第七章_机械能守恒定律知识点总结

1、机械能知识点总结一、功1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对 物体做了功。2条件：.力和力的方向上位移的乘积3公式：W=F S cos0W某力功，单位为焦耳（J）F某力（要为恒力），单位为牛顿（N）S物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）二一一力与位移的夹角4功是标量，但它有正功、负功。某力对物体做负功，也可说成物体克服某力做功” 功的正负表示能量传递的方向，即功是能量转化的量度。当0,-）时，即力与位移成锐角，力做正功，功为正；当时，即力与位移垂直，力不做功，功为零；2当厂（一，二时，即力与位移成钝角，力做负功，功为负；25功是一个过程所对应的量，因此

2、功是过程量。6功仅与F、S、0有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。即W总=002+Wn或W总=F合Scos0没有做功的情况一般有以下几种：（1）劳而无功。如人用100N的力推石头没动。（2）不劳无功。如在光滑水平面上的物体靠惯性做匀速直线运动。（3）垂直无功。当物体受力的方向与该物体的运动方向垂直时，如手提水桶 在水平面上匀速前进。例1、下列情况中，有力对物体做功的是（）A、用力推车，车不动B、小车在光滑的水平面上匀速运动C、举重运动员举着杠铃沿着水平方向走了1m.D、苹果从树上落下例2、在100m深的矿井里，每分钟积水

3、9后，要想不让水留在矿井里，应该用至 少多大功率的水泵抽水？解：每分钟泵抽起水的重力G=水 gV ,水泵克服重力做功W =水gVh，完成这些功所需时间t =60秒t31 109.8 9 10060=147000W=147(kW二、功率1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力（或物体）做功的快慢。W2公式：P（平均功率）tP = FCOST（平均功率或瞬时功率）3单位：瓦特W4分类：额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P实WP额。5应用：（1）机车以恒定功率启动时，由P=F：（P为机车输出功率，F为机车牵引力，：为机车前进速度）机车速

4、度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力F = f时，速度不再增大达到最大值 ：max，max= P / f。（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为ma f，速度不断增加汽车输出功率P = F随之增加，当P = P额定时，F开始减小但仍大 于f因此机车速度继续增大，直至F = f时，汽车便达到最大速度：max，则 max=P/ f。【例1】下列关于功率的说法正确的是（）A.物体做功越多，功率越大B.物体做功时间越短，功率越大C.物体做功越快，功率越大D.物体做功时间越长，功率越大功率大，做功一定快，但做功不一定多（需控制时间）。三、动能1概念：物体由于运动而具有的能量，称为动

5、能。一122动能表达式：EKm：23动能定理（即合外力做功与动能关系）：W二EK2-EO4理解：F合在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。2F合做正功时，物体动能增加；F合做负功时，物体动能减少。3动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。4适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。5应用动能定理解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能d列方程、求解。四、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。一）重力势能1定义：物体由于被举高

6、而具有的能，叫做重力势能。2公式：EP二mghh物体具参考面的竖直高度3参考面a重力势能为零的平面称为参考面；b选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。4标量，但有正负。重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面的上。5单位：焦耳（J）6重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功之跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。7重力做功与重力势能的关系：WG二丘円-EP2重力做正功时，物体重力势能减少；重

7、力做负功时，物体重力势能增加。二）弹性势能1概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称 之为弹性势能。122弹簧的弹性势能：Epkx22影响弹簧弹性势能的因素有：弹簧的劲度系数k和弹簧形变量X。3弹力做功与弹性势能的关系：WF= Ep!一Ep2弹力做正功时，物体弹性势能减少；弹力做负功时，物体弹性势能增加。例1、判断下列几种情况下物体的动能、势能是否变化？是增大还是减小？（1） 汽车沿着斜坡匀速上行（2）电梯上升得越来越快（3）皮球在空中下落（4）汽车在平直马路上匀速前进答（1）汽车沿斜坡匀速上行的过程中，汽车的高度越来越高，所以它的势能增大，由于汽车速度保持不变，所

8、以它的动能不变。（2）电梯上升，高度增加，所以电梯的势能增加，电梯速度越来越快，所以 它的动能不断增加。（3）皮球从空中下落，高度越来越小，速度越来越大，所以皮球的势能减小， 动能增大。（4） 汽车在平直马路上匀速前进，它的高度不变，速度也不变，所以汽车的 动能和势能都没有发生变化。六、机械能1机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即E=EK Ep。2机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即E E2EK1 Ep1 二EK2 EP2 EK= AEAEL= AE。3机械能守恒条件：做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；外力

9、不做功或外力做功的代数和为零； 系统内如摩擦阻力对系统不做功。能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。4运用机械能守恒定律解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒c恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能d列方程、求解。七、能量守恒定律1内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或 者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不 变，即E机械能 1E其它 1-E机械能 2E其它 2。2能量耗散：无法将释

10、放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自 然界中能量转化具有方向性。例1 如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道的最高点，且在该最 高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重力加速度）。求物块初始位置相对于圆 形轨道底部的高度h的取值范围。解：设物块在圆形轨道最高点的速度为v，由机械能守恒得mgh=2mgR+ 三mv物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力N。重力与压力的合力提供向心力,2”v有mg+N=mR物块能通过最高点的条件是N

11、0由式得vgR由式得h史R2按题的要求,N5g,由式得vJ6gR由式得h 55h的取值范围是 F2B.F1VF2C.F1=F2D.无法确定16. 用滑轮组提起某一重物时，适当增加动滑轮个数（假定滑轮都是一样的）可以更加省力，这时机械效率将A.提高B.降低C.不变D.无法确定17. 关于机械效率的问题，下列说法中正确的是 A. 做功越多，机械效率一定越高B. 单位时间内做功越多，机械效率一定越高C. 省力越多的机械，机械效率一定越高D. 额外功在总功中所占比例越小，机械效率一定越高18. 沿水平方向分别拉重 1000 N 和 500 N 的两辆车做匀速直线运 动，若两车都前进 10 m,且所用水

12、平拉力都是 200 N,设拉力对较重的 车做功为W1,对较轻的车做功 W2,则A.Wi W2B.W1VW2C.W1=W2D.无法判断19. 要想提高机械效率，应该设法A.增加有用功B.减小总功C.减小额外功D.无法提高20.两台机器同时做功，甲机器做的功是乙机器做的功的 2/3,甲 做功所用的时间与乙做功所用时间的比值是 4 : 3,则甲、乙两台机器 的功率之比是A.2 : 1B.1 : 2C.8 : 9D.9 : 8三、多选题21. 利用如图 3 所示的滑轮组，拉一金属块在水平地面上以 0.1 m/s 的速度匀速运动，若动滑轮重 15 N,金属块受重力 105 N,地面对金属 块的摩擦力是

13、15 N（不计绳重和滑轮组摩擦），贝叽 图 3A.绳子自由端拉力 F 是 10 NC.拉力 F 的功率是 3 WB.绳子自由端拉力 F 是 40 ND.拉力 F 的功率是 12 W22. 机械效率大表示的意思是A.机械做的总功多B.机械做的有用功多C.总功一定时，机械做的额外功少D.额外功在总功中占的比例小23.在水平路面上某人用 300 N 的水平力，拉着重 1200 N 的车在 30 s内前进了 10 m,在这一过程中A.人对车做的功是 3000 JB.人对车做的功是 1200 JC.人对车做功的功率是 100 WD.人对车做功的功率是 400 W24.下列物体在运动过程中，动能转化为重力

14、势能的是A.汽车沿斜坡向下运动B.汽车在水平公路上匀速行驶四、实验题25. 如图 4 所示， 某同学做测定滑轮组的机械效率实验时，第一次用图甲的装置，第二次用图乙的装置，实验中所提升的重物(1)_ 装置图示的滑轮组更省力；(2)_ 装置图所示的滑轮组的机械效率高，这是因为(3)_ 如果两次实验中所提钩码 G 的重力都是 4 N，钩码匀速上升 时，弹簧秤的示数分别是 F甲=1.5 N,F乙=1.2 N,那么这两个滑轮组的机 械效率分别是n甲=_ ，n乙=。五、计算题26.电动机对水泵做了 8X105J 的总功，水泵把 5X103kg 的水送 到10 m 高处，计算：(1) 水泵完成的有用功是多少

15、？(2) 水泵的机械效率是多少？27.如图 5 所示，某矿厂工人用 200 N 的水平拉力，抓紧绳子的一 端沿水平地面匀速向右运动， 在 10 s 内将矿井里质量为 32 kg 的物体提 升 4 m,根据题给条件，请你计算出与本题相关的 5 个物理量，要求写 出简要说明和结果。(取 g=10 N/kg)参考答案一、填空题I.物体做功快慢6X1042.长 弹性势 3. 39.2 重力势动 动 39.2 J4.增大木球的速度或减小铁球的速度增大木球高度或减小铁球 高度5.减小增大 不变6.305080807.1.296X1052168.10003000J9.3.6X10610. 40080%二、单选题II.B 12.A13.C14.