高中物理--机械能--最全讲义及典型习题及答案详解

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1、状元堂精品资料第五节机械能（一）、知识网络机械能守定律功和功率功概念：力和力的方向上的位移的乘积公式F与L同向：W=FLF与L不同向：W=FLcosαα<900,W为正α=900,W=0α>900,W为负功率概念：功跟完成功所用的时间的比值公式P=W/t(平均功率)P=Fv(瞬时功率)动能定理:FL=mv22/2-mv12/2机械能动能和势能机械能守恒定律：EP1+Ek1=EP2+Ek2验证机械能守恒定律能源能源耗散功是能量转化的量度度能量守恒定律人类利用能源的历史一、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，

2、这个力就对物体做了功。功是能量转化的量度。2条件：.力和力的方向上位移的乘积3公式：W=FScosθ——某力功，单位为焦耳（）——某力（要为恒力），单位为牛顿（）S——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）——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”。当时，即力与位移成锐角，功为正；动力做功；33状元堂精品资料当时，即力与位移垂直功为零，力不做功；当时，即力与位移成钝角，功为负，阻力做功；5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。6功仅与F、S、θ有关，与物体所受的其它外力

3、、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=W1+W2+…+Wn或W总=F合Scosθ8合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W=Flcosα求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。（一）对功的认识1.做功与否的判断问题物体受到力的作用，如果物体在力的方向上发生位移，我们就说力对物体做了功。可见做功与否的判断，依据的是功的两个要素：力与力的方向上的位移。2.做功多少的计算问题做功多少是根据功的公式来计算的，功的公式为：，其中各个物理量

4、的含义如下：F是做功的力；s是力所作用的那个物体的位移；而则是力F与位移s之间的夹角。3.做功快慢的描述问题做功的快慢程度用功率来描述，功率的定义式是：功率的导出式是：前者用于计算某段时间内的平均功率，后者则用于计算某个时刻瞬时功率。4.对功的物理含义的理解关于功我们不仅要从定义式进行理解和计算，还应理解它的物理含义。功是能量转化的量度，即：做功的过程是能量的一个转化过程，这个过程做了多少功，就是多少能量发生了转化。对物体做正功，物体的能量增加。对物体做了多少正功，物体的能量就增加了多少；对物体做负功，也称物体克服阻力做功，物体的

5、能量减少，做了多少负功，物体的能量就减少了多少。因此功的正、负表示能的转化情况，表示物体是输入了能量还是输出了能量。[例1]如图1所示，质量为m的物体静止于倾角为，质量为M的斜面体上，现对该斜面体施一水平向左的推力F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动，位移为s，求在此过程中物体所受重力、支持力、摩擦力各对物体做了多少功？33状元堂精品资料图1析与解：物体的受力情况如图2所示，由于物体处于匀速运动状态，可由共点力的平衡条件得，，，且与s间的夹角为，与s间的夹角为，所以：图2说明：若力和位移不在一条直线，求力对物体做功时，可将

6、力正交分解，使其一个分力与位移在一条直线上，另一个分力与位移垂直，也可以将位移按类似的方法正交分解。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。2公式：（平均功率）（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≤P额。5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma6应用：（1）机车以恒定功率启动时，由（为机车输出功率，为机车牵引力，为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断

7、减小，当牵引力时，速度不再增大达到最大值，则。（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力恒定为，速度不断增加汽车输出功率随之增加，当时，开始减小但仍大于因此机车速度继续增大，直至33状元堂精品资料时，汽车便达到最大速度，则。（二）对功率的认识1.功率是描述做功快慢的物理量由可知，功率的大小只与其“比值”有直接联系，与做功多少和时间长短无直接关联，比较功率的大小就要比较功与完成这些功的所用时间之“比值”。“比值”大，功率就大，做功就快，“比值”小，功率就小，做功就慢。物体做功功率是描述物体做功的一个状态；做功的多少是一个过

8、程，所以不能说功率大，做功就多。物体做功多少是做功物体在做功过程中的一个积累，随着做功过程的积累时间越长，这个物体做功就越多，就是一个积累的意思。即P在时间t上的积累就是物体做功的多少。2.对力的功率的认识由、可得：，此式中为力F与速度之间的夹角。