机械能总复习

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1、功与能一、功（1）做功的两个必要因素：作用在物体上的力以及物体在力的方向上发生的位移。（2）功的原理：任何机械可以省力或者省距离但不能省功。（3）功的一般计算公式：（恒力做功）正功和负功：当时，,对物体做正功，动力；当时，，对物体不做功当时，，对物体做负功，阻力；对物体做负功也可说成是物体克服做了功(取绝对值)。判断正负功的另两种方法：F与V的夹角，功能关系（4）功是标量。功的正负不表示方向，正功表示动力作的功，负功表示阻力作的功。Fs0（5）变力做功方法：图像法（面积），平均值法（力随位移线性变化），微元法，替代法Pt0(6)常见力做功的特点

2、重力做功：与路径无关，只与物体始末位置的高度差h有关：W=mgh，当末位置高于初位置时，W＞0，即重力做正功；反之则重力做负功。摩擦力：不管是滑动摩擦力还是静摩擦力即可做正功，也可是负功，也可不做功。一对静摩擦力做功和为零，一对滑动摩擦力做功之和小于等于零，滑动摩擦力×相对位移转化为内能。弹簧弹力：在弹性范围内，弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系。一对作用力和反作用力做功之和可以为零，也可以为正，也可以为负。二、功率——描述做功快慢的物理量（1）平均功率：瞬时功率：式中θ为力F与速度v之间的夹角。（2）汽车起动时两种情况分析（假设运动过程中阻

3、力f不变）a.以恒定功率起动b．以恒定的加速度起动：0tvO例：质量为Kg的汽车，发动机的额定输出功率W，从静止开始运动，运动中受到恒定的阻力，求：（1）汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少？（2）若汽车以加速度在平直的水平路上作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？（3）若汽车以恒定加速度启动，30s后匀速运动，求汽车的位移。三、能量1.动能——是物体运动的状态量2.势能势能与相互作用的物体之间的相对位置有关，是系统的状态量。重力势能Ep=mgh具有相对性，相对于零势能面，一般选地面或系统中最低点为零势能面。物体在零势能面上

4、方时Ep为正；物体在零势能面下方时Ep为负；势能值为零，表明物体处在零势面上，因此势能Ep的正负并不表示方向。势能的变化与参考点无关。弹性势能3.机械能一个物体系统动能和势能的总和，叫它的机械能。4.功能关系做功的过程总是伴随着能量的转化，做了多少功就有多少能量发生了转化，功是能量转化的量度，不同的力做功改变了不同形式的能量。合外力做功等于物体动能的增量重力做功等于物体的势能的变化量除了重力（弹力）外，其他力做功等于物体的机械能的增量例：质量为2kg的物体从静止开始，以8m/s2的加速度竖直向下匀加速运动了5m的距离。g取10m/s2，在这一过

5、程中（）。A．物体的动能增加了160JB．物体的重力势能增加了100JC．物体的机械能减少了20JD．合外力对物体做功80J分析与解：物体以8m/s2的加速度竖直向下匀加速运动，由牛顿第二定律可知，物体除了受到重力外还受到一个竖直向上的恒力作用，设这个力为F,，则mg-F=ma得F=m(g-a)=2(10-8)=4N由于物体向下运动，因此力F对物体做负功W=-FS=-4×5=20J故物体的机械能减小了20J，选项C正确合外力对物体做功为W合=F合S=(mg-f)s=(20-4)×5=80J选项D正确四．动能定理1.公式：。反映了过程量功与状态量

6、动能之间的关系。2、应用动能定理解题步骤（1）明确研究对象，受力分析；（2）明确研究对象的运动过程，确定各力做功；（3）明确运动过程所对应的初末状态，确定初、末动能；（4）由动能定理列方程求解。应用：子弹打木块，跳水（掉落至沙坑），多过程问题（往返问题），用动能定理求变力做功，非质点问题（重心），系统动能定理。五．机械能守恒1．内容：在只有重力做功的情况下，物体发生重力势能与动能的相互转化时，机械能的总量保持不变。2．表达式：若质量为m的物体在初始位置高度h1，速度为v1，末位置高度为h2，速度为v2，那么机械能守恒定律的表达式为；mgh1+m

7、v12=mgh2+mv22或EK1+EP1=EK2+KP2或E1=E23．应用条件：只有重力（或弹簧的弹力）做功。如果物体的动能和势能都不变，重力不做功，表明物体的动能和势能之间不存在转化，那么，这种情况不是机械能守恒，属于机械能不变。。4、应用机械能守恒定律解题步骤：（1）根据题意，选取研究对象；（2）明确研究对象的运动过程，分析其受力情况，及各力做功情况，判断是否符合机械能守恒定律的条件；（3）选取恰当的零势能面，确定研究对象在研究过程中的起始状态和末状态的机械能（4）根据机械能守恒定律列出方程，把已知量同一单位进行求解。例1在下列各种情形

8、中，哪一些是符合机械能守恒条件？（）A、物体做平抛运动；B、在光滑斜面上拉着物体向上作匀速运动；C、人在水平地面上加速跑动；D、小球随着杆在竖直平面上