第五章机械能.ppt

1、 功和功率：1、功：功的计算公式：做功的两个不可缺少的因素：（1）力；（2）在力的方向上发生的位移；功是标量、是过程量。注意：当=时，W=0。例如：线吊小球做圆周运动时，线的拉力不做功；当 时，力对物体做负功，也说成物体克服这个力做了功（取正值）2、功率：定义：文字表述：_；公式表示：_；物理意义：_；国际单位：_；其他单位：1千瓦=1000瓦特。其他计算公式：平均功率_；瞬时功率_。额定功率是发动机正常工作时的最大功率；实际输出功率小于或等于额定功率。重力势能和弹性势能：1、重力势能：（1）重力做功的特点：重力对物体做的功只跟起点和终点的位置有关，而跟物体的运动的路径无关。（2）重力势能的定

2、义：文字表述：_；公式表示：_性质：重力势能是标量、状态量、相对量。当物体位于所选择的参考平面（零势面）的上方（下方）时，重力势能为正直（负值）。但重力势能的差值与参考平面的选择无关。重力势能属于物体和地球组成的系统。（3）重力势能与重力做功的联系：重力做的功等于物体的重力势能的减小，即WG=mgh1mgh2；如重力做负功，即mgh10时，EK2 EK1，动能增大；当W0时，EK2 EK1 动能减小；当W=0时 EK2=EK1 动能不变。注意：（1）功和能是两个不同的概念，但相互之间有密切的联系，这种联系体现于动能定理上，外力对物体做的总功等于物体动能的增量，一般来说，不是等于物体动能的本身。

3、（2）外力对物体所做的总功等于物体受到的所有外力的功（包括各段的运动过程）的代数和。（3）适用对象：适用于单个物体。机械能守恒定律：内容：_；条件：只有重力（或弹力）做功，其他力不做功。这里的弹力指研究弹性势能的物体（如弹簧）的弹力，不是指通常的拉力、推力。不能误认为“只受重力（弹力）作用”。表达式：E2=E1。注意：（1）研究对象是系统；（2）分清初、末状态。推导：应用等量转换法，根据动能定理 WG=EK2-EK1 推出 EK2+EP2=EK1+EP1重力做功与重力势能的关系 WG=EP1-EP2（即E1=E2）本章专题剖析本章专题剖析1、功的计算方法：（1）W=FScos，该方法主要适用于

4、求恒力的功；（2）W=Pt，该方法主要适用于求恒定功率时牵引力做功；（3）用动能定理求功，如果我们所研究的多个力中，只有一个力是变力，其余的都是恒力，而且这些恒力所做的功比较容易计算，研究对象本身的动能增量也比较容易计算时，用动能定理就可以求出这个变力所做的功；（4）利用功是能量转化的量度求，如果物体只受重力和弹力作用，或只有重力或弹力做功时，满足机械能守恒定律。如果求弹力这个变力做的功，可用机械能守恒定律来求解。【例题2】质量为4000kg的汽车，由静止开始以恒定的功率前进，它经秒的时间前进425m，这时候它达到最大速度15m/s。假设汽车在前进中所受阻力不变，求阻力为多大。分析：汽车在运动

5、过程中功率恒定，速度增加，所以牵引力不断减小，当减小到与阻力相等时速度达到最大值。汽车所受的阻力不变，牵引力是变力，牵引力所做的功不能用功的公式直接计算。由于汽车的功率恒定，汽车功率可用P=Fv求，速度最大时牵引力和阻力相等，故P=Fvm=fvm，所以汽车的牵引力做的功为W汽车=Pt=fvmt根据动能定理有：W汽车fs=mvm2/2，即fvmtfs=mvm2/2代入数值解得：f=6000N。2、机械能守恒定律的应用应用机械能守恒定律的基本思路：应用机械能守恒定律时，相互作用的物体间的力可以是变力，也可以是恒力，只要符合守恒条件，机械能就守恒。而且机械能守恒，只涉及物体系的初、末状态的物理量，而

6、不须分析中间过程的复杂变化，使处理问题得到简化。应用的基本思路如下；（1）选取研究对象-物体系或物体。（2）根据研究对象所经历的物理过程，进行受力，做功分析，判断机械能是否守恒。（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解。【例题3】在距离地面20m高处以15m/s的初速度水平抛出一小球，不计空气阻力，取g10m/s2，求小球落地速度大小。取地面为参考平面，抛出时小球具有的重力势能Ep1mgh，动能为落地时小球的重力势能为，动能为根据机械能守恒定律E2=E1，得Mgh+=落地时小球的速度大小为v=25m/s221mvytrwersmm423221