一、功和功率
1.几种力做功的特点
(1)重力、弹簧弹力、静电力做功与路径无关.
(2)摩擦力做功的特点
①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.
②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能转化为其他形式的能;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值.在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦的物体间机械能的转移,还有部分机械能转化为内能,转化为内能的量等于系统机械能的减少量,等于滑动摩擦力与相对位移的乘积.
③摩擦生热是指滑动摩擦生热,静摩擦不会生热.
2.几个重要的功能关系
(1)重力的功等于
重力势能的减少量,即WG=-ΔEp.(2)弹力的功等于弹性势能的减少量,即W弹=-ΔEp.
(3)合力的功等于动能的变化,即W=ΔEk.
(4)重力(或系统内弹簧弹力)之外的其他力的功等于机械能的变化,即W其他=ΔE.
(5)系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度,即Q=Ff·x相对.
3.功和功率的求解
(1)功的求解:W=Flcos α用于恒力做功,变力做功可以用动能定理或者图象法来求解.
(2)功率的求解:可以用定义式P=W/t来求解,如果力是恒力,可以用P=Fvcos α来求解.
二、动能定理的应用
1.表达式:W总=Ek2-Ek1.
2.五点说明
(1)W总为物体在运动过程中所受各力做功的代数和.
(2)动能变化量Ek2-Ek1一定是物体在末、初两状态的
动能之差.(3)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动.
(4)动能定理既适用于恒力做功,也适用于变力做功.
(5)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分阶段作用.
3.基本思路
(1)确定研究对象和研究过程.
(2)进行运动分析和受力分析,确定初、末速度和各力做功情况,利用动能定理全过程或者分过程列式.
4.在功能关系中的应用
(1)对于物体运动过程中不涉及加速度和时间,而涉及力和位移、速度的问题时,一般选择动能定理,尤其是曲线运动、多过程的直线运动等.
(2)动能定理也是一种功能关系,即合外力做的功(总功)与动能变化量一一对应.
三、功能关系的理解和应用
1.几个重要的功能关系
(1)重力做的功等于重力势能的减少量,即WG=-ΔEp.
(2)弹力做的功等于弹性势能的减少量,即W弹=-ΔEp.
(3)合力做的功等于动能的变化量,即W=ΔEk.
(4)重力(或系统内弹力)之外的其他力做的功等于机械能的变化量,即W其他=ΔE.
(5)系统内一对滑动摩擦力做的功是系统内能改变的量度,即Q=Ff·x相对.
2.理解
(1)做功的过程就是能量转化的过程,不同形式的能量发生相互转化可以通过做功来实现.
(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现在不同性质的力做功对应不同形式的能转化,二是做功的多少与能量转化的多少在数值上相等.
3.应用
(1)分析物体运动过程中受哪些力,有哪些力做功,有哪些形式的能发生变化.
(2)列动能定理或能量守恒定律表达式.
例3、
答案 BD
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