易错点06 使用功和能关系解决力学问题（4陷阱点6考点6题型）-备战2025年高考物理易错题专练（新高考通用）

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01 易错陷阱
易错点一：应用功和功率求解问题时出现错误
易错点二：不理解动能定理也不会运用动能定理求解多过程问题
易错点三：运用机械能守恒定律分析问题时出现错误
易错点四：运用功能关系分析问题时出现错误
02 易错知识点
知识点一、变力做功计算
知识点二、两种启动方式的比较与三个重要关系式
知识点三、应用动能定理解决问题的流程
知识点四、动能定理与图像分析
知识点五、多物体的机械能守恒
类型一：质量均匀的链条或柔软的绳索
类型二：轻绳连接的物体系统
类型三：轻杆连接的物体系统
知识点六、几种常见的功能关系及其表达式
03 举一反三——易错题型
题型一：变力做功的计算方法
题型二：机车启动与动能定理的结合
题型三：动能定理与图像分析
题型四：摩擦力做功及摩擦热问题
题型五：多物体机械能守恒问题
题型六：运用功能关系分析解决问题
04 易错题通关
易错点一：应用功和功率求解问题时出现错误
1.计算功的方法，合力做的功
方法一：先求合力F合，再用W合＝F合xcs α求功，尤其适用于已知质量m和加速度a的情况。
方法二：先求各个力做的功W1、W2、W3…，再应用W合＝W1＋W2＋W3＋…求合力做的功。
方法三：利用动能定理，合力做的功等于物体动能的变化量。
2.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，这类力的功的绝对值等于力和路程(不是位移)的乘积。如滑动摩擦力做功、空气阻力做功等。
④转换研究对象法。有些变力做功问题可转换为恒力做功，用W＝Fxcs α求解。此法常用于轻绳通过定滑轮拉物体做功问题。
⑤图像法。在F－x图像中，图线与x轴所围“面积”的代数和就表示力F在这段位移内所做的功，且位于x轴上方的“面积”为正功，位于x轴下方的“面积”为负功。
3.瞬时功率的计算方法
(1)利用公式P＝Fvcs 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为物体受到的外力F在速度v方向上的分力
易错点二：不理解动能定理也不会运用动能定理求解多过程问题
(1)动能定理中的位移和速度必须是相对于同一个参考系的，一般以地面或相对地面静止的物体为参考系.
(2)当物体的运动包含多个不同过程时，可分段应用动能定理求解；也可以全过程应用动能定理求解.
(3)动能是标量，动能定理是标量式，解题时不能分解动能.
(4)在一个有变力做功的过程中，当变力做功无法直接通过功的公式求解时，可用动能定理，W变+W恒=12mv22-12mv12,物体初、末速度己知，恒力做功W但可根据功的公式求出，这样就可以得到W变=12mv22-12mv12-W恒，就可以求变力做的功了.
易错点三：运用机械能守恒定律分析问题时出现错误
1.机械能守恒定律的成立条件不是合外力为零，而是除重力和系统内弹力外，其他力做功为零。
2.机械能守恒定律是对系统而言的，单个物体没有所谓的机械能守恒，正常所说的某物体的机械能守恒只是一种习惯说法，实为该物体与地球间机械能守恒。
3.用机械能守恒定律列方程时始、末态的重力势能要选同一个零势能面。
4虽然我们常用始、末态机械能相等列方程解题，但始、末态机械能相等与变化过程中机械能守恒含义不尽相同。整个过程中机械能一直保持不变才叫机械能守恒，始、末态只是其中的两个时刻。
5.机械能守恒定律是能量转换与守恒定律的一个特例，当有除重力和系统内弹力以外的力对系统做功时，机械能不再守恒，但系统的总能量仍守恒。
6.若从守恒的角度到关系式，要选取恰当的参考面，确定初末状态的机械能。
7若从转化的角度到关系式，要考虑动能和势能的变化量，与参考面无关。
8.用做功判断机械能守恒，只有重力做功或系统内弹力做功。
9.研究多个物体机械能守恒时，除能量关系外，请找速度关系，根据物体沿绳（杆）方向的分速度
相等，建立两个连接体的速度关系式。
易错点四：运用功能关系分析问题时出现错误
1.功的正负与能量增减的对应关系
(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功.
(2)势能的增加与减少要看对应的作用力（如重力、弹簧弹力、静电力等）做负功还是做正功.
(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功.
2.摩擦力做功的特点
(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零；
(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值，差值为机械能转化为内能的部分，也就是系统机械能的损失量；
(3)无论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都可以对物体做正功，也可以做负功，还可以不做功.
知识点一、变力做功计算
知识点二、两种启动方式的比较与三个重要关系式
三个重要关系式
(1)无论哪种启动过程，机车的最大速度都等于其匀速直线运动时的速度，即vm＝eq \f(P,Fmin)＝eq \f(P,F阻)(式中Fmin为最小牵引力，其值等于阻力F阻)。
(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v＝eq \f(P,F)