机械能守恒定律

1、十年寒窗无人问，一举成名天下知！加油！go机械能守恒定律守恒量能量小球从一位置放下后不管斜面的陡度都能达到相同的位置，在这个过程中有个量是守恒的，把这个量叫做能量或能。相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫做势能。势能有重力势能和弹力势能。重力势能； 弹力势能；物体由于运动而具有的能量叫做动量。动能；举例动能和势能的相互转化。功初中物理中功是，一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，这个力就对物体做了功。做功的条件，力和物体在力方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。在物理学中我们把功定义为力的大小与位移大小的乘积。用表示力的大小，用表示位移的大小，用表示力所做的功，则有如果力

2、的方向与位移不在一条直线上时，如果在与位移的夹角为，则在位移方向上的分量为，所以也就是说，力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。功是标量。在国际单位制中，功的单位是焦耳，简称焦，符号是。等于的力使物体在力的方向上发生的位移是所做的功，所以正功和负功（1） 当时，。这表示力的方向与位移的方向垂直，力不做功。（2） 当时，。这表示力对物体做正功。（3） 当时，。这表示力对物体做负功。例题；5.（09海南物理7）一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向 不变，大小随时间的变化如 图所示。设该物体在和时刻相对于出发点的位移分别是和，速度分别是和，合外力

3、从开始至时刻做的功是，从至时刻做的功是,则 （ AC ）A BC D6.（09广东理科基础9）物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图所示。下列表述正确的是 （ A ） A在01s内，合外力做正功 B在02s内，合外力总是做负功 C在12s内，合外力不做功 D在03s内，合外力总是做正功解析：根据物体的速度图象可知，物体0-1s内做匀加速合外力做正功，A正确；1-3s内做匀减速合外力做负功。根据动能定理0到3s内，12s内合外力做功为零。3.一位质量的滑雪运动员从高的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力，斜坡的倾角，运动员滑至坡底的过程中，所受的几个力做的功各是多少？这些力做的总

4、功是多少？4.一个质量为的物体，在的水平拉力的作用下，一次在光滑水平面上移动，另一次在粗糙水平面上移动相同的距离，粗糙面与物体间的动摩擦因数为。在这两种情况下，拉力做的功各是多少？拉力这两次做的功是否相同？各个力对物体做的总功是否相同？功率做功的快慢用功率表示。如果从开始计时到时刻这段时间间隔内，力做的功为，则功与完成这些功所用时间的比值叫做功率。用表示功率，则有在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是。实际输出功率往往小于额定功率。功率与速度如果物体沿位移方向受的力是，从计时开始到时刻这段时间内，发生的位移是，则力在这段时间所做的功是，由，有又因为位移是从开始计时到时刻这段时间内发生

5、的，所以是物体在这段时间内的平均速度，即，于是上式可以写成当速度表示平均速度时就是平均功率，当速度表示瞬时速度时就表示是瞬时功率表。想一想由分析汽车行驶；一定时，力与速度的关系。力与速度成反比。汽车启动的两种情况；1. 以额定功率启动； 2. 以恒定加速度启动 例题；例题1 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则 A加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C两过程中拉力的功一样大D上述三种情况都有可能思路点拨 因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F这两个力的相互关系决定了

6、物体在竖直方向上的运动状态设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1mg=ma，匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=vt=at2拉力F2所做的功W2=F2S2=mgat2解题过程 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系因此选项A、B、C的结论均可能出现故答案应选D小结 由恒力功的定义式W=FScos可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、

7、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功例题2 质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m的小物块，如图81所示现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为，求把长木板抽出来所做的功思路点拨 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功解题过程 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为所以把长木板从小物

8、块底下抽出来所做的功为小结 解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图82)在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果例题3 如图83所示，用恒力F通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为和，求绳的拉力F对物体做的功思路

9、点拨 从题设的条件看，作用于物体上的绳的拉力T，大小与外力F相等，但物体从A运动至B的过程中，拉力T的方向与水平面的夹角由变为，显然拉力T为变力此时恒力功定义式W=FScos就不适用了如何化求变力功转而求恒力功就成为解题的关键由于绳拉物体的变力T对物体所做的功与恒力F拉绳做的功相等，根据力对空间积累效应的等效替代便可求出绳的拉力对物体做的功解题过程 设物体在位置A时，滑轮左侧绳长为l1，当物体被绳拉至位置B时，绳长变为l2，因此物体由A到B，绳长的变化量又因T=F，则绳的拉力T对物体做的功小结 如何由求变力功转化为求恒力功，即实现由变到不变的转化，本题采用了等效法，即将恒定拉力F作用点的位移与

10、拉力F的乘积替代绳的拉力对物体做功这种解题的思路和方法应予以高度重视例题4 汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图84，所受阻力为车重的0.1倍(g10 m/s2)，求：(1)汽车所能达到的最大速度vm=？(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？(4)在10 s末汽车的即时功率为多大？思路点拨 由P=Fv可知，汽车在额定功率下行驶，牵引力与速度成反比当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服下滑力)相等时，速度达最大只有当汽车牵引力不变时，

11、汽车才能匀加速行驶，当Fv=P额时，匀加速运动即告结束，可由W=FS求出这一阶段汽车做的功当10 s末时，若汽车仍在匀加速运动，即可由Pt=Fvt求发动机的即时功率解题过程 (1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即fKmgmgsin=4000800=4800 N又因为Ff时，P=fvm，所以(2)汽车从静止开始，以a=0.6 m/s2，匀加速行驶，由Fma，有Ffmgsinma所以FmaKmgmgsin41030.648007.2103 N保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度vm，有由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移(3)由W=FS可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为WFS7.210357.82=