[体系构建]
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1.功和功率 (Ⅱ)
2.动能和动能定理 (Ⅱ)
3.重力做功与重力势能 (Ⅱ)
4.功能关系、机械能守恒定律及其应用 (Ⅱ)
实验五：探究动能定理
实验六：验证机械能守恒定律
[复习指导]
1.准确掌握功、功率、动能、势能、机械能等重要概念及相关物理量的判断和计算。
2.理解动能定理的含义，并能熟练应用动能定理解决问题。
3.理解机械能守恒的条件，掌握机械能守恒定律的应用。
4.熟练利用功能关系和能量守恒定律，结合牛顿运动定律、平抛运动和圆周运动、电磁学等相关内容处理综合性的问题。
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．公式
W＝Flcos 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。
1．判断正、负功的方法
(1)根据力和位移方向之间的夹角判断：此法常用于恒力做功。
夹角
功的正负
物理意义
0≤α≤
W>0
力对物体做正功
<α≤π
W<0
力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功
α＝
W＝0
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，夹角为锐角时做正功，夹角为钝角时做负功，夹角为直角时不做功。
(3)根据能量转化与守恒定律判断：若在该力作用下物体的能量增加，则该力对物体做正功，反之则做负功。
2．功的大小计算
(1)恒力做的功：
直接用W＝Flcos α计算。
(2)合外力做的功：
方法一：先求合外力F合，再用W合＝F合lcos α求功。
方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合外力做的功。
(3)变力做的功：
①应用动能定理求解。
②用W＝Pt求解，其中变力的功率P不变。
③将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况。
1.如图5－1－1，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法。如果某受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是( )
图5－1－1
A．轮胎受到地面的摩擦力做了负功
B．轮胎受到的重力做了正功
C．轮胎受到的拉力不做功
D．轮胎受到地面的支持力做了正功
解析：选A 根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误。
功 率
1．物理意义
描述力对物体做功的快慢。
2．公式
(1)P＝(P为时间t内的平均功率)。
(2)P＝Fvcos_α(α为F与v的夹角)。
3．额定功率
机械正常工作时的最大功率。
4．实际功率
机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。
1．平均功率的计算方法
(1)利用＝。
(2)利用＝Fcos α，其中为物体运动的平均速度。
2．瞬时功率的计算方法
(1)利用公式P＝Fvcos α，其中v为t时刻的瞬时速度。
(2)P＝FvF，其中vF为物体的速度v在力F方向上的分速度。
(3)P＝Fvv，其中Fv为物体受的外力F在速度v方向上的分力。
2．一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝t1时刻力F的瞬时功率是( )
A.t1 B.t
C.t1 D.t
解析：选C 在t＝t1时刻木块的速度为v＝at1＝t1，此时刻力F的瞬时功率P＝Fv＝t1，选C。
机车的启动
1．机车的输出功率
P＝Fv，其中F为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力等于阻力。
2．两种常见的启动方式
(1)以恒定功率启动：机车的加速度逐渐减小，达到最大速度时，加速度为零。
(2)以恒定加速度启动：机车的功率逐渐增大，达到额定功率后，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度最大。
两种启动方式的比较
两种
方式
以恒定功率启动
以恒定加速度启动
P－t图
和
v－t图
OA
段
过程分析
v↑?F＝↓
?a＝↓
a＝不变?
F不变v↑
?P＝Fv↑
直到P额＝Fv1
运动性质
加速度减小的加速直线运动
匀加速直线运动，维持时间t0＝
AB
段
过程分析
F＝F阻?a＝0
?F阻＝
v↑?F＝↓
?a＝↓
运动性质
以vm做匀速直线运动
加速度减小的加速运动
BC
段
过程分析
F＝F阻?a＝0?F阻＝，
运动性质
以vm做匀速直线运动
2．三个重要关系式
(1)无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即vm＝＝(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力Ff)。
(2)机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即v1＝
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