物理必修2机械能守恒定律(复习)概念及习题.pptVIP

机械能守恒定律复习 机械能守恒定律复习 【知识要点】 （一）功 （二）功率 （三）动能 （四）动能定理 （五）势能 （六）机械能守恒定律 （七）功能关系 功 1、概念：力和力的方向上的位移的乘积。 2、公式： W＝F l cosα α＜90°时，W为正 α＝90°时，W＝0 α＞90°时，W为负 3、特点： 功是过程量：做功的过程是能量转化的过程。 功是标量：有正、负，注意正、负功的意义。 功率 1、概念：功跟做功所用时间的比值。 2、公式： 3、应用：机车启动问题。 P＝Fv ：P为机车输出功率，F为机车牵引力 (1)、恒定功率启动 ( 2)、恒定加速度启动 P＝ t W 平均功率： 瞬时功率： P＝Fvcosα P＝ ＝Fvcosα t W 机械能 1、动能： 2、势能： 1 2 Ek＝ mv2 重力势能： 弹性势能： EP＝mgh h为物体相对参考平面的高度 1 2 EP＝ k l 2 l为形变量 关于功能关系及其应用 1、重力做的功与重力势能的变化的关系： 2、弹力做的功与弹性势能的变化的关系： 3、合力做的功与动能的变化的关系（动能定理）： 4、重力、弹力以外的力做的功与机械能的变化的关系： WG＝EP1－EP2 WF＝EP1－EP2 W合＝EK2－EK1 W其＝E2－E1 5、系统内一对滑动摩擦力做的总功W总＝－Ff l相对 在数值上等于接触面之间产生的内能。 机械能守恒定律及其应用 1、条件：只有重力或弹力做功。 2、表达式： EK1＋EP1＝EK2＋EP2 或 E1＝E2 △EK＝-△EP △EA＝-△EB 解题时必须选择零势能面 解题时无须选择零势能面 3、能量转化和转移具有方向性。 【典型例题】 例1．额定功率为80kW的汽车，在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m/s,汽车质量为2×103kg 。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度可达2m/s2 。设运动过程中阻力大小不变，试求： （1）汽车运动时所受阻力f； （2）汽车匀加速运动过程可持续的时间t′； （3）汽车启动后，发电机在第三秒末的即时功率P3； （4）汽车在做匀加速直线运动过程中，发动机所做的功W′． 分析：当汽车起动后做匀加速直线运动时，发动机牵引力F为恒力，随着运动速度v的增大，汽车发动机的即时功率P=F·v正比增大，直 就要减小（以保持汽车在额定功率下运行），因此汽车将做加速度越来越小的加速运动，直到发动机牵引力F减小到与汽车运动阻力f相等时， （2）根据牛顿定律有 ΣF=ma，F-f=ma F=f+ma 动的时间为t′，则有 （3）汽车第3秒末仍在做匀加速直线运动，则 （4）根据匀变速运动规律，则有 5秒；第3秒末发动机即时功率为48kW；汽车在匀加速直线运动过程中， 例2．质量为m=3kg的物体与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.2，在水平恒力F=9N作用下起动，如图所示。当m位移s1=8m时撤去推力F，试问：还能滑多远？(g取10m/s2) 分析：物体m所受重力G、支持力N、推力F、滑动摩擦力f均为恒力，因此物体做匀加速直线运动；撤去F后，物体做匀减速直线运动．因此，可用牛顿定律和匀变速直线运动规律求解． 物体在动力F和阻力f作用下运动时，G和N不做功，F做正功，f做负功，因此，也可以用动能定理求解． 解法一：用牛顿定律和匀变速运动规律，对撤去F推力前、后物体运动的加速度分别为 m在匀加速运动阶段的末速度为 将上两式相加，得 答：撤去动力F后，物体m还能滑4m远 说明：许多动力学问题可以有多种解题方法，对比上述两种解法可以看出运用动能定理的解法比用牛顿定律（以及运动学规律）的解法要简捷一些．凡是题目中给出了（或是要求）物体的位移x，这一类题运用动能定理求解总是比较方便的；除非题目中给出了（或是要求）加速度a，才“不得不”运用牛顿定律解题，尤其是对于“从静止开始”运动到“最后停住”这一类的题，运用动能定理特别简单，例如本题就属于这种情况．对全程运用动能定理，则有 例3、如图所示，质量为m的小木块以水平初速v0冲上质量为M，长为L，置于光滑水平面上的木板B，并正好不从B木板上落下，共同的速度是V,A、B间动摩擦因数为μ，试求在此过程中系统产生的热量Q．