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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载功和能目的要求: 精确把握功、功率、动能,势能、机械能等概念头,精确懂得动能定理、机械能守恒定律功能关系,能娴熟把握它们的运用方法;强化解决动力学问题的方法训练和才能培育第1功一、功的概念1、概念: 一个物体受到力的作用 , 并且在这个力的方向上发生了一段位移定义 : 力和力的作用点通过位移的乘积2. 做功的两个必要因素:力 和 物体在力的方向上的位移3、公式: W FScos( 为 F 与 s 的夹角)说明: 1 公式只适用于恒力做功 位移是指力的作用点通过位移2 要分清 “ 谁做功,对谁做功” ;即:哪个力对哪个物体做
2、功;, 就说这个力对物体做了功 . 3 力和位移都是矢量:两种思路:可以分解力也可以分解位移;如:位移:沿力方向分解,与 力垂直方向分解;4 功是标量,没有方向,但功有正、负值;其正负表示力在做功过程中所起的作用;正功表示动力做功 此力对物体的运动有推动作用,负功表示阻力做功,功的正负表示仍表示能的转移方向5 功大小只与 F、s、 这三个量有关与物体是否仍受其他力、物体运动的速度、加速度等其 他因素无关,也与物体运动的路径无关与物体的运动形式无论是匀速或变速无关,也与物体同时受到的其他力无关 . 提到做功:肯定要明确?力对?物体在?个过程中做功,正仍是负,数值是多少;做功后能量如 何转化;6
3、争论:当 =0 0 时, W FS表示力的方向与位移方向相同;力对物体做正功当 0 a90 0 时, W 0,力对物体做正功;当 =90 0时, W0,力对物体不做功;当 90 0 180 0时, W0,力对物体做负功或说成物脚体克服这个力做功,从二个角度来描述同一个问题当 =180 0 时, W -FS 表示力的方向与位移方向相反;力对物体做负功4、功正、负的三种判定方法:一个力对物体做不做功,是正功仍是负功,判定的方法是:力与位移之间夹角:常用于判定恒力做功情形;力与速度之间夹角:常用于判定曲线运动力做功情形 为锐角时,力对物体做正功,为钝角时,力对物体做负功,为直角时,力对物体不做功;看
4、物体之间是否有能量的转化:如有就肯定有能量的转化,常用与关联物体做曲线运动情形;5、力学中求功方法:公式求: WFScos (只适用于恒力做功,可分角力也可分角位移) W=Pt 动能定理: W=E K2一 Ek1,能量的转化情形求, (功是能量转达化的量度)名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载F-s 图象,图象与位移轴所围均“ 面积” 为功的数值6、 两类不同的力做功求解的典型情形一类是与势能相关的力,如重力、弹簧的弹力、电场力等,它们的功与路程无关系,只与位移有关;另一类是滑动摩擦力,空气阻力
5、等,做功的特点,必需牢记;这类力做功与物体的运动路径有关;滑动摩擦力做功要看物体运动的路程,这是摩擦力7. 功和能单位: 焦耳( J 1 J 1Nm. 1ev=1.6 10-19 J 8. 物理意义: 表示力在空间上的积存效应,是能的转化的量度9. 力的三种成效 :力的瞬时效应 , 转变物体的运动状态, 产生加速成度 . . 是动量转化的量度力的时间积存效应: 使物体产生冲量 , 转变物体的动量力的空间积存效应,对物体做功 , 转变物体的能量, 是能的转化的量度二、留意的几个问题F:当 F 是恒力时,我们可用公式 WFscos 运算;当 F 大小不变而方向变化时,分段求力做的功;当F 的方向不
6、变而大小变化时,不能用 W Fscos 公式运算(因数学学问的缘由),我们只能用动能定理求力做的功S:是力的作用点通过的位移,用物体通过的位移来表述时,在很多问题上同学往往会产生一些错觉,在后面的练习中会熟悉到这一点,另外位移 功是过程量:即做功必定对应一个过程(位移)S 应当弄清是相对哪一个参照物的位移,应明确是哪个力在哪一过程中的功 什么力做功:在争论问题时,必需弄明白是什么力做的功点评:求功,必需清晰地知道是哪个力的功,应正确地画出力、位移,再求力的功规律方法 1、功的运算方法1.由公式 W=Fs cos 求解 两种处理方法 :W 等于力 F 乘以物体 在力 F 方向上的分位移scos
7、,即将物体的位移分解为沿F 方向上和垂直F 方向上的两个分位移W 等于 力 F 在位移 s 方向上的分力Fcos 乘以物体的位移s,即将力 F 分解为沿 s 方向和垂直s 方向的两个分力留意:这种方法只能用来运算恒力做功(轨迹可以是直线也可以是曲线)2、多个力的总功求解用平行四边形定就求出合外力,再依据 w F合 scos 运算功 留意 应是合外力与位移 s 间的夹角分别求各个外力的功:W 1 F1 scos 1, W2=F2scos 2 再求各个外力功的代数和3、变力做功问题WF scos 是用来运算恒力的功,如是变力,求变力的功只有通过将变力转化为恒力,再用 WFscos 运算有两类不同的
8、力:一类是与势能相关联的力,比如重力、弹簧的弹力以及电场力等,它们的功与路径无关,只与始末点的位置有关;名师归纳总结 另一类是滑动摩擦力、空气阻力等, 在曲线运动或来回运动时,这类力 大小不变 功等于力和路程 (不第 2 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载是位移)的积依据功和能关系求变力的功如:依据势能的变化求对应的力做的功,依据动能定理求变力做的 功,等等依据功率恒定,求变力的功,W=Pt. F 是位移 s 的线性函数时,平均力FF 12F 2求出变力 F 对位移的平均力来运算,当变力作出变力 F 随位移,变化的
9、图象,图象与位移轴所围均“ 面积” 即为变力做的功4、做功求解的典型情形留意力、冲量、功的区分 除了它们的物理定义、单位以及是标量仍是矢量以外,从动力学观点来看:1 力和物体的运动状态的变化存在着瞬时因果关系,即力是产生加速度的缘由 , 有力才有加速度 , 力变加速度变, 它们之间的因果规律用牛顿其次定律来表达2 力的冲量反映的是力连续在一段时间的作用成效的累积量其结果是要引起物体动量的转变,它们之间的因果规律用动量定理来表达3 功是力连续作用在一段空间位移上的作用成效的累积量,是标量其结果是要引起物体动能的转变,它们之间的因果规律用动能定理来表达作用力和反作用力的做功 作用力与反作用力同时存
10、在,作用力做功时,反作用力可能做功,也可能不做功,可能做正功,也可能做 负功,不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反,就肯定有作用力、反作用力的功数值相等,一正 一负所以 作用力与反作用力做功不肯定相等,但冲量的大小相等摩擦力的做功 A、静摩擦力做功的特点 1 静摩擦力可以做正功,也可以做负功,仍可以不做功;2 在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用),而没有机械能转化为其他形式的能3 相互摩擦的系统内,一对静摩擦力所做功的代数和总为零;B滑动摩擦力做功有以下的特点 1 滑动摩擦力可以对物体做正功,也可以对物体做负功,当然也可以不做功;2 如相对运动的两
11、物体之一对地面静止,就滑动摩擦力对该物不做功 在相互摩擦的物体系统中,一对相互作用的滑动摩擦力做功的过程,对物体系统所做总功的多少与路径有关,能量的转化和转移的情形有两个方面:一是 相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能 转移另一个物体上,其值是负值,等于摩擦力与相对路程的积,即 W f =f 滑S 相对 二是 部分机械能 转化为内能,此部分能量就是系统机械能的缺失量表示物体系统缺失机械能克服了摩擦力做功, E 损 = f 滑S 相对 =Q摩擦生热 肯定要懂得“ 摩擦生热” 指的是滑动摩擦“ 生热,在相对滑动的过程中,通过摩擦力对系统做功来求解,必需求出摩擦力在相对路程上的功3 滑动摩擦力、
12、空气摩擦阻力等,在曲线运动或来回运动时等于力和路程(不是位移)的乘积名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载如下列图,上面不光滑的长木板,放在光滑的水平地面上,一小木块以速度 V0从木板的左端滑上木板,当木块和木板相对静止时,木板相对地面滑动了 S,小木块相对木板滑动了 d,就由动能定理知:滑动摩擦力对木块所做功为: W 木块 =一 f (d S) 滑动摩擦力对木板所做功为: W 木板 =fs 所以,木块动能增量为: EK 木块 =一 f (ds) 木板动能增量为: EK木板 =fs 由得: EK
13、木块 EK 木板 =一 fd 式说明木块和木板组成的系统的机械能的削减量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积;这部分削减的能量转化为内能;扩展与争论 :点评:求功的思路共有四条1 由功的定义恒力做功;2 由能量关系求解;3 由功率的定义;4由动能定理求解试题展现第2功率一、功率的定义 : 功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率,它表示物体做功的快慢二、单位: 瓦( w),千瓦( kw);三、标量四、公式 : P Wt Fv 1 PWt 所求的是这段时间内平均功率2 PFv 当 v 为平均值时为平均功率,当 v 为即时值时为即时功率3PFv 应用时, F、v 必需同向,否就应分解 F 或 v,
14、使二者同向这里的 P=Fv实际上是 Fvcos 、 为F、 v 夹角4 我们处理问题时必需清晰是哪一个力的功率,如一个机械的功率为 所受合外力的功率P,这里指的是牵引力的功率,不行认为是机械五、发动机铭牌上的功率 , 是额定功率 , 也就是说该机正常运行时的最大输出功率,该机工作时输出功率要小于或等于此值规律方法1、功率的运算方法点评 :(1)明确是什么力做功功率; (2)清晰是平均功率仍是即时功率其功率是什么 2、两种功率点评 :应弄清哪一个力对哪一个物体做功,点评 : 物体在恒力作用下的变速运动或在变力作用下的运动,力做功的瞬时功率一般都随时间变化,因此,在求某力在某时的瞬时功率或争论某力
15、做功的瞬时功率随时间的变化时,都应依据公式 P=Ftcos 来进行 分析和运算点评 :综上所述不难发觉,敏捷地转换物理模型是一种重要的物理思想方法;学会这种方法,就会使 我们在解决物理问题时变得淡定自如,巧解速解物理问题,从而提高学习的效率;3、汽车起动问题分析名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1 当以恒定功率运动时优秀学习资料欢迎下载P vmf ,当 F 牵 f 时,加速度 a0,m,做加速度越来越小的变加速直线运动,a=此时的速度为最大速度所以 v m=p/f ,以后机车做匀速直线运动;2 欲使汽车 从静止开头
16、做匀加速直线运动,一开头不能用额定功率,功率必需随着速度增加而增加,使P/v=F 恒定;这种运动连续一段时间后汽车又做加速度越来越小的加速运动,最终达到最大速度 vm,所以求匀加速直线运动的时间不行用 t=v m/a ,必需用 v=P额/F ,而 t=v/a ,由此得: t= P 额/Fa 点评 ( 1)此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率,如在额定功率下起动,就肯定是交加速运动,由于牵引力随速度的增大而减小求解时不能用匀变速运动的规律来解详细变化过程可用如下示意图表示(2)特殊留意匀加速起动时,牵引力恒定当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速终止时的速恒 定 加 速 度 启 动度),
17、并不是车行的最大速度此后,车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动(这阶段类同于额定功率起动)直至a=0 时速度达到最大详细变化过程可用如下示意图a定=Fmf定P =F定当 P=P 额时 aF=P 额vmf当a=0v 即 P定 =F 定mfa=F时,v 达即 F 肯定随 v 的0,v 仍要增到 最 大 匀加速直线运动 变加速(a )运动恒定速度Va=当 a=0 即保 持vmFmfF=f 时, vP 定 变加速直线运动 匀速直线v第3动能动能定理一、动能假如一个物体能对外做功,我们就说这个物体具有能量物体由于运动而具有的能 Ek. mv 2,其大小与参照系的选取有关动能是描述物体运动状态的物理量
18、是相对量;二、动能定理做功可以转变物体的能量全部外力对物体做的总功等于物体动能的增量 W1W2 W 3 . mvt22.mv01 反映了物体动能的变化与引起变化的缘由力对物体所做功之间的因果关系可以懂得为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能的减小所以正功是加号,负功是减号;2 “ 增量” 是末动能减初动能 EK0 表示动能增加, EK 0 表示动能减小3 动能定理适用单个物体,对于物体系统特殊是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如内能)的转化在动能定理中总功指各外力对物体做功的代数和这里我们所说的外力包括重力、弹
19、力、摩擦力、电场力等4 各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不同时,分别求力做功,然后求代数和5 力的独立作用原理使我们有了牛顿其次定律、动量定理、动量守恒定律的重量表达式但动能定理是标量式名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载功和动能都是标量,不能利用矢量法就分解故动能定理无重量式在处理一些问题时,可在某一方向应用动能定理6 动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情形下得出的线运动的情形即动能定理对恒力、变力做功都适用;直线运动与曲线运动也均适用7 对动能定理中的位移与速度必需相
20、对同一参照物三、由牛顿其次定律与运动学公式推出动能定理但它也适用于变为及物体作曲设物体的质量为m,在恒力 F 作用下,通过位移为S,其速度由v 0变为 v t,由得: FS=.mvt 2. mv02就:依据牛顿其次定律F=ma 依据运动学公式2as=v t2一 v 0 2 四应用动能定理可解决的问题恒力作用下的匀变速直线运动,凡不涉及加速度和时间的问题,利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简洁的多曲线运动等问题用动能定理仍能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、规律方法 1. 动能定理应用的基本步骤 应用动能定理 涉及一个过程,两个状态所谓 一个过程 是指做功过程,
21、应明确该过程各外力所做的总功;动能定理应用的基本步骤是:选取争论对象,明确并分析运动过程两个状态 是指初末两个状态的动能分析受力及各力做功的情形 , 受哪些力?每个力是否做功?在哪段位移过程中做功?正功?负功?做多少功?求出代 数和明确过程始末状态的动能 Ek1 及 EK2 列方程 W=EK2一 Ek1,必要时留意分析题目的潜在条件,补充方程进行求解2、应用动能定理的优越性 1由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系,所以对由初始状态到终止 状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力仍是变力等诸多问题不必加以追究,就是说应 用动能定理不受这些问题的限制2一般
22、来说,用牛顿其次定律和运动学学问求解的问题,用动能定理也可以求解,而且往往用动能定理求 解简捷可是,有些用动能定理能够求解的问题,应用牛顿其次定律和运动学学问却无法求解可以说,娴熟地应用动能定理求解问题,是一种高层次的思维和方法,应当增强用动能定懂得题的主动意识3用动能定理可求变力所做的功在某些问题中,由于力F 的大小、方向的变化,不能直接用W=Fscos求出变力做功的值,但可由动能定理求解3、应用动能定理要留意的问题 留意 1 由于动能的大小与参照物的挑选有关,而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导 出来,因此应用动能定懂得题时,动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体
23、作参 照物来确定留意 2用动能定理求变力做功, 在某些问题中由于力 F 的大小的变化或方向变化, 所以不能直接由 W=Fscos 求出变力做功的值此时可由其做功的结果动能的变化来求变为 F 所做的功留意 3 区分动量、动能两个物理概念动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量,动量是矢 量,动能是标量动量的转变必需经过一个冲量的过程,动能的转变必需经过一个做功的过程动 量是矢量,它的转变包括大小和方向的转变或者其中之一的转变而动能是标量,它的转变仅是数量的变化动量的数量与动能的数量可以通过P 2=2mE K 联系在一起,对于同一物体来说,动能EK 变化了,动量 P 必定变化了,但动量变化了
24、动能不肯定变化例如动量仅仅是方向转变了,这样动能 就不转变对于不同的物体,仍应考虑质量的多少留意 4 动量定理与动能定理的区分,两个定理分别描述了力对物体作用效应,动量定理描述了为对物体 作用的时间积存效应,使物体的动量发生变化,且动量定理是矢量武;而动能定理描述了力对物体名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载作用的空间积存效应,使物体的动能发生变化,动能定理是标量式;所以两个定理分别从不同角度描述了为对物体作用的过程中,使物体状态发生变化规律,在应用两个定懂得决物理问题晚要依据题目要求,挑选相应
25、的定理求解;4、 动能定理的综合应用 动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点,也是高考考查的重点,解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒,哪一过程中应用动能定理、动量定理第4机械能守恒定律学问简析 一、机械能1由物体间的相互作用和物体间的相对位置打算的能 能等叫做势能 如重力势能、弹性势能、分子势能、电势1 物体由于受到重力作用而具有 重力势能 ,表达式为 EP=一 mgh式中 h 是物体到零重力势能面的高度2 重力势能是物体与地球系统共有的只有在 零势能参考面确定之后,物体的重力势能才有确定的值,如物体在零势能参考面上方 高 h 处其重力势能为 EP=一 mgh,如物体
26、在零势能参考面下方 低 h 处其重力势能为 EP=一mgh,“ 一” 不表示方向,表示比零势能参考面的势能小,明显零势能参考面挑选的不同,同一物体在同一位置的重力势能的多少也就不同,所以重力势能是相对的通常在不明确指出的情形下,都是以地面为零势面的但应特殊留意的是,当物体的位置转变时,其重力势能的变化量与零势面如何选取无关在实际问题中我们更会关怀的是重力势能的变化量3 弹性势能 ,发生弹性形变的物体而具有的势能高中阶段不要求详细利用公式运算弹性势能,但往往要依据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能2重力做功与重力势能的关系:重力做功等于重力势能的削减量WG= E
27、P 减 =EP 初一 EP 末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克= EP 增=EP 末EP 初特殊应留意:重力做功只能使重力势能与动能相互转化,不能引起物体机械能的变化3、动能和势能(重力势能与弹性势能)统称为机械能二、机械能守恒定律1、内容: 在只有重力(和弹簧的弹力)做功的情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变2. 机械能守恒的条件1 做功角度: 对某一物体 , 如只有重力 或弹簧弹力 做功 , 其他力不做功 或其他力做功的代数和为零 , 就该物体机械能守恒2 能转化角度: 对某一系统, 物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生气械能的传递
28、,机械能也没有转变为其他形式的能,就系统机械能守恒3表达形式: EK1Epl =Ek2EP2名师归纳总结 (1)我们解题时往往挑选的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式此第 7 页,共 13 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载表达式中 EP是相对的建立方程时必需挑选合适的零势能参考面且每一状态的 EP 都应是对同一参考面而言的(2)其他表达方式, EP=一 EK,系统重力势能的增量等于系统动能的削减量(3) Ea=一 Eb,将系统分为 a、 b 两部分, a 部分机械能的增量等于另一部分 b 的机械能
29、的削减量,三、判定机械能是否守恒第一应特殊提示留意的是,机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统在克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在削减1 用做功来判定 :分析物体或物体受力情形(包括内力和外力),明确各力做功的情形,如对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,就机械能守恒;2 用能量转化来判定:如物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,就物体系机械能守恒3 对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目的
30、特殊说明, 机械能必定不守恒, 完全非弹性碰撞过程机械能不守恒说明: 1条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功对于某个物体系统包括外力和内力,只有重力或弹簧的弹力作功,其他力不做功或者其他力的功的代数和等于零,就该系统的机械能守恒,也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化,只能使系统内的动能和势能相互转化如图 550 所示,光滑水平面上, A 与 L1、 L2 二弹簧相连, B 与弹簧 L2 相连,外力向左推 B 使 L1、L2 被压缩,当撤去外力后, A、L2 、B 这个系统机械能不守恒,由于 LI 对 A 的弹力是这个系统外的弹力,所以 A、L2、B 这个系统机械
31、能不守恒但对 LI、A、L2、B 这个系统机械能就守恒,由于此时 L1 对 A 的弹力做功属系统内部弹力做功 2 只有系统内部重力弹力做功,其它力都不做功,这里其它力合外力不为零,只要不做功,机械能仍守恒,即对于物体系统只有动能与势能的相互转化,而无机械能与其他形式转化(如系统无滑动摩擦和介质阻力,无电磁感应过程等等),就系统的机械能守恒,如图 551 所示光滑水平面上 A 与弹簧相连, 当弹簧被压缩后撤去外力弹开的过程,B 相对 A 没有发生相对滑动, A、 B 之间有相互作用的力,但对弹簧 A、 B 物体组成的系统机械能守恒3当除了系统内重力弹力以外的力做了功,但做功的代数和为零,但系统的
32、机械能不肯定守恒如图 552 所示,物体 m 在速度为 v0 时受到外力 F 作用,经时间 t 速度变为 vt(vtv0)撤去外力,由于摩擦力的作用经时间 t/速度大小又为 v0,这一过程中外力做功代数和为零,但是物体 m 的机械能不守恒;四机械能守恒定律与动量守恒定律的区分:动量守恒是矢量守恒,守恒条件是从受力的角度,即不受外力或外力的和为零;机械能守恒是标量守恒,守恒条件是从力做功的角度,即除重力、弹力做功外其他力不做功;确定动量是否守恒应分析外力的和是否为零,确定系统机械能是否守恒应分析外力和内力做功,看是否只有重力、系统内弹力做功;仍应留意,外力的和为零和外力不做功是两个不同的概念;所
33、以,系统机械能守恒时动量不肯定守恒;动量守恒时机械能也不肯定守恒;判定系统动量,机械能是否守恒的关键是明确守恒条件和确定哪个过程 , 五. 机械能守恒定律与动能定理的区分机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间关系,且守恒是有条件的,而动能定理揭示的是物体动能的变化跟引起这种变化的合外力的功间关系,既关怀初末状态的动能,也必需仔细分析对应这两个状态间经受的过程中做功情形名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载规律方法 1、单个物体在变速运动中的机械能守恒问题2、系统机械能守恒问题点评 (1)对
34、绳索、链条这类的物体,由于在考查过程中常发生形变,其重心位置对物体来说,不是 固定不变的,能否确定其重心的位里就是解决这类问题的关键,顺便指出的是匀称质量分布的规章物体常以重心的位置来确定物体的重力势能此题初态的重心位置不在滑轮的顶点,由于滑轮很小,可视作对折 来求重心,也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能至于零势能参考面可任 意选取,但以系统初末态重力势能便于表示为宜( 2)此题也可以用等效法求解,铁链脱离滑轮时重力势能削减,等效为一半铁链至另一半下端时重 力势能的削减,然后利用 EP= EK求解,留给同学们摸索第 5 机械能守恒定律的应用一、应用机械能守恒定律解题的
35、基本步骤( 1)依据题意选取争论对象(物体或系统)( 2)明确争论对象的运动过程,分析对象在过程中的受力情形,弄清各力做功的情形,判定机械能是否 守恒( 3)恰当地选取零势面,确定争论对象在过程中的始态和末态的机械能( 4)依据机械能守恒定律的不同表达式列式方程,如选用了增(减)量表达式,( 3)就应成为确定过程 中,动能、势能在过程中的增减量或各部分机械能在过程中的增减量来列方程进行求解规律方法1、机械能守恒定律与圆周运动结合工2、机械能守恒定律的敏捷运用物体在绳、杆、轨道约束的情形下在竖直平面内做圆周运动,往往相伴着动能,势能的相互转化,如机械 能守恒,即可依据机械能守恒去求解物体在运动中
36、经过某位里时的速度,再结合圆周运动、牛顿定律可求解相关的运动学、动力学的量第6功能问题的综合应用一、功能关系1能是物体做功的本事也就是说是做功的根源功是能量转化的量度到底有多少能量发生了转化,用 功来量度,二者有根本的区分,功是过程量,能是状态量2 我们在处理问题时可以从能量变化来求功, 也可以从物体做功的多少来求能量的变化. 不同形式的能在转化过程中是守恒的3、功和能量的转化关系合外力对物体所做的功等于物体动能的增量 W合=Ek2 一 Ek1(动能定理)只有重力做功(或弹簧的弹力)做功,物体的动能和势能相互转化,物体的机械能守恒;重力功是重力势能变化的量度, 即 WG= EP 重 一( EP
37、 末一 EP 初 =EP 初 一 EP 末弹力功是弹性势能变化的量度,即:W弹 一 EP 弹一( EP 末一 EP 初 =E P 初一 EP 末除了重力,弹力以外的其他力做功是物体机械能变化的量度,即:W其他 =E 末 一 E 初一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度,即:f S 相 Q 电场力功是电势能变化的量度,即:W E=qU=一 E =-E 末 一 E 初)=E 初一 E 末分子力功是分子势能变化的量度4、对绳子突然绷紧, 物体间非弹性碰撞 碰撞后两物体粘在一起、有滑动摩擦力做功等的过程中肯定有机械能缺失;名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页
38、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载二、能的转化和守恒能量既不能凭空产生,也不能凭空消逝,它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能,或者从一个物体转移到另一个物体,能的总量保持不变;1应用能量守恒定律的两条思路:(1)某种形式的能的削减量,肯定等于其他形式能的增加量体能量的增加量2摩擦力做功的过程能量转化的情形3用能量守恒定律解题的步骤( 2)某物体能量的削减量,肯定等于其他物(滑动摩擦力、静摩擦力做功特点)确定争论的对象和范畴,分析在争论的过程中有多少种不同形式的能(包括动能、势能、内能、电能等)发生变化找出削减的能并求总的削减量 E减,找出增加的能并求总
39、的增加量 E增由能量守恒列式, E 减= E 增;代入已知条件求解求功方法 单位: J ev=1.9 10-19J 度=kwh=3.6 10 6J 1u=931.5Mev 力学 :W = Fs cos 适用于恒力功的运算 懂得正功、零功、负功功是能量转化的量度W= Pt PWFSFv 功率:pW在 t 时间内力对物体做功的平均功率 P = FvtttF 为牵引力 ,不是合外力; V 为即时速度时 ,P 为即时功率 .V 为平均速度时 ,P 为平均功率 .P 肯定时 ,F与 V 成正比)动能:EK1mv2p2重力势能 Ep = mgh 凡是势能与零势能面的挑选有关 222m动能定理 : 外力对物
40、体所做的总功等于物体动能的变化增量 公式: W 合= W合W 1+ W2+ +Wn= Ek = Ek2 一 Ek1 = 1mV221mV122W合 为外力所做功的代数和W 可以不同的性质力做功 既为物体所受合外力的功;外力既可以有几个外力同时作用,也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用:功是能量转化的量度 最易忽视 主要形式有:惯穿整个高中物理的主线“ 功是能量转化的量度”这一基本概念含义懂得;重力的功 - 量度 - 重力势能的变化物体重力势能的增量由重力做的功来量度:WG= - EP,这就是势能定理;与势能相关的力做功特点 : 如重力 ,弹力 , 分子力 ,电场力它们做功与路径无关 ,只与
41、始末位置有关 . 除重力和弹簧弹力做功外 ,其它力做功转变机械能;这就是机械能定理;只有重力做功时系统的机械能守恒;电场力的功 -量度 - 电势能的变化分子力的功 -量度 - 分子势能的变化名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载合外力的功 - 量度 - 动能的变化;这就是动能定理;摩擦力和空气阻力做功W=fd 路程E 内能 发热 一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功,用来量度该过程系统由于摩擦而减小的机械能,也就是系统增加的内能;f d=Q( d 为这两个物体间相对移动的路程);. 热学: E=Q+W(热力学第肯定律)电学:W ABqU AB F电 d E=qEdE动能 导致电势能转变 WQU UIt I2Rt U2t/R Q I2Rt E=IR+r=u外+u 内=u 外+Ir P 电源 t =uIt+E 其它 P 电源=IE=I U +I2Rt磁学 :安培力功W F 安d BILd 内能 发热 BBLVLdB2L2VdRR光学: 单个光子能量Eh 一束光能量E总 Nh N 为光子数目 光电效应Ekm1mv2h W 0跃迁规律: h =E末-E初辐射或吸取光子m2原子: 质能方程: E