专题二动量和能量123知识网络构建4第第2 2讲动量和能量观点的综合应用讲动量和能量观点的综合应用第第1 1讲功能关系及其应用讲功能关系及其应用5第一讲第一讲第一讲第一讲 功能关系及其应用功能关系及其应用功能关系及其应用功能关系及其应用一、功与功率的计算一、功与功率的计算二、机车启动类问题二、机车启动类问题三、功能关系的应用三、功能关系的应用6主干知识整合 主干知识整合主干知识整合一、功的理解一、功的理解1 1功是能量转化的量度，不同的力对应不同的功，反映着相应能量的转化，详见功是能量转化的量度，不同的力对应不同的功，反映着相应能量的转化，详见下表下表. .78FsFscoscos E Ek k 9 2 2对变力的功可通过下列方式分析，一是平均力法：如果参与做功的变力的方向对变力的功可通过下列方式分析，一是平均力法：如果参与做功的变力的方向不变，大小随位移做线性变化，则可取平均力等效代入公式不变，大小随位移做线性变化，则可取平均力等效代入公式W Ws scos cos 进行计算；二是进行计算；二是图象法：如果变力与位移方向始终一致而大小随时间变化，我们可先求出力与位移的图图象法：如果变力与位移方向始终一致而大小随时间变化，我们可先求出力与位移的图象如图象如图2 25 51 1所示，那么图线下方的对应面积即为变力做的功；三是动能定理法：所示，那么图线下方的对应面积即为变力做的功；三是动能定理法：我们可先由我们可先由W W合合_求出合外力的功后，再求某一变力的功；四是功能关系法：求出合外力的功后，再求某一变力的功；四是功能关系法：因功是能量转化的量度，我们可因功是能量转化的量度，我们可找出对应变力的能的转化量，找出对应变力的能的转化量，利用能量转化的多少来求解利用能量转化的多少来求解E Ek k 1011运动电荷运动电荷 PtPt 12要点热点探究探究一功与功率的计算探究一功与功率的计算13 例例1 114【点拨点拨】(1)(1)注意从运动学角度求加速度；注意从运动学角度求加速度；(2)(2)连接杆的拉力需要涉及动力学分析；连接杆的拉力需要涉及动力学分析；(3)(3)把握好功的定义式把握好功的定义式15161718192021探究点二机车启动类问题探究点二机车启动类问题1 1功率是反映做功快慢的物理量，机械功率由机械本身属性决定机车功率是指机车牵功率是反映做功快慢的物理量，机械功率由机械本身属性决定机车功率是指机车牵引力的功率引力的功率2 2机车启动模型机车启动模型机车启动问题是典型的具有收尾速度的运动形式，解答此类问题要注意：机车启动问题是典型的具有收尾速度的运动形式，解答此类问题要注意：(1)(1)首先要看清楚机首先要看清楚机车具体启动形式；车具体启动形式；(2)(2)牢记机车两种启动方式流程图，但要注意如果汽车所受阻力随速度发生牢记机车两种启动方式流程图，但要注意如果汽车所受阻力随速度发生变化，则不能盲目套用这两种模型变化，则不能盲目套用这两种模型2223 例例某型号小汽车发动机的额定功率为某型号小汽车发动机的额定功率为60 kW60 kW，汽车质量为，汽车质量为1103 kg1103 kg，在水平路面上正，在水平路面上正常行驶中所受到的阻力为车重的常行驶中所受到的阻力为车重的0.150.15倍倍g g取取10 m/s2.10 m/s2.求解如下问题：求解如下问题：(1)(1)此型号汽车在水平路面行驶能达到的最大速度是多少？此型号汽车在水平路面行驶能达到的最大速度是多少？(2)(2)若此型号汽车以额定功率加速行驶，当速度达到若此型号汽车以额定功率加速行驶，当速度达到20 m/s20 m/s时的加速度大小是多少？时的加速度大小是多少？(3)(3)质量为质量为60 kg60 kg的驾驶员驾驶此型号汽车在水平高速公路上以的驾驶员驾驶此型号汽车在水平高速公路上以30 m/s30 m/s的速度匀速行驶，设轮的速度匀速行驶，设轮胎与路面的动摩擦因数为胎与路面的动摩擦因数为0.600.60，驾驶员的反应时间为，驾驶员的反应时间为0.30 s0.30 s，则驾驶员驾驶的汽车与前车保，则驾驶员驾驶的汽车与前车保持的安全距离最少为多少？持的安全距离最少为多少？24【点拨点拨】本题考查机车启动问题本题考查机车启动问题 2526【点评点评】本题为典型机车启动问题，需要准确理解题意：例如第本题为典型机车启动问题，需要准确理解题意：例如第(2)(2)问问“若此型若此型号汽车以额定功率加速号汽车以额定功率加速”不是匀加速，这基于对机车以额定功率启动过程的全面理解和不是匀加速，这基于对机车以额定功率启动过程的全面理解和掌握；再如第掌握；再如第(3)(3)问给出动摩擦因数，实质是给出了机车遇紧急情况制动时的制动力等问给出动摩擦因数，实质是给出了机车遇紧急情况制动时的制动力等于滑动摩擦力，要把此制动力和前面提到的正常行驶时的阻力区分开于滑动摩擦力，要把此制动力和前面提到的正常行驶时的阻力区分开27 一辆轿车在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率一辆轿车在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过时间继续行驶，经过时间t t0 0，其速度由零增大到最大值，其速度由零增大到最大值v vm m，若所受阻力，若所受阻力f f为恒力关于轿车的速度为恒力关于轿车的速度v v、牵引力、牵引力F F、功率、功率P P随时间随时间t t变化的情况不正确的是变化的情况不正确的是( () )28 A A【解析解析】启动阶段轿车牵引力保持不变，阻力启动阶段轿车牵引力保持不变，阻力 f f 为恒力，故加速度为恒力，故加速度a a恒定，机恒定，机车先做匀加速运动，选项车先做匀加速运动，选项A A错误；由错误；由P PFvFv，v v时，时，P P，当，当P P增大至额定功率时，匀加增大至额定功率时，匀加速结束，但这时牵引力仍大于阻力，速结束，但这时牵引力仍大于阻力，v v仍仍，而此后机车保持额定功率不变，而此后机车保持额定功率不变，F F变小，当变小，当F Ff f时，达到最大速度开始匀速运动，选项时，达到最大速度开始匀速运动，选项BCDBCD正确正确29变力变力探究三功能关系的应用探究三功能关系的应用30代数和代数和为零为零物体间碰撞物体间碰撞31受力受力做功做功32图图1 133答案答案AD3435D36图图2 237383940图图3 341424344图图4 4454647图图5 5484950图图6 651525354答案答案(1)12 N(1)12 N(2)5 J(2)5 J(3)1 s(3)1 s5556575859第第2讲动量和能量观点的综合应用讲动量和能量观点的综合应用60速度速度矢量矢量速度变化速度变化合外力合外力矢量和矢量和61大小相等、方向相反大小相等、方向相反合力为零合力为零所受外力的所受外力的合力为零合力为零62动量守恒动量守恒弹性弹性相互作相互作用时间极短用时间极短63大于大于相向相向能量能量64牛顿运动牛顿运动动量动量时间时间65动能动能牛顿第二定律牛顿第二定律动量动量6667图图1 16869图图2 270答案答案(1)5 m/s(1)5 m/s(2)2 m/s(2)2 m/s717273图图3 37475答案答案(1)2.83 m/s(1)2.83 m/s(2)0.75 m(2)0.75 m76图图4 477787980图图5 5818283