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文档简介
1、戴氏英语崇州校区第一章、抛体运动一、运动的合成1由已知的分运动求其合运动叫运动的合成 2运动合成的实质是将描述运动的物理量如位移、速度、加速度等矢量,按矢量运算的法则进行合成:(1)如果分运动都在同一条直线上,同向相加,反向相减。(2)如果分运动互成角度,运动合成要遵循平行四边形定则3合运动的性质和轨迹取决于分运动的情况: 两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动 一个匀速运动和一个匀变速运动的合运动是匀变速运动。讨论:二者共线时,为匀变速直线运动,二者不共线时,为匀变速曲线运动。 两个匀变速直线运动的合运动为匀变速运动,当V0合与a0合 共线时为匀变速直线运动,当V0合与a0合(恒定) 不共
2、线时为匀变速曲线运动。 二、运动的分解1已知合运动求分运动叫运动的分解 2、运动分解的实质是将描述运动的物理量如位移、速度、加速度等矢量进行分解。3运动分解也遵循矢量运算的平行四边形定则一般原则:、速度分解的一个基本原则就是按实际效果来进行分解。、将速度沿互相垂直分解,即正交分解。三、合运动与分运动的特征:(1) 等时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等(2) 独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行,互不影响(3) 等效性:合运动和分运动是等效替代关系,不能并存;(4) 矢量性:加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则。四、合运动与分运动
3、的大小关系: 合运动的位移、速度、加速度可以大于、等于或小于分运动的位移、速度、加速度。五、物体做曲线运动的条件1曲线运动是指物体运动的轨迹为曲线; 曲线运动的速度方向:曲线在该点的切线方向;曲线运动的性质:速度方向不断变化,故曲线运动一定是变速运动即曲线运动物体受到的合外力一定不等于零,物体一定具有加速度。2物体做一般曲线运动的条件:力学条件和运动学条件:运动物体所受的合外力(或加速度)的方向跟它的速度方向不在同一直线上(即合外力或加速度与速度的方向成一个夹角,且)3.做曲线运动物体所受的合外力(加速度)方向指向曲线内侧。4.重点掌握的两种情况:一是加速度大小、方向都不变的曲线运动,叫匀变曲
4、线运动,如平抛运动、斜抛运动。另一是加速度大小不变、方向时刻改变的曲线运动,如匀速圆周运动六、运动的合成与分解典型实例: 1、小船渡河问题分析小船船身与河岸垂直时,渡河时间最短:,d为河宽,最短时间与河水速度无关。当船身偏向上游某一夹角时,合运动与河岸垂直时位移最短。2、曲线运动条件的应用做曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指的一方弯曲,若知物体的运动轨迹,可判断出合外力的大致方向若合外力为变力,则为变加速运动;若合外力为恒力,则为匀变速运动。 3、平抛运动:将物体沿水平方向抛出,其运动为平抛运动(1)运动特点:只受重力;b、加速度恒为重力加速度g。因而平抛运动是一个匀变速曲线运动。在任意相等时
5、间内速度变化相等。(2)平抛运动的处理方法:平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。(3)平抛运动的规律:以物体的出发点为原点,沿水平和竖直方向建成立坐标。ax=0 ay=g水平方向 vx=v0 竖直方向 vy=gtx=v0t y=gt2 实际运动的速度即合速度:,则此时速度与水平方向的夹角为:实际运动的位移即合位移:则此时位移与水平方向夹角为.(4)、平抛运动的速度变化和重要推论 在斜面上平抛物体落在斜面上的位移方向与水平方向夹角等于斜面的倾角,和平抛的初速度无关。速度方向也只与斜面的倾角有关。 任意相等时间间隔t内的速度改变量均竖直向下,且v=vy=gt.七、竖直上
6、抛运动上升过程匀减速直线运动,下落过程匀加速直线运动。全过程是初速度为V0加速度为g的匀减速直线运动。(1)上升最大高度:H = (2)上升的时间:t上=t下= (3)从抛出到落回原位置的时间:t = (4)上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向 (5)上升、下落经过同一段位移的时间相等。(6) 适用全过程:a= - g,S = Vo t +a t2= Vo t g t2 ; Vt = =Vo+a t = Vog t ; Vt2Vo2 =2aS 得Vt2Vo2 =2gS (从抛出点开始计时,要注意S、vt的方向,与正方向相反要用负号表示)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以
7、向上为正方向,加速度取负值。(2)分段处理:向上为匀减速运动,向下为自由落体运动,具有对称性。(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向;上升时间与下落时间相等。(4)竖直上抛运动的最高点物体速度为零,加速度为重力加速度g。习题一、单项选择题1物体在几个外力的作用下做匀速直线运动,如果撤掉其中的一个力,它不可能做 ( )A匀速直线运动 B匀加速直线运动C匀减速直线运动 D曲线运动2关于曲线运动,下列说法正确的是 ( )A做曲线运动的物体,速度方向与所受力方向相同B做曲线运动的物体,某一位置时的速度方向就是曲线在这一点的切线方向C做曲线运动的物体没有加速度 D做曲线运动的物体加速度一定
8、恒定不变3两个分速度的大小一个是8m/s,另一个是3m/s,它们合速度的大小可能是 ( ) A3 m/s B9 m/s C15 m/s D24 m/s4关于运动的合成和分解,下列说法正确的是 ( )A合运动的时间等于两个分运动的时间之和B匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线C曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上D分运动是直线运动,则合运动必是直线运动5小船在水速较小的河中横渡,并使船头始终垂直河岸航行,到达河中间时突然上游来水使水流速度加快,则对此小船渡河的说法正确的是( )A小船要用更长的时间才能到达对岸B小船到达对岸的时间不变,但位移将变大C因小船船头始终垂直河岸航行,故所用时间
9、及位移都不会变化D因船速与水速关系未知,故无法确定渡河时间及位移的变化6做平抛运动的物体,每秒钟的速度增量是 ( )A大小相等,方向相同 B大小不等,方向不同C大小相等,方向不同 D大小不等,方向相同7做平抛运动的物体,在水平方向通过的最大距离取决于 ( )A物体的高度和受到的重力 B物体的重力和初速度C物体的高度和初速度 D物体受到的重力、高度和初速度8水平抛出一个物体,经时间t后物体速度方向与水平方向夹角为,重力加速度为g,则平抛物体的初速度为 ( )Agtsin BgtcosCgttan Dgtcot二、多项选择题9关于斜上抛运动,下列说法正确的是: ( )A抛射角一定时,初速度越大,射
10、程越大B抛射角一定时,初速度越大,射程越小C初速度一定时,抛射角越大,射程越大D初速度一定时,抛射角为45时,射程最大10雨滴由静止开始下落,遇到水平方向吹来的风,下述说法中正确的是( )A风速越大,雨滴下落时间越长B风速越大,雨滴着地时速度越大C雨滴下落着地时间与风速无关D雨滴着地速度与风速无关三、填空题11在研究平抛物体的运动时,可做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球就沿水平飞出,做平抛运动。同时B球被松开,做自由落体运动。实验表明,越用力打击金属片,A球的水平速度也越大,它飞行的水平距离就越远。但A、B两球总是同时落到地面。这个实验说明,做平抛运动的A球在竖直方向上做 运动
11、。 12如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo(用l、g表示),其值是(取g10m/s2)。四、计算题13(14分)小船在静水中速度为4m/s,河水速度为3m/s,河宽600m。(1)若要小船以最短时间过河,开船方向怎样?最短时间为多少?小船在河水中实际行驶的距离是多大?(2)若要小船以最短距离过河,开船方向怎样(即船头与河岸上游或下游夹角)?过河时间为多少?(结果可用三角函数表示,如有根式,可化简后保留)14(14分)在500m的高空,有一架以
12、240m/s的速度水平飞行的轰炸机。(取g10m/s2)(1)为了使飞机上投下的炸弹落在固定的目标上,飞机应在与目标的水平距离为多远处投弹?(2)若飞机正在追击一鱼雷艇,该艇正以25m/s的速度与飞机同方向行驶。试问,飞机应在与鱼雷艇后面水平距离多远处投下炸弹,才能击中该艇? 15(14分)如图所示,从倾角为的斜面顶点A将一小球以v0初速水平抛出,小球落在斜面上B点,重力加速度为g。求:(1)AB的长度?(2)小球落在B点时速度的大小为多少? 第二章、匀速圆周运动概念:质点做沿着圆周运动,如果在相等时间内通过的弧长相等,这种运动叫匀速圆周运动。一、描述圆周运动的物理量1线速度:。做匀速圆周运动
13、的物体所通过的弧长s与所用的时间t的比值。(1)物理意义:描述质点沿圆弧运动的快慢(2)方向:某点线速度方向沿圆弧该点切线方向说明:线速度是物体做圆周运动的即时速度,其方向时刻改变,所以匀速圆周运动是变速运动。2角速度:。做匀速圆周运动的物体,半径转过的圆心角与所用的时间t的比值。物理意义:描述质点绕圆心转动的快慢3周期T:做圆周运动物体一周所用的时间叫周期 频率f:做圆周运动的物体单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速4转速:单位时间内绕圆心转过的圈数。r/min5V、T、f的关系 T、f、三个量中任一个确定,其余两个也就确定了但v还和半径r有关6向心加速度(1)物理意义:描述
14、线速度方向改变的快慢的物理量。(2)大小:a=v2/r=2r=42fr=42r/T2=v,(3)方向:总是指向圆心,方向时刻在变化不论a的大小是否变化,a都是个变加速度 (4)注意:a与r是成正比还是反比,要看前提条件,若相同,a与r成正比;若v相同,a与r成反比 7向心力(1)作用:产生向心加速度,只改变线速度的方向,不改变速度的大小因此,向心力对做圆周运动的物体不做功(2)大小: Fmamv2/rm2r=m42fr=m42r/T2=mv(3)方向:总是沿半径指向圆心,时刻在变化即向心力是个变力说明: 向心力是按效果命名的力,不是某种性质的力,因此,向心力可以由某一个力提供,也可以由几个力的
15、合力提供,要根据物体受力的实际情况判定二、匀速圆周运动1特点:线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的2性质:是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动,并且是加速度大小不变、方向时刻变化的变加速曲线运动3加速度和向心力:由于匀速圆周运动仅是速度方向变化而速度大小不变,故仅存在向心加速度,因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的合力4质点做匀速圆周运动的条件:合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心三、变速圆周运动(非匀速圆周运动)典型是:竖直平面的圆周运动。变速圆周运动的物体,不仅线速度大小、方向时刻在改变,而且加速度的大小
16、、方向也时刻在改变,是变加速曲线运动(注:匀速圆周运动也是变加速运动)变速圆周运动的合力一般不指向圆心,变速圆周运动所受的合外力产生两个效果1半径方向的分力:产生向心加速度而改变速度方向。产生向心加速度。2切线方向的分力:产生切线方向加速度而改变速度大小切向加速度, 故利用公式求圆周上某一点的向心力和向心加速度的大小,必须用该点的瞬时速度值四、圆周运动解题思路、确定做圆周运动的物体即研究对象;、确定圆周、圆心、半径R;、对研究对象进行受力分析,求出合外力;、由牛顿第二定律列方程即: (或非匀速圆周运动)、列其它辅助方程求解。习题一、选择题 1.关于角速度和线速度,下列说法正确的是 A.半径一定
17、,角速度与线速度成反比B.半径一定,角速度与线速度成正比C.线速度一定,角速度与半径成正比D.角速度一定,线速度与半径成反比2.下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法正确的是 A.它们线速度相等,角速度一定相等B.它们角速度相等,线速度一定也相等C.它们周期相等,角速度一定也相等D.它们周期相等,线速度一定也相等3.时针、分针和秒针转动时,下列正确说法是 A.秒针的角速度是分针的60倍B.分针的角速度是时针的60倍C.秒针的角速度是时针的360倍D.秒针的角速度是时针的86400倍4.关于物体做匀速圆周运动的正确说法是 A.速度大小和方向都改变B.速度的大小和方向都不变C.速度的大小改变,
18、方向不变D.速度的大小不变,方向改变5.物体做匀速圆周运动的条件是 A.物体有一定的初速度,且受到一个始终和初速度垂直的恒力作用B.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变,方向变化的力的作用C.物体有一定的初速度,且受到一个方向始终指向圆心的力的作用D.物体有一定的初速度,且受到一个大小不变方向始终跟速度垂直的力的作用6.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过60,乙转过45,则它们所受外力的合力之比为 A. 1:4B.2:3C.4:9 D.9:167.如图1所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平面内做圆锥摆运动,关于小球受力,正确
19、的是 A.受重力、拉力、向心力B.受重力、拉力C.受重力D.以上说法都不正确8.冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,若依靠摩擦力充当向心力,其安全速度为 9.火车转弯做圆周运动,如果外轨和内轨一样高,火车能匀速通过弯道做圆周运动,下列说法中正确的是 A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力,所以内外轨道均不磨损D.以上三种说法都是错误的10.一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动,筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动相对筒无滑动
20、,如图2所示,物体所受向心力是 A.物体的重力B.筒壁对物体的静摩擦力C.筒壁对物体的弹力D.物体所受重力与弹力的合力11.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动,圆盘半径为R,甲、乙两物体的质量分别为M与m(Mm),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的倍,两物体用一根长为l(lR)的轻绳连在一起,如图3所示,若将甲物体放在转轴的位置上,甲、乙之间接线刚好沿半径方向拉直,要使两物体与转盘之间不发生相对滑动,则转盘旋转的角速度最大值不得超过 二、填空题 12、做匀速圆周运动的物体,当质量增大到2倍,周期减小到一半时,其向心力大小是原来的_倍,当质量不变,线速度大小不变,角速度大小增大到2倍时,其
21、向心力大小是原来的_倍。13、一物体在水平面内沿半径 R=20 cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度V=0.2m/s,那么,它的向心加速度为_m/S2,它的角速度为_ rad/s,它的周期为_s。14、线段OB=AB,A、B两球质量相等,它们绕O点在光滑的水平面上以相同的角速度转动时,如图4所示,两段线拉力之比TAB:TOB_。15.如图5所示,A、B两轮半径之比为1:3,两轮边缘挤压在一起,在两轮转动中,接触点不存在打滑的现象,则两轮边缘的线速度大小之比等于_。两轮的转数之比等于_,A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于_。 三、计算题 16、如图6所示,一质量为0.5kg的小球,用0.
22、4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动,求:(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少? 拉力是多少?(g=10m/s2)17、如图7所示,飞机在半径为R的竖直平面内翻斤斗,已知飞行员质量为m,飞机飞至最高点时,对座位压力为N,此时飞机的速度多大?18、如图8所示,MN为水平放置的光滑圆盘,半径为1.0m,其中心O处有一个小孔,穿过小孔的细绳两端各系一小球A和B,A、B两球的质量相等。圆盘上的小球A作匀速圆周运动。问(1)当A球的轨道半径为0.20m时,它的角速度是多大才能维持B球静止?(2)若将前一问求得的角速度减半,怎样做才能使A作圆周运动时B球仍能保持静止? 第三章 万有引
23、力定律及其应用 一.开普勒运动定律(轨道、面积、比值)(1)开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在所有椭圆的一个焦点上(2)开普勒第二定律:对于每一个行星而言,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等(3)开普勒第三定律:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等二.万有引力定律(1)内容:宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比(2)公式:FG,其中,(称为为有引力恒量,卡文迪许用扭称实验测出)。(3)公式适用条件:只适用于质点间或均匀球体间的相互作用。r应为两质点间的距离对于均匀的球
24、体,r是两球心间的距离 注意:万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来,是自然界中最普遍的规律之一,式中引力恒量G的物理意义是:G在数值上等于质量均为1kg的两个质点相距1m时相互作用的万有引力三、万有引力和重力 重力是万有引力产生的,重力实际上是万有引力的一个分力另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力。1、 地球表面物体的重力随纬度的变化而变化,即重力加速度g随纬度变化而变化,从赤道到两极逐渐增大2、 通常的计算中因重力和万有引力相差不大,而认为两者相等,即m2gG, g=GM/r23、 在地球的同一纬度处,g随物体离地面高度的增大而减小,即gh=GM/(r+h)2,比较得gh=()
25、2g四.天体表面重力加速度问题设天体表面重力加速度为g,天体半径为R,由mg=得g=,由此推得两个不同天体表面重力加速度的关系为五天体质量和密度的计算 原理:天体对它的卫星(或行星)的引力就是卫星绕天体做匀速圆周运动的向心力 G=mr,由此可得:M=;=(R为行星的半径)六、人造天体(卫星)的运动万有引力及应用:与牛二及运动学公式1思路(基本方法):卫星或天体的运动看成匀速圆周运动, 2方法:由F向=F引 即:=ma向地面附近:G= mg GM=gR2 (黄金代换式) 轨道上正常转:G= m (一)、卫星的绕行角速度、周期与高度的关系(1)由,得,当h,v(2)由G=m2(r+h),得=,当h
26、,(3)由G,得T= 当h,T(二)、三种宇宙速度: 第一宇宙速度(环绕速度):v1=7.9km/s,人造地球卫星的最小发射速度。也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度。 第二宇宙速度(脱离速度):v2=11.2km/s,使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度。 第三宇宙速度(逃逸速度):v3=16.7km/s,使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。(三)、第一宇宙速度的计算方法一:地球对卫星的万有引力就是卫星做圆周运动的向心力G=m,v=。当h,v,所以在地球表面附近卫星的速度是它运行的最大速度。其大小为rh(地面附近)时,=79103m/s方法二:在地面附近物体的重力近似地等于地球对
27、物体的万有引力,重力就是卫星做圆周运动的向心力当rh时ghg 所以v1=79103m/s【讨论(v或EK)与r关系,r最小时为地球半径,v第一宇宙=7.9km/s (最大的运行速度、最小的发射速度);T最小=84.8min=1.4h】1理解近地卫星:来历、意义 万有引力重力=向心力、 r最小时为地球半径、最大的运行速度=v第一宇宙=7.9km/s (最小的发射速度);T最小=84.8min=1.4h2. 应该熟记常识:地球公转周期1年, 自转周期1天=24小时=86400s, 地球表面半径6.4103km 表面重力加速度g=9.8 m/s2 月球公转周期30天七、两种最常见的卫星 近地卫星。
28、近地卫星的轨道半径r可以近似地认为等于地球半径R,由式可得其线速度大小为v1=7.9103m/s;由式可得其周期为T=5.06103s=84min。由、式可知,它们分别是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期。 神舟号飞船的运行轨道离地面的高度为340km,线速度约7.6km/s,周期约90min。 同步卫星。“同步”的含义就是和地球保持相对静止,所以其周期等于地球自转周期,即T=24h。由式G=m= m(r+h)可得,同步卫星离地面高度为 hr358107 m即其轨道半径是唯一确定的离地面的高度h=3.6104km,而且该轨道必须在地球赤道的正上方,运转方向必须跟地球自转方向一
29、致即由西向东。如果仅与地球自转周期相同而不定点于赤道上空,该卫星就不能与地面保持相对静止。因为卫星轨道所在平面必然和地球绕日公转轨道平面重合,同步卫星的线速度 v=3.07103m/s八、卫星的超重和失重:(1)卫星进入轨道前加速过程,卫星上物体超重(2)卫星进入轨道后正常运转时,卫星上物体完全失重习题一、不定项选择题1.关于第一宇宙速度,下列说法正确的是( )A.它是人造卫星绕地球飞行的最小速度;B.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度;C.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度;D.它是近地圆形轨道上人造地球卫星运行速度。2. 2008年9月25日21时10分“神舟七号”载人飞船发
30、射升空,进入预定轨道绕地球自西向东作匀速圆周运动,运行轨道距地面343Km绕行过程中,宇航员进行了一系列科学实验,实现了我国宇宙航行的首次太空行走在返回过程中,9月28日17时30分返回舱主降落伞打开,17时38分安全着陆下列说法正确的是( )A飞船做圆周运动的圆心与地心重合B载人飞船轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度C载人飞船绕地球作匀速圆周运动的速度略大于第一宇宙速度7.9kms D在返回舱降落伞打开后至着地前宇航员处于失重状态3.据美国媒体报道,美国和俄罗斯的两颗通信卫星11日在西伯利亚上空相撞。这是人类有史以来的首次卫星碰撞事件。碰撞发生的地点位于西伯利亚上空490英里(约790公里)
31、,恰好比国际空间站的轨道高270英里(434公里),这是一个非常常用的轨道,是用来远距离探测地球和卫星电话的轨道。则以下相关说法中,正确的是( )A碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用,轨道半径将变小,则有可能与国际空间站相碰撞。在碰撞轨道上运行的卫星的周期比国际空间站的周期小C发射一颗到碰撞轨道运行的卫星,则发射速度要大于11.2km/s。在同步轨道上,若后面的卫星一旦加速,将有可能与前面的卫星相碰撞。4.已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍,同步卫星的周期与地球的自转周期相同,根据你知道的常识,可以估算出地球到月球的距离,这个距离最接近( )A地球半径的40倍 B地球半径的60倍
32、C地球半径的80倍 D地球半径的100倍5. 3个人造地球卫星A、B、C,在地球的大气层外沿如图所示的方向做匀速圆周运动,已知mA=mBmC,则关于三个卫星的说法中错误的是( ) A 线速度大小的关系是B 周期关系是TaTb=TcC 向心力大小的关系是Fa=Fb0,F做正功 ,F是动力 当时,F不作功或说F做零功 当 , W0 ,F做负功 ,F是阻力 (3)总功的求法: W总=W1+W2+W3Wn 或W总=F合Scos 2.功率 (表示做功快慢或能量转化的快慢)(1) 定义:功跟完成这些功所用时间的比值. P=W/t (一般求的是平均功率)功率是标量,功率国际单位:瓦特(w) 1w=1J/s
33、功率的常用单位: 1000w=1kw (2) 功率的另一个表达式: P=Fv cos ,当F与v方向相同时, P=Fv. (此时cos0o =1) 此公式既可求平均功率,也可求瞬时功率 1)平均功率: 当v为平均速度时 2)瞬时功率: 当v为t时刻的瞬时速度 3) 额定功率: 指机器正常工作时最大输出功率 实际功率: 指机器在实际工作中的输出功率 正常工作时: 实际功率额定功率 4) 机车运动问题(前提:阻力f恒定) P=Fv F=ma+f (由牛顿第二定律得) 3、汽车启动有两种模式 1) 汽车以恒定功率启动:速度V,由F=Po/V可知F,而f不变,则a=(F-f)/m,即f,当F=f时,a
34、=0。V达到最大值,Vm=Po/f,汽车以最大速度开始做匀速直线运动。 2) 汽车以恒定加速度前进:因为a、f恒定,由F-f=ma可知,F恒定,由P=FV可知,V增大,汽车的实际功率增大,当实际细率增大到额定功率Po时,速度达到最大值,速度达到匀加速阶段的最大值Vm。若继续加速,功率P=Po不变,速度v增大,加速度a减小,当a=0时,F=f,速度达到最大Vm=Po/f做匀速直线运动。3.功和能 (1) 功和能的关系: 做功的过程就是能量转化的过程 功是能量转化的量度 (2) 功和能的区别: 能是物体运动状态决定的物理量,即状态量 功是物体状态变化过程有关的物理量,即过程量 这是功和能的根本区别
35、. 4、动能、动能定理 (1) 动能定义:物体由于运动而具有的能量. 用Ek表示 表达式 Ek= 能是标量也是状态量 ,具有相对性。单位:焦耳(J) 1kg(m/s)2 = 1J (2) 动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化 表达式 W合=Ek= 适用范围:恒力、变力做功;分段做功,全程做功 ;直线、曲线运动。5、重力势能 (1) 定义:物体由所处位置高度决定的能量. 用Ep表示 表达式 Ep=mgh 是标量 单位:焦耳(J) (2) 重力做功和重力势能的关系 WG=Ep (Ep正负表示重力势能增加或减少) 重力势能的变化由重力做功来量度 (3) 重力做功的特点:重力做功只和初末位置有
36、关,跟物体运动路径无关 重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面 重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关 (4) 弹性势能:物体由于形变而具有的能量 ,弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关 弹性势能的变化由弹力做功来量度 6、机械能守恒定律 (1) 机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称 总机械能:E=Ek+Ep 是标量 具有相对性 (2) 机械能守恒定律: 只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能保持不变 成立条件:只有重力做功表达式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 或 注意:重力之外的力做功,引起机械能与其它形式(例内能)的能量发生
37、转化,则机械能不守恒。重力之外的力做正功,机械能增加;若做负功,机械能减少。机械能的变化,等于重力之外的力做的总功 (比如阻力做的功) E=W其它 7、能量守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体上。表达式:理解:(1)某种形式能量的增加,必定存在另一种形式能量的减少。(2)某个物体能量的增加,必定存在另一个物体能量的减少。习题一、选择题1一质量为m的铁球在真空中从t=0时刻由静止自由释放,则在t=t1时刻重力的功率是(设重力加速度为g)A B C D2质量约为05kg的足球被脚踢出后,在水平地面上沿直线向前运动约50m后停
38、止。假定运动员踢球时脚对球的平均作用力为300N,足球在地面运动过程中所受阻力恒为其重力的006倍,则运动员踢球时脚对足球做的功为下列哪一个数值?A05J B15J C250J D15000J 3在光滑的水平地面上,一个质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,经过时间t后,获得动能为Ek;如果要使物体由静止开始运动相同的时间t后获得的动能为2Ek,可以采取A质量不变,力变为2F B力不变,质量变为C力不变,质量变为2m D将质量和力都变为原来的一半4物体以100J的初动能从斜面底端的A点沿斜面向上滑行,第一次经过B点时,它的动能比最初减少了60J,势能比最初增加了45J,则该物体返回出发点A处的动能为(不计空气阻力)A50J B75J C40J D10J5一物体静止在升降机的地板上,在升降机匀加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于A物体克服重力所做的功 B
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