機械能守恒定律基本知識點匯總

一、功1概念：一個物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生了一段位移，這個力就對物體做了功。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功是標量，但它有正功、負功。某力對物體做負功，也可說成“物體克服某力做功”。5功是一個過程所對應的量，因此功是過程量。6功僅與F、S 、有關，與物體所受的其它外力、速度、加速度無關。7幾個力對一個物體做功的代數(shù)和等于這幾個力的合力對物體所做的功。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.與普通自行車相比，電動自行車騎行更省力。下表為某一品牌電動自行車的部分技術參數(shù)。在額定輸出功率不變的情況下，質(zhì)量為60Kg的人騎著此自行車沿平直公路行駛，所受阻力恒為車和人總重的0.04倍。當此電動車達到最大速度時，牽引力為 N,當車速為2s/m時，其加速度為 m/s2(g=10m m/s2) 規(guī)格后輪驅(qū)動直流永磁鐵電機車型14電動自行車額定輸出功率200W整車質(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）9物體在合外力作用下做直線運動的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） （平均功率或瞬時功率）3單位：瓦特W4分類：額定功率：指發(fā)動機正常工作時最大輸出功率實際功率：指發(fā)動機實際輸出的功率即發(fā)動機產(chǎn)生牽引力的功率，P實P額。5分析汽車沿水平面行駛時各物理量的變化，采用的基本公式是P=Fv和F-f =ma6 應用：（1）機車以恒定功率啟動時，由（為機車輸出功率，為機車牽引力，為機車前進速度）機車速度不斷增加則牽引力不斷減小，當牽引力時，速度不再增大達到最大值，則。（2）機車以恒定加速度啟動時，在勻加速階段汽車牽引力恒定為，速度不斷增加汽車輸出功率隨之增加，當時，開始減小但仍大于因此機車速度繼續(xù)增大，直至時，汽車便達到最大速度，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。在起重機將質(zhì)量m=5103 kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上作勻加速直線運動，加速度a=0.2 m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運動。取g=10 m/s2,不計額外功。求：(1)起重機允許輸出的最大功率。(2)重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間和起重機在第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的汽車在t0時刻速度v010m/s，隨后以P6104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進，經(jīng)72s達到最大速度，設汽車受恒定阻力，其大小為2.5103N。求：（1）汽車的最大速度vm；（2）汽車在72s內(nèi)經(jīng)過的路程s。三、重力勢能1定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。2公式：3參考面a重力勢能為零的平面稱為參考面；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，重力勢能無意義，不能說重力勢能大小如何選取不同的參考面，物體具有的重力勢能不同，但重力勢能改變與參考面的選取無關。4標量，但有正負。重力勢能為正，表示物體在參考面的上方；重力勢能為負，表示物體在參考面的下方；重力勢能為零，表示物體在參考面上。5單位：焦耳（J）6重力做功特點：物體運動時，重力對它做的功只跟它的初、末位置有關，而跟物體運動的路徑無關。7、重力做功與重力勢能變化的關系 （1）物體的高度下降時，重力做正功，重力勢能減少，重力勢能減少的量等于重力所做的功；（2）物體的高度增加時，重力做負功，重力勢能增加，重力勢能增加的量等于物體克服重力所做的功。（3）重力勢能變化只與重力做功有關，與其他力做功無關。四、彈性勢能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能，稱之為彈性勢能。2 彈力做功與彈性勢能的關系 當彈簧彈力做正功時，彈簧的彈性勢能減小，彈性勢能變成其它形式的能；、當彈簧的彈力做負功時，彈簧的彈性勢能增大，其它形式的能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。這一點與重力做功跟重力勢能變化的關系相似。3勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量叫勢能，勢能是系統(tǒng)所共有的。五、動能1概念：物體由于運動而具有的能量，稱為動能。2動能表達式：3動能定理（即合外力做功與動能關系）：4理解：在一個過程中對物體做的功，等于物體在這個過程中動能的變化。做正功時，物體動能增加；做負功時，物體動能減少。動能定理揭示了合外力的功與動能變化的關系。4適用范圍：適用于恒力、變力做功；適用于直線運動，也適用于曲線運動。5應用動能定理解題步驟：a確定研究對象及其運動過程b分析研究對象在研究過程中受力情況，弄清各力做功c確定研究對象在運動過程中初末狀態(tài)，找出初、末動能d列方程、求解。例5. （09年全國卷）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的速率分別為A和 B和C和 D和六、機械能1機械能包含動能和勢能（重力勢能和彈性勢能）兩部分，即。2機械能守恒定律:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變，即 ； K =P1=2。3機械能守恒條件:做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對系統(tǒng)不做功。能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換。4運用機械能守恒定律解題步驟：a確定研究對象及其運動過程b分析研究對象在研究過程中受力情況，弄清各力做功，判斷機械能是否守恒c恰當選取參考面，確定研究對象在運動過程中初末狀態(tài)的機械能d列方程、求解。例6：質(zhì)量為m的物體，從靜止開始以3g/4的加速度豎直向下運動了h米，以下判斷正確的是： （ ）A物體的重力可能做負功 B物體的重力勢能一定減少了3mgh/4 C物體的重力勢能增加了mgh D物體的機械能減少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的簡諧運動，當物體振動到最高點時，彈簧正好為原長。則物體在振動過程中 ( )A物體在最低點時的彈力大小應為2mgB彈簧的彈性勢能和物體動能總和不變C彈簧的最大彈性勢能等于2mgAD物體的最大動能應等于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始下滑，然后沿圓形軌道運動。要求物塊能通過圓形軌道的最高點，且在該最高點與軌道間的壓力不能超過5mg（g為重力加速度）。求物塊初始位置相對于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。 例9.（2007年理綜全國卷20）假定地球、月球都靜止不動，用火箭從地球沿地月連線發(fā)射一探測器。假定探測器在地球表面附近脫離火箭。用W表示探測器從脫離火箭處到月球的過程中克服地球引力做的功，用Ek表示探測器脫離火箭時的動能，若不計空氣阻力，則（ ） A. Ek必須大于或等于W，探測器才能到達月球 B. Ek小于W，探測器也可能到達月球 C. Ek1/2 W，