《第五章機械能》word版

《《第五章機械能》word版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第五章机械能【大纲要求】1、理解功、功率、动能、重力势能，弹性势能的定义，掌握它们的计算公式；2、掌握动能定理，会运用动能定理解决力学问题；掌握重力做功与重力势能变化的关系。3、理解功和能的关系，熟练掌握机械能守恒定律及其在解决力学问题中的灵活运用。第一节功功率【重点难点突破】该考点在高考中以选择题为主，主要涉及的问题有关于功的概念及计算问题，平均功率、即时功率的计算问题，动力机械的功率、速度和牵引力的变化问题，其内容以综合问题出现的可能性较大一.做功的几种情况1.恒力的功：通常用定义式W=FScosα

2、直接计算，有时也用能量的变化间接算出　　2.变力的功：不可用定义式计算。若是保守力即与势能相关联的力，如重力、弹簧的弹力、电场力等，它们的功与路径无关，只与始末位置有关，所以，可以根据势能的变化来求对应的变力的功；若是滑动摩擦力、空气阻力等，这类力的功与路径有关，其功等于力和路程（不是位移）的乘积。之外其它的变力或是指代不明的力的功，可以用能的转化和守恒或用动能定理求解二.机车的起动一般有两类：“匀加速起动”和“恒定功率起动”。分析如下V=0P=0P最大v最大P最大F(a)不变v增P增F(a)减v增P不

3、变V不变a=0第一过程第二过程“匀加速起动”过程的分析：匀加速起动过程实际包括两个过程：（如下图）“第一过程”是真正的匀加速过程，在此过程中，速度由零开始不断增加，功率也由零开始逐渐增加；因为加速度是不变的，所以在此过程中牵引力也是不变的，随着速度的增加功率在不断增加，当其达到最大值即不可能再增时，此时第一过程结束，第二过程开始，在“第二过程”中因为还有加速度的存在，所以速度ｖ会不断增加，在功率P不变的情况下，根据P=Fv，就可知道牵引力F不断减小，速度v还在增加，直到牵引力F减到与阻力大小相等，合力为

4、零，速度达最大，整个起动过程结束。再以后，机车将以匀速直线运动，功率不变。恒定功率起动过程的分析：比如在赛车比赛时，一般都是最大功率起动问题。V=0P最大v最大P最大V不变a=0P不变V增F(a)减机车的起动只有一个过程，在此过程中，机车不断加速，速度不断增大，由于P不变，牵引力F会不断减小，加速度a也不断减小，而加速度的方向和速度的方向相同，所以无论加速度a怎样小，速度ｖ也是增加的。直到牵引力F减到与阻力大小相等，合力为零，即a为零，速度达最大，整个起动过程结束。【例题分析评点】【例1】某人用200N

5、的水平推力，把一个质量为60kg的木箱沿水平路面加速推动5m，后来又把它匀速举高3m，这个人对木箱共做功为【解析】沿水平路面推时，人对木箱做功为　　　　　　W1=F1S1=200×5J=1×103J．　　　　　　　匀速举高时，人对木箱的托力　　　　　　　　F2=mg　　　　　　　人对木箱做功为　　　　　　　　W2=F2S2=mgs2=60×10×3J=1.8×103J．　　　　　　　所以全过程中人对木箱做的功为　　　　　　　　W=W1+W2=2.8×103J．【评点】计算每个过程中做功的时候，要注意力和

6、位移要相应；功的计算与木箱作什么运动无关；在第二个过程中，指明木箱匀速上举，目的是可以由此求出木箱的托力；功是标量，全过程中的功等于两次做功的代数和．【例2】如图5-1所示，一个质量为m的物体，从一个固定斜面顶端滑到底端.该斜面长为l，倾角为α，物体和斜面间的动摩擦因数为μ，则物体克服摩擦力所做功为。【解析】设物体所受摩擦力为f，则f=μN=μmgcosαW克=fs=μmgcosαl图5--1图5--2【评点】该题较简单，但我们不难发现lcosα正好是斜面的底边的长度，也就是说，在斜面上运动的物体克服摩

7、擦力做的功可以用μmg乘以物体在斜面上的位移的水平投影求出.用这个结论处理有关斜面上的问题既准确又快捷.如：一个物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功为W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′，摩擦力做的总功为W2，如图5-2所示.已知物体与各接触面间的动摩擦因数均相同，则A.W1=W2B.W1＞W2C.W1＜W2D.无法确定利用上述结论很容易得到A答案正确，此题如果运用摩擦力做功公式计算则比较繁琐.【例3】质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m的小物块，如

8、图5-3所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功．mMＦＬ图5--3【解析】由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为并有即解得有所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为【评点】此类问题的关键在于深入分析的基础上，建立一幅清晰的动态的物理情景。先要认真画好草图5-4．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上