文档介绍：机械能及其守恒定律
动能:物体由于运动而具有的能量
势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量
基本概念
动能和势能如何定量的量度?
功
1、做功的不可缺因素
①力F
②力F方向上发生位移x
2、功的计算式
W=Flcosα
3、适用条件
一般适用恒力
4、正功和负功
正负由α决定
注意!功是标量,正负不是表示它的方向。
一个力对物体做负功,往往说成物体克服这个力做功(取绝对值)
例1、如图所示,质量为m、初速为v0的小木块,在桌面上滑动。动摩擦因数为μ,求木块停止滑动前摩擦力对木块和桌面所做的功。
例2、如图所示,图线表示作用在做直线运动的物体上的合外力与物体运动距离的对应关系,物体开始时处于静止状态,则当物体在外力的作用下,运动30m的过程中,外力对物体做的功之和多少?
W=2πLF
例3、磨杆长为L,在杆端施以与杆垂直且大小不变的力F,如图所示,求绕轴转动一周过程中力F所做的功。
F
O
功率
1、不同物体对同一个物体做功时,快慢不一定相同。在物理学中,描述做功快慢的物理量叫功率。
2、功率定义式及单位
(2)瓦特(W)、千瓦(kW)
(1)定义式:
(3)功率有正负
3、额定功率和实际功率
(1)额定功率意义:机器在正常条件下可以长时间工作的最大功率
(2)一般情况下实际功率小于额定功率
交通工具的(如汽车)发动机实际输出的功率由油门大小控制,因此有:
P实< P额
P实> P额
P实= P额
4、功率与速度
W=Flcosα
P=Fvcosα
(1)功率与速度关系式
(2)对交通工具的牵引力
牵引力与速度方向夹角为0º ,
cosα=1
故:P=Fv
5、平均功率、瞬时功率
(1)平均功率
(2)瞬时功率
P=Fv
6、交通工具、起重机械
(1)功率P一定时,牵引力F与速度v成反比
汽车上坡时如何增大牵引力?
(2)汽车的两种起动方式
①汽车的以额定功率起动
②汽车的匀加速起动
重力势能
Ep=mgh
重力做正功,重力势能减小;重力做负功重力势能增加。
△Ep=-WG
重力势能的相对性
(1)重力势能的正负表示大小
(2)选择不同的零势能点(面),不同点的势能不同,但物体在某两点间的重力势能的变化与零势能的选择无关。
动能、动能定理
1、动能
(1)定义:
(2)相对性:Ek的数值与参照物的选择有关。
(3)动能只有大小没有方向,总大于零,是标量;是状态量
2、动能定理
所有力在一个过程中对物体所做的总功(代数和)等于物体在这个过程中动能的变化。
注意点:
①位移、速度应相对同一参照系
②不涉及加速度、时间时优选动能定理
③变力问题、曲线运动问题,优选动能定理
例5、质量为4kg的铅球,,求沙坑对铅球的平均阻力(g=10m/s2).
机械能守恒定律
1、机械能
(1)定义:动能和势能的总和叫机械能
(2)E=Ek+EP+E弹
(3)机械能的变化:ΔE=E2- E1
ΔE=ΔEk+ΔEP+ΔE弹
2、机械能守恒定律
E2= E1
(2)守恒的条件
(1)
只有重力、弹力做功的物体系统,动能、重力势能和弹性势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
除重力、弹力外,其他力做功的代数和为0。