学业水平测试复习机械能.ppt

2、平均功率和瞬时功率 若F为恒力，根据P=Fv（或P=Fvcosα），v为时间t内的平均速度，W为时间t内所做的功，则P为平均功率。若V是即时速度计算的是即时功率。Ｐ＝ｗ／ｔ计算的是平均功率 注意：在变力对物体做功时，物体在做变速运动情况下，P=Fvcosα仍成立适用，F和v分别是某一时刻的力和即时速度。P= Fvcosα表示该时刻的即时功率。 第三节 重力势能 如图：物体从高度h1点下落h2点，重力做功为 WG=mgh1-mgh2 据功和能的关系WG等于mgh的变化。在物理学中用mgh表示重力势能。重力势能的大小具有相对性，相对于不同的零势能面，同一物体的重力势能有不同的表达值 Ep=mgh WG=EP1-EP2即重力做功等于重力势能的变化的负值。 第四节:机械能守恒定律 (1)机械能:动能、弹性势能和重力势能统称机械能.即:E=Ek+Ep.不同形式的机械能是可以相互转化的． 2.机械能守恒定律的应用 解题步骤: ⑴明确研究对象和它的运动过程; ⑵分析研究对象在运动过程中的受力情况,弄清是否只有系统内的重力和弹力做功,判定机械能是否守恒; ⑶确定物体运动的起始和终了状态,选定零势能参考平面后确定的物体在始、末两状态的机械能; ⑷根据机械能守恒定律列出方程,统一单位后代入数据解方程. 练习2 [分析和解答]⑴此问用竖直上抛知识可解决,但由于物体在空中只有重力作功,故机械能守恒,所以选用机械能守恒定律解题. 以地面为参考面,则E1= mv2/2;在最高点动能为零,故E2=mgh. 由E1=E2得mv2/2=mgh ∴h=5(米) ⑵初态设在地面:E1=mv2;终态设在h1高处:E2=mgh1+ mv12/2=2mgh1. 因为机械能守恒:E1=E2, ∴mv2/2=2mgh1. ∴h1=V2/4g =2.5(m). 可见,用机械能守恒定律解题关键是正确找出初、末态的机械能(包括动能和势能). 例 1 练习4 (1)推导： 二．动能定理 1、动能定理及数学表达式 （2）动能定理：合力所做的功等于动能的改变（这里的合外力指物体受到的所有外力的合力，包括重力）。 (3)数学表达式： W合=△Ek=Ek末-Ek初 或：W合= mv22－ mv12 1 2 1 2 注意:W合为外力做功的代数和,△Ek是物体动能的增量;△Ek为正值时,说明物体动能增加,△Ek为负值时,说明物体的动能减少. 3、动能定理的应用 应用动能定理进行解题的步骤： ⑴确定研究对象,明确它的运动过程; 并建立好模型。 ⑵分析物体在运动过程中的受力情况,明确各个力是否做功,是正功还是负功; ⑶明确起始状态和终了状态的动能(可分段、亦可对整个运动过程). ⑷用W总=△Ek=Ek2 -Ek1列方程求解. 注意：动能定理的研究对象只能是单个物体 例11.一司机驾车在田野里行驶,突然发现前方不远处有一横沟,在反应时间内作出决策,是采用急刹车还是急转弯好? 解:若急转弯,则汽车靠摩擦力提供向心力,由牛顿第二定律得: ,解得: 若急刹车,则由动能定理得: 解得: 因sr,为了不掉在沟里,故采用急刹车好. A B C H 例12.如图所示,斜槽轨道下端与一个半径为0.4m的圆形轨道相连接.一个质量为0.1kg的物体从高为H＝2m的A点由静止开始滑下,运动到圆形轨道的最高点C处时,对轨道的压力等于物体的重力.求物体从A运动到C的过程中克服摩擦力所做的功.(g取10m/s2) 解:在C点有 FN+mg=mvC2/r 而 FN =mg 则: vC = m/s = 全过程由动能定理得mg(h-2r)-Wf= mvC2/2 代数据得Wf=0.8J 33、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和功能 变化的关系正确的是：( ) A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零; B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零; C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化; D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零. E.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差; F.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化. AE 31．某人在离地高10 m处把一个质量为2 kg的小球以10 m／s的速率水平抛出，着地时小球速率为15 m／s．取g=10 m／s2，则人抛球时对球做功 J；球在空中运动时克服空气阻力做功 J． 100 75 33