1、机械能一、功与功率:1、物理量:功(W): 作用在物体上的力使物体在力的方向上位移。也可理解成在位移方向上有力的作用。做功是一个过程。 功是标量公式:W=Fs cosa式中,F 可以是单个力,也可以是合力。单位:焦耳(J)计算技巧:合外力对物体做的功等于物体所受分力所做功的代数和。功的正负取决于 F、s的夹角,也就是力的方向与位移的方向的关系,功的正负不表示方向,而是能量的转化。功率(P):单位时间内完成的功,表示做功的快慢。功率一般只是瞬时值。P=Fv 矢量积,或瞬时功率:P=Fvtcosa有时也可以求平均功率:P=W/t,单位:瓦特(W)功率是标量对于以恒定功率运动的物体当 v=vmax
2、时,物体作匀速直线运动,F=f。功的正负取决于 F、 s 的夹角,功的正负不表示方向,而是能量的转化。2、汽车启动:二、功和能的常用计算公式:功 阻力做功 重力做功 动能 Ek 重力势能 EpFscosa fs mgh 1/2 mv2 mgh(取决于参考平面)外力 F 对物体做正功,外界给物体能量,物体的能量增加,外力 F 对物体做负功,物体给外界能量,物体的能量减少,重力 G 对外界做正功,物体给外界能量,物体的势能减少,重力 G 对外界做负功,外界给物体能量,物体的势量增加,三、机械能1、机械能包括动能、重力势能和弹性是能。动能:E k= 1/2 mv2 重力势能:Ep= mgh 重力势能
3、可以为也可以为负,取决于零势能点。弹性势能:Ep= 1/2Kx2能量的转化通过做功来实现。2、动能定理:合外力(包括所有的力)对物体所做的功等于物体动能的变化。W 合 = Ekt Ek0 = 1/2 mvt2 1/2 mv02 3、机械能变化:除去重力和弹力以外的合外力所做的功等于机械能变化;当除重力和弹力之外合外力做正功时机械能增加,当除重力和弹力之外合外力做负功时机械能减少。做正功、做负功要看运动状态,除重力和弹力之外合外力与运动方向相同,做正功,机械能增加,除重力和弹力之外合外力与运动方向相反,做负功机械能减少。在这里一定要注意同一个力在不同时刻有时做正功,优势做负功。四、机械能守恒1、
4、机械能守恒定律:只有重力(或弹力)做功时,其他外力做工和为零,物体的动能与势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。应用于只受重力(弹力)运动的单个物体。计算时不要考虑中间过程。Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 1/2 mv12+ mgh 1= 1/2 mv22+ mgh2 势能包括重力势能和弹性势能五、如何分析力做功和机械能守恒1、一定要先分析物体整个运动状态过程,2、尽量把力分解成一个沿运动方向分力和一个垂直运动方向分力。3、分析机械能守恒时,一定要注意物体系统和单体的关系,整个系统守恒,单体的机械能不一定守恒;整个系统的机械能等于所有物体单体的机械能(重力势能加动能)与弹簧的弹性势能的总和。其中一个物体的机械能的变化量等于与之相互作用的另一个物体的机械能变化。