机械能总复习.doc

功与能一、 功 （1）做功的两个必要因素：作用在物体上的力以及物体在力的方向上发生的位移。（2）功的原理：任何机械可以省力或者省距离但不能省功。（3）功的一般计算公式： （恒力做功）正功和负功：当时，, 对物体做正功，动力；当时， ，对物体不做功当时， ，对物体做负功，阻力；对物体做负功也可说成是物体克服做了功(取绝对值)。 判断正负功的另两种方法：F与V的夹角，功能关系（4）功是标量。功的正负不表示方向，正功表示动力作的功，负功表示阻力作的功。Fs0（5）变力做功方法 ：图像法（面积），平均值法（力随位移线性变化），微元法，替代法Pt0(6) 常见力做功的特点重力做功：与路径无关，只与物体始末位置的高度差h有关：W=mgh，当末位置高于初位置时，W0，即重力做正功；反之则重力做负功。摩擦力：不管是滑动摩擦力还是静摩擦力即可做正功，也可是负功，也可不做功。一对静摩擦力做功和为零，一对滑动摩擦力做功之和小于等于零，滑动摩擦力相对位移 转化为内能。弹簧弹力：在弹性范围内，弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系。一对作用力和反作用力做功之和可以为零，也可以为正，也可以为负。二、功率描述做功快慢的物理量（1）平均功率：瞬时功率： 式中为力F与速度v之间的夹角。（2）汽车起动时两种情况分析（假设运动过程中阻力f不变）a. 以恒定功率起动b以恒定的加速度起动： 0tvO例：质量为Kg的汽车，发动机的额定输出功率W，从静止开始运动，运动中受到恒定的阻力，求：（1）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）若汽车以加速度在平直的水平路上作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？（3）若汽车以恒定加速度启动，30s后匀速运动，求汽车的位移。三、能量1.动能是物体运动的状态量2.势能 势能与相互作用的物体之间的相对位置有关，是系统的状态量。重力势能Ep=mgh 具有相对性，相对于零势能面， 一般选地面或系统中最低点为零势能面。物体在零势能面上方时Ep为正；物体在零势能面下方时Ep为负；势能值为零，表明物体处在零势面上，因此势能Ep的正负并不表示方向。势能的变化与参考点无关。弹性势能3. 机械能 一个物体系统动能和势能的总和，叫它的机械能。4.功能关系做功的过程总是伴随着能量的转化，做了多少功就有多少能量发生了转化，功是能量转化的量度，不同的力做功改变了不同形式的能量。 合外力做功等于物体动能的增量 重力做功等于物体的势能的变化量 除了重力（弹力）外，其他力做功等于物体的机械能的增量例：质量为2kg的物体从静止开始，以8m/s2的加速度竖直向下匀加速运动了5m的距离。g取10m/s2，在这一过程中（ ）。A物体的动能增加了160JB物体的重力势能增加了100JC物体的机械能减少了20JD合外力对物体做功80J分析与解：物体以8m/s2的加速度竖直向下匀加速运动，由牛顿第二定律可知，物体除了受到重力外还受到一个竖直向上的恒力作用，设这个力为F,，则 mg-F=ma 得F=m(g-a)=2(10-8)=4N由于物体向下运动，因此力F对物体做负功 W=-FS=-45=20J 故物体的机械能减小了20J，选项C正确合外力对物体做功为 W合=F合S=(mg-f)s=(20-4)5=80J选项D正确四动能定理1.公式：。反映了过程量功与状态量动能之间的关系。2、应用动能定理解题步骤（1）明确研究对象，受力分析；（2）明确研究对象的运动过程，确定各力做功；（3）明确运动过程所对应的初末状态，确定初、末动能；（4）由动能定理列方程求解。应用：子弹打木块，跳水（掉落至沙坑），多过程问题（往返问题），用动能定理求变力做功，非质点问题（重心），系统动能定理。五机械能守恒1内容：在只有重力做功的情况下，物体发生重力势能与动能的相互转化时，机械能的总量保持不变。2表达式：若质量为m的物体在初始位置高度h1，速度为v1，末位置高度为h2，速度为v2，那么机械能守恒定律的表达式为；mgh1+ mv12=mgh2+ mv22或 EK1+EP1=EK2+KP2 或 E1=E23应用条件：只有重力（或弹簧的弹力）做功。如果物体的动能和势能都不变，重力不做功，表明物体的动能和势能之间不存在转化，那么，这种情况不是机械能守恒，属于机械能不变。4、应用机械能守恒定律解题步骤：（1）根据题意，选取研究对象；（2）明确研究对象的运动过程，分析其受力情况，及各力做功情况，判断是否符合机械能守恒定律的条件；（3）选取恰当的零势能面，确定研究对象在研究过程中的起始状态和末状态的机械能（4）根据机械能守恒定律列出方程，把已知量同一单位进行求解。例1 在下列各种情形中，哪一些是符合机械能守恒条件？（ ）A、 物体做平抛运动；B、 在光滑斜面上拉着物体向上作匀速运动；C、 人在水平地面上加速跑动；D、 小球随着杆在竖直平面上作匀速圆周运动。分析与解：物体做平抛运动时只受重力作用，机械能守恒，选项A正确；在光滑斜面上拉着物体向上作匀速运动时，除了重力做功外还有拉力做功，由于拉力的方向与位移方向一直