. 动能不变的物体，一定处于平衡状态 D. 描述物体的动能时，其实也是需要选择参考系的，一般选地面或相对地面静止的物体 2( ) 2.倍，则甲、乙两个质量相同的物体，甲的速度是乙的速度的1B. 2A. 倍甲的动能是乙的动能的甲的动能是乙的动能的21D. 4C. 倍甲的动能是乙的动能的甲的动能是乙的动能的4m>m两个具有相等动量的物体，质量分别为3.( )mm 和，且，则2211A. B. mm动能较大动能较大12D. C. 无法判断两物体动能相等 质量相等的三个物体在一光滑水平面上排成一直线，且彼此隔开一定距离，如图所示，4.E的第一号物块向右运动，依次与其余两个静止物块发生碰撞，最后这三个具有初动能0(??)物块粘成一个整体，这个整体的动能等于 2EEE B. C. D. 000A. E0393 ( ) 5.如图所示，小孩沿“滑滑梯”加速下滑过程中，小孩的A. 动能不变 B. 动能增加 C. 重力势能不变 D. 重力势能增加 6 / 1． 2mmm=m甲、乙两个物体的质量分别为6.，它们与水平桌面的动摩擦，并且和乙甲甲乙)( 因数相同，当它们以相同的初动能在桌面上滑动时，它们滑行的最大距离之比为D. B. A. C. 31211121：：：：Fmh作用下，能的光滑斜面，一质量为如图所示，高的物块，在沿斜面向上的恒力7.2F.的恒力沿斜面向下拉动，使其由若把此物块放在斜面顶端，用匀速沿斜面向上运动( ) 静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为 D. A. B. C. 3Fh3mgh2Fh2mgh