1、功机械能复习课,存在于相互作用的物体间，决定于物体间的相对位置。,势能,功,做功的过程就是能量转化的过程。 做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移。 功是标量过程量（做功需要经历一个过程）。 某力对物体所做的功，与物体的运动形式、物体所受的其它力无关。 力的方向与位移的方向一致时，W=Fl，其中F为力的大小，l为位移的大小。,W=Flcosa（只适用于恒力做功） W=Fcosal=Flcosa 其中：W为某力对物体所做的功 F为该力的大小 l为位移的大小 a为该力的方向与位移方向间的夹角,求恒力的功,注意： 公式W=FScosa中，S为F的作用点移动的距离。,正功与负功,功的正负既
2、不表示方向又不表示大小，表示性质。 某力对物体做负功，可说成：物体克服该力做了功（取绝对值）。,W合=W总=W1+W2+W3+ （W1，W2，W3自带正负号）,总功与合力的功,功率P： 单位时间内所做的功，表示做功的快慢。 额定功率： 在正常条件下，可以长时间工作的最大功率。 若实际功率大于额定功率，对发动机有害， 只允许持续很短的时间，而且要尽量避免。,功率,求平均功率的公式,瞬时功率,求瞬时功率的公式：,P某时某力的功率 F此时该力的大小（F可以是变力） v此时的速率 a此时该力与速度间的夹角,注意：1. P=FV为瞬间关系式2. P一定时，V减小，F增大3. 汽车上坡时，换用低速挡，以获
3、 得较大牵引力4. 高速火车、汽车、轮船需要大功 率发动机,发动机的功率即牵引力的功率：P=FV,平直公路上，汽车以恒定功率P启动（设阻力恒为f）,开始时，速度V小，牵引力F大，故Ff,当牵引力减到F=f时， a=0，速度达到最大值 Vm=P/f (若P恒为 P额，则Vm=P额/f），此 后开始匀速运动。,平直公路上，汽车以加速度a匀加速启动（设阻力恒为f）,P=FV=(f+ma)at，可见Pt PP额 匀加速过程持续时间 t,匀加速过程的速度V不会超过P额/（f+ma),P增到P额后，开始定功率运行,当F=f时，速度达最大值 Vm=P额/f，此后开始匀速运动。,P刚增到P额时，加速度仍为a，
4、牵引力仍为f+ma,平直公路上，汽车以加速度a匀加速启动（设阻力恒为f）,重力对物体做的功跟物体运动的路径无关， 只跟物体的初、末位置有关。 *重力所做的功等于重力的大小乘初、末位 置的高度差（正、负号视情况而定）。,重力做功的特点,重力做功与重力势能,把mgh叫做重力势能，用EP表示。EP =mgh（重力势能为标量、状态量） 物体的重力势能等于它所受重力的大小与所处高度的乘积。WG=EP1-EP2=-EP （EP1=mgh1为初势能，EP2=mgh2为末势能）在某一过程中，重力对物体所做的功等于物体的重力势能的减少（即增量的相反数）。,重力势能的相对性,物体的高度是相对于某一水平面（参考平面
5、）而言的。 重力势能也是相对于某一水平面（参考平面）而言的。 在参考平面，高度为零，物体的重力势能为零；参考平面可任意选取，常取地面为参考平面。 重力势能的数值与参考平面的选取有关，而重力势能的差值（或变化）与参考平面的选取无关。EP=mgh 重力势能的正负表示大小。,势能是系统所共有的,重力势能是地球与物体所组成的系统所共有的 “物体具有重力势能”是通俗的说法,弹性势能,发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，因而具有弹性势能。 当弹簧的长度为原长时，弹簧没有形变，规定其弹性势能为0。弹簧被拉伸（或压缩）后，就具有弹性势能。,拉力做功与弹性势能的关系,做功的过程就是能量转化的过
6、程，要探究弹 性势能的表达式，可先分析拉力做功。,W：将弹簧从原长开始拉长l的过程中，拉力 所做的功 E弹：弹簧的伸长量为l时，弹簧所具有的弹 性势能所以：,怎样计算拉力做的功,（将变力做功化为恒力做功）,弹性势能的表达式,* F-l图线下的面积表示功！,弹性势能的表达式,探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系的思路,实验装置(见教材P70） 当小车质量Mm时，小车所受的拉力Fmg。车的位移L可从纸带测出。力对小车所做的功W=FL。 小车分别在1条、2条、3条同样的橡皮筋的作用下弹出（使每次实验中橡皮筋拉伸的长度保持一致），则橡皮筋的功可记为W0、2W0、3W0 小车获得的速度可以
7、由纸带和打点计时器测出 以“W0”为单位，作出W-V图象,注意事项,1.为了保证拉力的功或橡皮筋的功为总功， 必须平衡摩擦力； 2. 用橡皮筋将小车弹出时，如何测量V： 选用纸带上代表匀速运动的那段进行测量； 3.操作橡皮筋时， 必须是同样的橡皮筋、同样的拉伸量。,数据处理,如果认为W可能与V2成正比，怎样检验？可以作出W-V2图象，再看W-V2图象是否为一条过原点直线。,注意：动能是标量、状态量（动能对应于某一时刻）,动能,末动能,动能增量,初动能,在某一过程中，合力对物体所做的功等于物体在 这一过程中的动能的增量。 物体受变力作用或做曲线运动时动能定理也适用。,动能定理,注意：,动能增量可
8、正可负 用动能定律解题的优点：不涉及加速度和时间,动能与势能的相互转化,通过重力或弹力做功，动能与势能可以相互转化。,机械能守恒定律,如果只有重力做功（只受重力、除重力外其他力抵消、不做功或W非G =0），则： W总=WG=EK2-EK1 WG=EP1-EP2 EK2+EP2=EK1+EP1 即：末了总机械能等于初始总机械能 在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变机械能守恒定律。,只需考虑运动的初状态和末状态， 不必考虑运动过程的中间细节。,应用机械能守恒定律解决问题的优点：,验证机械能守恒定律实验原理,实验装置 P79 研究对象 ：自由落体 在纸带上选
9、取A、B两点，测出AB间距离h，则从A落到B重物的重力势能减少mgh，研究纸带可测出VA、VB，则从A落到B重物的动能增加mVB2/2-mVA2/2 看mgh是否等于mVB2/2-mVA2/2，即可验证机械能是否守恒。,注意事项,减小阻力： 计时器的两限位孔应在同一竖线上，所选重物应当体积小、密度大，应选用电火花计时器。 取测量点： 去掉开头比较密集的点，让所取两点的间距适当大些； 或者让初速为零（选取第1、2两点相距约2mm的纸带）。,能量守恒定律,源于：永动机的不可能性各种自然现象之间的相互联系与转化人们总结出：能量守恒定律能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从
10、一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。,能源和能量的耗散,煤炭和石油资源是有限的 能源短缺和环境恶化关系到人类社会能否持续发展的大问题 燃料燃烧时一旦把自己的热量释放出来，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用能量的耗散。（宏观过程具有方向性） 能量耗散表明：能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变为不便于利用的了。,计算物体的重力势能时，要看重心的高度。 作用力与反作用力的功无必然联系。 PG=mgVy 学会用功能关系、能量守恒观点分析问题。 速度最大时，a=0 摩擦力做功与路径有关，重力、弹力做功与路径无关。 功是能量转化的量度。,补充知
11、识,若牵引力F的功率恒为P，F为变力，F的功 W=Pt 用动能定理解题时，一定要先确定研究对象 和研究过程（确定初、末状态和位移），对 研究对象进行受力分析。 可用动能定理求变力做功。,补充知识,对于多物体系统的复杂过程，可对各物体的各过程，分别运用动能定理。 Wf= - f S路程 若机械能守恒，则动能的增量=势能的减少（或动能的减少等于势能的增量）。 系统的机械能守恒的条件：系统与外界没有能量交换，系统内无机械能与非机械能相互转化。方程：系统总势能的减少=系统总动能的增加。,补充知识,求物体在某一时刻的重力势能，可分段求出各部分的势能，再累加。 若两物体构成的系统机械能守恒，则一个物体的机械能的增量=另一个物体的机械能的减少。 摩擦生热Q=fL相 系统内参与转化的能量只有机械能和内能时，Q=系统总机械能的减少。,补充知识,
