第七章----机械能守恒定律—--期末复习.docVIP

〈教学设计〉第七章----机械能守恒定律—--期末复习 铜梁中学物理组吴昌水 A知识点 一、功、功率和机车启动 1、功：（1）恒力（力的大小和方向都不变）做功：W=F s cos，（θ是指力矢量与位移矢量平移同一起点方向夹角）。 功的本质是力在空间的积累，所谓积累，既可以是力在位移方向的分量Fcosθ与位移s的乘积，也可以是位移在力的方向上的分量 s cosθ与力F的乘积。理解功的概念时，要从本质上进行理解，而不能乱套公式．（上述功的定义式对恒力才适用．）；（2）功的正负的含义：力对物体做正功，导致物体能量增加；力对物体做负功，导致物体能量减少；（3）功与参照物有关，一般以地面为参照物；（4）总功是指合力做的功或各力做功的代数和。 2、功率：指力做功的快慢，单位：瓦特（w）。（1）平均功率：平均功率公式：Ｐ平均=W/t；（2）瞬时功率：Ｐ=Fvcosθ==F（vcosθ）=（Fcosθ）v，(θ是指力矢量与速度矢量平移同一起点方向夹角） )当例F与速度V同向时，P=FV（V=P/F或F=P/V）；当力F与速度V垂直时，力F不做功。 3、机车起动：（１）、以恒定功率起动汽车从静止开始以额定功率起动:开始时由于汽车的速度很小，由公式F=P/V知：牵引力F较大，因而由牛顿第二定律F-f=ma知，汽车的加速度较大．随着时间的推移，汽车的速度将不断增大，牵引力F将减小，加速度减小，但是由于速度方向和加速度方向相同，汽车的速度仍在不断增大，牵引力将继续减小，直至汽车的牵引力F和阻力f相平衡为止． 汽车的牵引力F和阻力f平衡时，F-f=0，加速度a＝0，汽车的速度达到最大值vm ．汽车的运动形式是做加速度越来越小的变加速直线运动，最终做匀速直线运动．其速度-时间图像如图4－1－3所示．(vm=P/f；a=((p/v)-f)/m；结合动能定理计算位移和速度。) （2）先以恒定牵引力（加速度）起动然后自动转为以恒定功率起动:由于牵引力F恒定，根据牛顿第二定律F-f=ma，可知：加速度a恒定，汽车作匀加速直线运动，随着时间的推移，实际功率P=FV将不断增大．由于汽车的实际功率不能超过其额定功率，汽车的匀加速直线运动只能维持到其实际功率等于其额定功率时，此时汽车的速度达到它匀加速直线运动阶段的最大速度v1m，其后汽车只能以额定功率起动的方式进行再加速，其运动方式和第一种起动形式完全相同．即汽车继续做加速度越来越小的变加速直线运动，直至汽车进入匀速直线运动状态，速度达到最终的最大速度vm．汽车的起动过程经历了两阶段：一是匀加速直线运动阶段，二是变加速直线运动阶段，最终做匀速直线运动。其速度-时间图像如图4-1-4所示．（vm=p/f；V1M=P/(f+ma)；t1= V1M/a ；结合动能定理计算位移和速度。） 二、功能关系与能量守恒 1、重力做功与重力势能及变化：（1）WG=mgh1-mgh2=mg(h1-h2) 重力做功与路径无关，只与重力和初、末状态的高度差有关，有绝对性（与参考面的选择无关）；EP=mgh 有相对性（与参考面的选择有关）。 （2） 重力做功等于重力势能的负变化，重力做多少正功重力势能减少多少，重力做多少负功重力势能增加多少（与其它的力是否做功无关）。力对物体做负功经常说成是物体客服这个力做正功。 2、弹力做功与弹性势能的变化：弹力做功等于弹性势能的负变化，弹力做多少正功弹性势能减少多少，弹力做多少负功弹性势能增加多少（与其它的力是否做功无关），；EP弹=kx2/2有相对性（一般选弹簧原长的弹性势能为零）。 3、总功与动能的变化（动能定理）：外力对物体所做的总功，等于物体动能的变化量，，即动能定理（总功是指合力做的功或各力做功的代数和）；动能：EK=mv2/2有相对性，一般指相对地面的速度大小。经常用动能定理求解一物理过程变力所做的功（变化量：末减初；增加量：末减初；减少量：初减末）。 4、机械能守恒定律：（1）内容：在只有重力和系统内弹簧等弹力做功的情形下，系统物体的动能和势能发生相互转化，但总的机械能保持不变。（2）表达式：）EK1+EP1= EK2+EP2（应用时要选零势能面）；，表示系统（或物体）减少（或增加）的重力势能等于系统增加（或减少）的动能，应用时不选零势能面； 表示系统若由A．B两部分组成则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等（表达式中的表示增加量，- 表示减少量）。（3）条件：只受重力或（系统内）弹簧等的弹力；或除重力或（系统内）弹簧等的弹力还受其它力，但不做功；或除重力或（系统内）弹簧等的弹力还受其它力也做功但代数和为零；或从能量的角度，物体或系统只有动能和势能（重力势能和弹性势能）相互转化，无其他形式能量发生转化，由能量守恒可得机械能守恒。 5、机械能不守恒：重力和弹簧弹力之外的力对