課程內(nèi)容
高中物理復(fù)習(xí)課第七章《機(jī)械能及其定恒定律（一）》（必修2）
考綱展示
1.功和功率 Ⅱ
2.動(dòng)能和動(dòng)能定理 Ⅱ
3.重力做功和重力勢(shì)能 Ⅱ
4.彈性勢(shì)能 I
5.功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 Ⅱ
實(shí)驗(yàn)五：探究動(dòng)能定理
實(shí)驗(yàn)六：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
基礎(chǔ)知識(shí)梳理
一、功
1.做功的兩個(gè)必要條件：力和物體在力的方向上發(fā)生的位移
2.公式：W=FIcos α.適用于恒力做功，其中α為F、l方向間交角，l為物體對(duì)地的位移。
夾角
0≤α≤90°，力對(duì)物體做正功
90°≤α≤180°，力對(duì)物體做負(fù)功，或者說物體克服了這個(gè)力做了功
α=90° ，力對(duì)物體不做功。
二、功率
1.定義：功與完成這些功所用時(shí)間的比值
2.物理意義：描述力對(duì)物體做功的快慢
3.公式
（1）P=w、t，P為時(shí)間t為的平均功率
（2）P=Fvcosα （α為F與v的交角）
①v為平均速度，則P為平均功率
②v為瞬時(shí)功率，則P為瞬時(shí)功率
4.額定功率：機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率
5.實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率，要求小于或等于額定功率。
三、計(jì)算功的常用方法
1.恒力做功
對(duì)恒力作用下物體的運(yùn)動(dòng)，力對(duì)物體做的功用W=FIcos α求解。該公式可寫成W=F.（Icos α）=（Fcos α）.l 即功等于力與力方向上位移的乘積或功等于位移與位移方向上力的乘積。恒力做功的特點(diǎn)是：與實(shí)際路徑無關(guān)，而是由初、末位置決定。
2.變力做功
（1）用動(dòng)能定理W=△Ek或功能關(guān)系W=△E，即用能量的增量等效帶環(huán)變力所做的功。（也可以計(jì)算恒力做功）
（2）當(dāng)變力的功率P一定時(shí)，可用W=Pt求功，如機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)時(shí)
（3）將變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功
①當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí)，這類力的功的大小等于力和路程（不是位移）的成績。如滑動(dòng)摩擦力做功、空氣阻力做功等
②當(dāng)力的方向不變，大小隨位移作線性變化時(shí)，可先求出力對(duì)位移的平均值F=F1+F2/2，再由W=FIcos α計(jì)算，如彈簧彈力做功
（4）作出力F隨位移l變化的圖像，圖像與位移軸所圍的“面積”即為變力做的功，圖中甲圖表示恒力F做的功W，乙圖表示變力F做的功W。
1.如圖所示，水平彈簧勁度系數(shù)k=500N/m，用一外力推物塊，使彈簧壓縮10cm而靜止，突然撤去外力F，物塊被彈開，那么彈簧對(duì)物體做多少功？（彈簧與物塊沒有粘連）
解析：根據(jù)胡克定律，可作物塊的受力與位移關(guān)系圖，如圖所示。
W=1/2kx.x=1/2*500*0.12 J=2.5J
四、機(jī)車的兩種啟動(dòng)方式
1.機(jī)車以恒定功率啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)
所以機(jī)車達(dá)最大速度時(shí)，加速度a=0，牽引力F=Ff，P=Fv=FfVm，這一啟動(dòng)過程的P-t，v-t關(guān)系如圖所示，其中Vm=P、Ff
2.機(jī)車以恒定及速度啟動(dòng)的運(yùn)動(dòng)過程
這一運(yùn)動(dòng)過程P-t，v-t關(guān)系如圖所示，其中Vo=P頻w/F,Vm=P頻/Ff
2.人在A點(diǎn)拉著繩通過一定滑輪吊起質(zhì)量m=50kg的物體時(shí)，如圖，開始時(shí)繩與水平方向交角為60°，當(dāng)人勻速提起重物由A點(diǎn)沿水平方向運(yùn)動(dòng)s=2m而到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)繩與水平方向成30°角，求人對(duì)繩的拉力做了多少功？
解析：由動(dòng)能定理可知，人對(duì)繩的拉力做的功和重物重力做的功等于物體動(dòng)能的增量，因?yàn)橹匚飫蛩偕仙?，?dòng)能不變，即重物增加的動(dòng)能等于零
設(shè)滑輪距里面的高度為h，則：
h（cot30°-cot60°）=AB
人由A走到B的過程中，重物G上升的高度△h等于滑輪右側(cè)繩子增加的長度，即：
△h=h/sin30°-h/sin60°
人對(duì)繩子做的功為
W=Fs=G△h
代入數(shù)據(jù)可得：W=732J
五、動(dòng)能和動(dòng)能定理
1.定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能
3.矢標(biāo)性：標(biāo)量
4.單位：焦耳。1J=1N.m=1kg.m2/s2
5.瞬時(shí)性：v是瞬時(shí)速度
6.相對(duì)性：物體的動(dòng)能相對(duì)于不同參考系一般不同
7.內(nèi)容：力在某個(gè)過程中對(duì)物體所做的功，等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化
9.物理意義：動(dòng)能定理指出了外力對(duì)物體所做的總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系，即合力的功是物體功能變化的量度
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王老師
女，中教高級(jí)職稱
一直擔(dān)任高中物理的教學(xué)工作，有清晰的理性思維，豐富的高考備考經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)方式嚴(yán)謹(jǐn)、活潑。
