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机械能 一、知识网络 基本概念定义物理意义表示功力与力方向上位移的乘积力对空间（位移）的积效果W=F·s cosα功率 功与做功对应时间的比值做功的快慢P==F·v·动能 由于运动具有的能反映物体处于某运动的快慢时所具有能的多少Ek=mv2重力势能地球上物体具有的与高度有关的能反映物体处于某相对高度时具有能的多少EB=mgh弹性势能由于发生弹性形变具有的能反映弹性形变物体储藏的势能及对外做功的能力大小EB= kx2机械能动能和势能（重力势能和弹性势能）统称机械能反映机械运动中对外做功能力的大小E机＝Ｅk＋Ｅp 基本规律内容适用条件表示 动能定理外力对物体所做总功等于物体的能的变化量不管恒力、变力做功；不管直线、曲线运动都适用W总=Ek2-Ek1 =mv22-mv21机械能守恒定律只有重力做功，物体机械能守恒只有重力做功才适用E初=E末能的转化和守恒定律能量既不能凭空产生，也不能无影无踪的消失，不同形式的能量在相互转化中守恒整个自然界，整个宇宙普遍适用E=C（常数）或 △E=0 概念 1、功： ⑴功的概念：一个物体在力的作用下，如果在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。这里特别强调：力和在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。 ⑵功的公式：力对物体所做的功（W）、等于力的大小（F）、位移的大小（s）、力的方向和位移方向间的夹角的余弦三者的乘积。 ⑶功是标量：功是由力的大小和位移的大小确定的，它没有方向，是个标量， ⑷功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号J。1J就1N的力使物体在力的方向上发生1m位移所做的功。 （请注意千万不要把力矩的单位与功的单位相混淆） ⑸功的正负：当时F做正功，当时F不做功，当时F做负功。 ⑹什么叫克服阻力做功： 力对物体做负功时，通常也可说成是物体克服阻力做功。如刹车时摩擦力对汽车做负功，意味着汽车克服摩擦力做功；重力对竖直上抛物体做负功，意味着物体克服重力做功，计算物体克服某个力所做的功时，其值要取绝对值。 另一种是外力克服阻力做功。如我们把一个质量为m的物体匀速举高时。我们必须用一个与物体所受到力G=mg大小相等、方向相反的外力，克服重力做功，物体被举高为h时，外力克服重力所做的功为W=mgh。 ⑺一对作用力和反作用力做功的特点： ①一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。 ②一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。 ⑻关于摩擦力或介质阻力做功的特点：摩擦力做功的大小是摩擦力与所作用的物体 在力的方向上通过的路程，而非位移。 ⑼在两个接触面上因相对滑动而产生的热量：Q=f滑s相对，其中f滑为滑动摩擦力，s相对为接触物的相对位移。 2、功率： ⑴功率的概念：功率是表示物体（施力物）做功快慢的物理量，表示了单位时间内，施力物做功的多少。是用功与完成这些功所用时间的比值表示。 ⑵功率的公式： 该式表示了在某一段时间t内物体做功的平均功率。当力的方向和位移的方向一致时，上式中的W=Fs，则： 重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。 ⑶功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特。 1瓦特=1焦耳/秒，符号：1W=1J/s 除了“瓦”这个单位以外，技术上常用“千瓦”（KW）做功率的单位。 ⑷公式P=Fv 中三个物理量的相依关系： 当力F与物体运动方向相同时，P=Fv，在功率一定的情况下，力越大，速度就越小，如汽车从平地开始上坡时，在保持发动机功率不变的条件下，需换档降低速度以增大牵引力。在力大小不变时，功率越大，速度越大，如在竖直方向上匀速吊起重物，起重机输出功率越大，起吊速度就越大。保持速度不变时，功率越大，力越大，如汽车从平路转入上坡时，要保持速度不变，就需要加大油门增大牵引功率以增大牵引力。 ⑸注意区别P=、P=Fvcosα、P=Fv三个公式的适用范围： 对P=，P是时间t内的平均功率；对P=Fvcosα，若v是瞬时速度，P是瞬时功率，若v是平 均速度，P是平均功率；对P=Fv，F与v必须同方向，功率P与速度对应，即瞬时速度对应瞬时 功率，平均速度对应平均功率。 ⑹额定功率：任何一个动力机器，它的功率都是有一定的限制的，这就是该机器的额定功率，额定功率都要在铭牌上标明，机器工作时受额定功率的限制。而机器功率的发挥是可以人为控制的。如汽车可通过控制给油的多少（油门），确定功率的大小。但功率不管如何改变，功率的最大值是额定功率。 ⑺关于机车的两种起动方式：⑷汽车的两种加速问题。当汽车从静止开始沿水平面加速运动时，有两