| 1.功 (1)功的定義:力和作用在力的方向上通過的位移的乘積.是描述力對空間積累效應(yīng)的物理量，是過程量. 定義式:W=F·s·cosθ，其中F是力，s是力的作用點(diǎn)位移(對地)，θ是力與位移間的夾角. (2)功的大小的計(jì)算方法: ①恒力的功可根據(jù)W=F·S·cosθ進(jìn)行計(jì)算，本公式只適用于恒力做功.②根據(jù)W=P·t，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功. ③利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功，特別是變力所做的功.④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過來可求功. (3)摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算:功的大小等于力和路程的乘積. 發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對路程)，且W=Q(摩擦生熱) 2.功率 (1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是標(biāo)量.求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率. (2)功率的計(jì)算 ①平均功率:P=W/t(定義式) 表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用. ②瞬時(shí)功率:P=F·v·cosα P和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度，α為兩者間的夾角. (3)額定功率與實(shí)際功率 : 額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率. 實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長時(shí)間超過額定功率. (4)交通工具的啟動(dòng)問題通常說的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率. ①以恒定功率P啟動(dòng):機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后以最大速度v m=P/f 作勻速直線運(yùn)動(dòng)， . ②以恒定牽引力F啟動(dòng):機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F，而后開始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。 3.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能.表達(dá)式:Ek=mv2/2 (1)動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量. 4. 動(dòng)能定理:外力對物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化.表達(dá)式 (1)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況. (2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動(dòng)能定理無分量式. (3)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡捷. (4)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過程所組成，又不需要研究過程的中間狀態(tài)時(shí)，可以把這幾個(gè)物理過程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究，從而避開每個(gè)運(yùn)動(dòng)過程的具體細(xì)節(jié)，具有過程簡明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn). 5.重力勢能(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢能，EP=mgh. ①重力勢能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨(dú)具有的.②重力勢能的大小和零勢能面的選取有關(guān).③重力勢能是標(biāo)量，但有“+”、“-”之分. (2)重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差，與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān).WG =mgh. (3)做功跟重力勢能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢能增量的負(fù)值.即WG =-ΔE P . 6.彈性勢能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量. 7.機(jī)械能守恒定律 (1)動(dòng)能和勢能(重力勢能、彈性勢能)統(tǒng)稱為機(jī)械能，E=E k +E p . (2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢能(及彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變. (3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式 (4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式: ①系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E 1 等于末態(tài)的總機(jī)械能E 2 ，即E1 =E2 ②系統(tǒng)減少的總重力勢能ΔE P減 等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ΔE K增 ，即ΔE P減 =ΔE K增 ③若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能，即ΔE A減 =ΔE B增 (5)判斷機(jī)械能是否守恒的方法 ①用做功來判斷:分析物體或物體受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力或彈簧彈力做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則機(jī)械能守恒. ②用能量轉(zhuǎn)化來判定:若物體系中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒. ③對一些繩子突然繃緊，物體間非彈性碰撞等問題，除非題目特別說明，機(jī)械能必定不守恒，完全非彈性碰撞過程機(jī)械能也不守恒. 8.功能關(guān)系 (1)當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí)，物體的機(jī)械能守恒. (2)重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2 . (3)合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理) (4)除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1 |
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