高一物理讲义5.doc

机械能 本次复习内容：第七章第1节第2节第3节 知识点： 功 定义：物体受到力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说力对物体做了功。 做功的因素：力和物体在力的方向上的位移 公式： (a为F和s之间的夹角)，适用于恒力做功 功是标量，只有大小，没有方向，但有正负 当时，W0, 力对物体做正功 当时，W0，力对物体做负功，也就是说物体克服这个力做功（取绝对值）。 当时，W=0，力对物体不做功。 单位：焦耳（J） 关于功的计算： 恒力做功 由图，假设物体匀速运动了一段水平位移s，那么怎么计算力F所做的功呢？理解的方法有两种： 先计算力F在位移方向的分力，再用公式， 先计算位移s在力方向的分位移，再用公式， 多个力做功 先由平行四边形法则计算出各个分力的合力，再由公式，为 与位移s的夹角。 先计算出各个分力做的功，总功为各个分力功的代数和。 变力做工 说明： 对于重力、弹簧弹力做功问题：它们的功与路径无关，只与始末位置有关（或者是位移） 对于滑动摩擦力、空气阻力：与物体运动的方向有关，因此与路程有关，而不是与位移有关 ② ③F-s图（力—位移图），那么图中所围的面积即为该力所做的功 ④若某力做功的功率P一定，那么该力在t内做的功为W=Pt ⑤可由动能定理求出变力做功。 功率 定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率。 公式： ① 此式为平均功率，若功率一直不变，则为瞬时功率。 ② 若v为瞬时速率，则为瞬时功率。 额定功率和实际功率 额定功率：发动机正常工作时的最大功率，机器工作时，必须受到额定功率的限制。 实际功率：发动机实际输出的功率，可以小于额定功率。 关于机车（类似的交通工具）的启动 机车的启动： 机车正常行驶时，实际功率应该小于等于额定功率 计算公式：，F为机车的牵引力（注意：此时并不指合外力），v为瞬时速度。 机车启动的方式：恒定功率启动和匀加速启动 以恒定功率启动： 过程： 计算最大速度：a=0，F=f, 机车以恒定加速度启动： 匀加速直线运动 → 加速度变小的变加速运动 → 匀速运动 求最大速度： 机车在匀加速运动中达到最大速度时， 变加速直线运动 速度从增加到 此时，a=0， 习题 例1. 例2. 例3. 例4. 例5.如图所示，恒力F拉绳使物体A在水平地面上产生位移s，恒力的方向与水平方向成角，求此过程中恒力对物体所做的功。 注意：对于滑轮模型受力情况，本题用到多次作用力与反作用力，用到绳子的拉力性质。重点在分析模型受力情况。 答案： 例6.物体静止在光滑水平面上，先对物体施加一水平向右的恒力,经过时间t后撤去，立即再对它施加一水平向左方向的恒力，又经过时间t，物体回到出发点，在这一过程中，、分别对物体做功分别为什么关系？ 【解】 假设位移为s 第一个过程： 第二个过程： 即： 例7.汽车发动机的功率为60kW, 若其总质量为5t,在水平地面上行驶时，其受阻力恒定为5000N，试求：(1)汽车所能达到的最大速度；（2）若汽车以的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？ 【解】（1）先确定模型---以恒定功率启动 当达到最大速度时，a=0 （2）确定模型---以恒定加速度启动 牵引力 加速度 当达到匀加速运动最大速度时， 匀加速度阶段最大速度 所需时间 第七章 机械能 t t F 速度v增大 牵引力F=P/v, 减小 减小 当F=f时，a=0. 速度v最大 保持匀速运动 加速度减小的变加速运动 匀速直线运动 t v F不变，a不变 V变大 P=Fv 变大 当时，P最大；此时a仍为定值 P一定，v仍在增加 减小 减小 当F=f时，a=0, 此时v达到最大 保持匀速运动 v