機(jī)械能守恒定律基本知識(shí)點(diǎn)匯總

一、功1概念：一個(gè)物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。功是能量轉(zhuǎn)化的量度。 2條件：. 力和力的方向上位移的乘積3公式：W=F S cos 4功是標(biāo)量，但它有正功、負(fù)功。某力對(duì)物體做負(fù)功，也可說(shuō)成“物體克服某力做功”。5功是一個(gè)過(guò)程所對(duì)應(yīng)的量，因此功是過(guò)程量。6功僅與F、S 、有關(guān)，與物體所受的其它外力、速度、加速度無(wú)關(guān)。7幾個(gè)力對(duì)一個(gè)物體做功的代數(shù)和等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功。即W總=W1+W2+Wn 或W總= F合Scos 8 合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W=Flcos求出合外力的功。方法2：先求出各個(gè)分力的功，合外力的功等于物體所受各力功的代數(shù)和。例1. （09年上海卷）46.與普通自行車(chē)相比，電動(dòng)自行車(chē)騎行更省力。下表為某一品牌電動(dòng)自行車(chē)的部分技術(shù)參數(shù)。在額定輸出功率不變的情況下，質(zhì)量為60Kg的人騎著此自行車(chē)沿平直公路行駛，所受阻力恒為車(chē)和人總重的0.04倍。當(dāng)此電動(dòng)車(chē)達(dá)到最大速度時(shí)，牽引力為 N,當(dāng)車(chē)速為2s/m時(shí)，其加速度為 m/s2(g=10m m/s2) 規(guī)格后輪驅(qū)動(dòng)直流永磁鐵電機(jī)車(chē)型14電動(dòng)自行車(chē)額定輸出功率200W整車(chē)質(zhì)量40Kg額定電壓48V最大載重120 Kg額定電流4.5A例2. （09年廣東理科基礎(chǔ)）9物體在合外力作用下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的v一t圖象如圖所示。下列表述正確的是A在01s內(nèi)，合外力做正功B在02s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C在12s內(nèi)，合外力不做功D在03s內(nèi)，合外力總是做正功二、功率1概念：功跟完成功所用時(shí)間的比值，表示力(或物體)做功的快慢。2公式：（平均功率） （平均功率或瞬時(shí)功率）3單位：瓦特W4分類(lèi)：額定功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)最大輸出功率實(shí)際功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率即發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生牽引力的功率，P實(shí)P額。5分析汽車(chē)沿水平面行駛時(shí)各物理量的變化，采用的基本公式是P=Fv和F-f =ma6 應(yīng)用：（1）機(jī)車(chē)以恒定功率啟動(dòng)時(shí)，由（為機(jī)車(chē)輸出功率，為機(jī)車(chē)牽引力，為機(jī)車(chē)前進(jìn)速度）機(jī)車(chē)速度不斷增加則牽引力不斷減小，當(dāng)牽引力時(shí)，速度不再增大達(dá)到最大值，則。（2）機(jī)車(chē)以恒定加速度啟動(dòng)時(shí)，在勻加速階段汽車(chē)牽引力恒定為，速度不斷增加汽車(chē)輸出功率隨之增加，當(dāng)時(shí)，開(kāi)始減小但仍大于因此機(jī)車(chē)速度繼續(xù)增大，直至?xí)r，汽車(chē)便達(dá)到最大速度，則。例3（09年四川卷）23.(16分)圖示為修建高層建筑常用的塔式起重機(jī)。在起重機(jī)將質(zhì)量m=5103 kg的重物豎直吊起的過(guò)程中，重物由靜止開(kāi)始向上作勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，加速度a=0.2 m/s2，當(dāng)起重機(jī)輸出功率達(dá)到其允許的最大值時(shí)，保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運(yùn)動(dòng)。取g=10 m/s2,不計(jì)額外功。求：(1)起重機(jī)允許輸出的最大功率。(2)重物做勻加速運(yùn)動(dòng)所經(jīng)歷的時(shí)間和起重機(jī)在第2秒末的輸出功率。例3. （09年上海物理）20（10分）質(zhì)量為5103 kg的汽車(chē)在t0時(shí)刻速度v010m/s，隨后以P6104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn)，經(jīng)72s達(dá)到最大速度，設(shè)汽車(chē)受恒定阻力，其大小為2.5103N。求：（1）汽車(chē)的最大速度vm；（2）汽車(chē)在72s內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程s。三、重力勢(shì)能1定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢(shì)能。2公式：3參考面a重力勢(shì)能為零的平面稱(chēng)為參考面；b選?。涸瓌t是任意選取，但通常以地面為參考面若參考面未定，重力勢(shì)能無(wú)意義，不能說(shuō)重力勢(shì)能大小如何選取不同的參考面，物體具有的重力勢(shì)能不同，但重力勢(shì)能改變與參考面的選取無(wú)關(guān)。4標(biāo)量，但有正負(fù)。重力勢(shì)能為正，表示物體在參考面的上方；重力勢(shì)能為負(fù)，表示物體在參考面的下方；重力勢(shì)能為零，表示物體在參考面上。5單位：焦耳（J）6重力做功特點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)它做的功只跟它的初、末位置有關(guān)，而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。7、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系 （1）物體的高度下降時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力勢(shì)能減少的量等于重力所做的功；（2）物體的高度增加時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，重力勢(shì)能增加的量等于物體克服重力所做的功。（3）重力勢(shì)能變化只與重力做功有關(guān)，與其他力做功無(wú)關(guān)。四、彈性勢(shì)能1概念：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力的相互作用具有勢(shì)能，稱(chēng)之為彈性勢(shì)能。2 彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系 當(dāng)彈簧彈力做正功時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能變成其它形式的能；、當(dāng)彈簧的彈力做負(fù)功時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能增大，其它形式的能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能。這一點(diǎn)與重力做功跟重力勢(shì)能變化的關(guān)系相似。3勢(shì)能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢(shì)能，勢(shì)能是系統(tǒng)所共有的。五、動(dòng)能1概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量，稱(chēng)為動(dòng)能。2動(dòng)能表達(dá)式：3動(dòng)能定理（即合外力做功與動(dòng)能關(guān)系）：4理解：在一個(gè)過(guò)程中對(duì)物體做的功，等于物體在這個(gè)過(guò)程中動(dòng)能的變化。做正功時(shí)，物體動(dòng)能增加；做負(fù)功時(shí)，物體動(dòng)能減少。動(dòng)能定理揭示了合外力的功與動(dòng)能變化的關(guān)系。4適用范圍：適用于恒力、變力做功；適用于直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。5應(yīng)用動(dòng)能定理解題步驟：a確定研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程b分析研究對(duì)象在研究過(guò)程中受力情況，弄清各力做功c確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初末狀態(tài)，找出初、末動(dòng)能d列方程、求解。例5. （09年全國(guó)卷）20. 以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物體。假定物塊所受的空氣阻力f大小不變。已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為A和 B和C和 D和六、機(jī)械能1機(jī)械能包含動(dòng)能和勢(shì)能（重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能）兩部分，即。2機(jī)械能守恒定律:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變，即 ； K =P1=2。3機(jī)械能守恒條件:做功角度：只有重力或彈力做功，無(wú)其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對(duì)系統(tǒng)不做功。能量角度：首先只有動(dòng)能和勢(shì)能之間能量轉(zhuǎn)化，無(wú)其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒(méi)有與外界的能量交換。4運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題步驟：a確定研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過(guò)程b分析研究對(duì)象在研究過(guò)程中受力情況，弄清各力做功，判斷機(jī)械能是否守恒c恰當(dāng)選取參考面，確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中初末狀態(tài)的機(jī)械能d列方程、求解。例6：質(zhì)量為m的物體，從靜止開(kāi)始以3g/4的加速度豎直向下運(yùn)動(dòng)了h米，以下判斷正確的是： （ ）A物體的重力可能做負(fù)功 B物體的重力勢(shì)能一定減少了3mgh/4 C物體的重力勢(shì)能增加了mgh D物體的機(jī)械能減少mgh/4 例7. 如圖所示，彈簧下面掛一質(zhì)量為m的物體，物體在豎直方向上作振幅為A的簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體振動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，彈簧正好為原長(zhǎng)。則物體在振動(dòng)過(guò)程中 ( )A物體在最低點(diǎn)時(shí)的彈力大小應(yīng)為2mgB彈簧的彈性勢(shì)能和物體動(dòng)能總和不變C彈簧的最大彈性勢(shì)能等于2mgAD物體的最大動(dòng)能應(yīng)等于mgA答案：AC例8. 如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開(kāi)始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。要求物塊能通過(guò)圓形軌道的最高點(diǎn)，且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過(guò)5mg（g為重力加速度）。求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。 例9.（2007年理綜全國(guó)卷20）假定地球、月球都靜止不動(dòng)，用火箭從地球沿地月連線(xiàn)發(fā)射一探測(cè)器。假定探測(cè)器在地球表面附近脫離火箭。用W表示探測(cè)器從脫離火箭處到月球的過(guò)程中克服地球引力做的功，用Ek表示探測(cè)器脫離火箭時(shí)的動(dòng)能，若不計(jì)空氣阻力，則（ ） A. Ek必須大于或等于W，探測(cè)器才能到達(dá)月球 B. Ek小于W，探測(cè)器也可能到達(dá)月球 C. Ek1/2 W，