高三物理第七单元 机械能人教版知识精讲.docVIP

高三物理第七单元 机械能人教版 【同步教育信息】 一. 本周教学内容 第七单元 机械能 二. 知识结构 机械能 三. 知识要点 1. 功的概念： （1）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。 （2）公式：（是F与S的夹角） （3）功是标量，没有方向，但有正负。 2. 功率 （1）定义：功跟完成这些功所用时间的比值叫功率，功率是表征物体做功快慢的物理量。 （2）公式：， （3）功率是标量 * 关于功的几点说明： ① 作用力与反作用力的功：作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功。不要认为作用力与反作用力大小相等，方向相反，就一定是作用力，反作用力，它们的功，数值相等，一正一负。 ② 总功：总功等于合外力的功或总功等于各力做功的代数和。 3. 动能定理 （1）动能：物体由于运动而具有的能叫动能。，标量 * 动能是状态量，也是相对量，因为v是瞬时速度且与参照系的选择有关。 （2）动能定理：合外力所做的功等于物体动能的变化。 （3）对动能定理的理解 ① 动能定理的计算式是标量式，v和S是相对同一参考系的式中只涉及动能和功，无其他能。 ② 动能定理的研究对象是单一物体，或是可以看成单一物体的物体系。 ③ 动能定理适用于物体的直线运动，也适用于曲线运动，适用于恒力做功，也适用于变力做功。力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分段作用。 只要求出在作用过程中各力做功的多少和正负即可。 以上分析都是动能定理解题的优越性所在。 4. 功能关系 （1）能及其本性质 （2）功和能的关系 做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化，所以功是能量转化的量度。 （3）常用的几种功能关系 ① ② ③ ④ 一对滑动摩擦力做功之和量度摩擦产生的内能，即（L为相对滑动的距离） 5. 机械能守恒定律 （1）机械能：物体动能和势能统称为机械能 （2）重力势能：地球上的物体具有跟它的高度有关的能量叫重力势能 * 重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加即重力做功等于势能增量的负值。 （3）弹性势能：由于发生弹性形变而具有的能。 6. 机械能守恒定律 （1）在只有重力（或系统内弹力）做功的情形下，物体的重力势能（或弹性势能）和动能之间发生相互转化，但总的机械能保持不变。 即 （2）机械能守恒的条件 只有重力做功机械能守恒（对物体来说） 对于系统来说，外力中只有重力做功，内力中内力做功代数和为零，则系统的机械能守恒。 * 我们还可以用做功来判断，或用能量转化来判定机械能守恒。 四. 规律与技巧 1. 机车的两种特殊运动 （1）以恒定功率起动 （2）以恒定的牵引力起动 2. 功能关系的几种表达方式 3. 摩擦力做功与能量转化 4. 机械能守恒条件与动量守恒条件的比较 5. 应用机械能守恒定律的基本思路 【典型例题】 [例1] 两个互相垂直的力、作用在同一物体上使物体运动，物体通过一段位移时，力、对物体做功分别为、，则、的合力对物体做功为（ ） A. B. C. D. 解析：因为功为标量，所以计算功有两种方法： （1）先求合力，再用求功，本题、大小不知道，故不宜用功的定义式求解。 （2）合力对物体做的功等于各个力对物体做功的代数和，即。故本题答案为A。本题易错选C（误把功当矢量，进行矢量合成）。 点评：功和冲量都是过程量。功是力对位移的累积，冲量是力对时间的累积；前者是标量，后者是矢量，若冲量为零，则功一定为零；功为零，冲量不一定为零。 [例2] 如图1所示，小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上，，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力（ ） A. 垂直于接触面,做功为零。 B. 垂直于接触面,做功不为零。 C. 不垂直于斜面,做功为零。 D. 不垂直于斜面,做功不为零。 图1 解析：小物块在下滑过程中受到斜面所给的支持力，此力垂直于斜面如图2所示，物块对地位移，由于方向与斜面不平行，所以物块所受支持力与物块位移方向不垂直，由此可知，支持力做功不为零。 图2 点评：中为对地位移，应根据实际情况进行分析。在本题中，斜面对物体的支持力与位移并不垂直。 [例3] 汽车发动机的功率为，若其总质量为吨，在水平路面上行驶时，受到恒定阻力，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？ 解析： （1）当汽车达最大速度时，，即，则 （2）由牛顿第二定律