高中物理专题复习之机械能

第七章 机械能守恒定律运动

§7-1 能量 & 功 & 功率

一、能量的转化和守恒

1.能量的物理意义:一个物体如果具备了对外做功的本领,我们就说这个物体具有能量。能量是状态量,是标量,与物体的某一状态相对应。能量的表现形式多种多样,如动能、势能等。

2.能量守恒与转化定律:能量只能从一种形式转化成另一种形式,或从一个物体转移到另一个物体,但能的总量保持不变,这就是能量守恒和转化定律。

二、功

1.概念:如果一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,则这个力就对物体做了功。

2.公式:W=FLcosθ(F为该力的大小,L为力发生的位移,θ为位移L与力F之间的夹角)。

注:功仅与F、L、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 3.单位:焦耳,简称“焦”,符号J。

4.标量:但它有正功、负功。功的正负表示能量传递的方向,或表示动力做功还是阻力做功,即表示做功的效果。

5.物理意义:功是能量转化的量度。功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。 6.合力的功:①总功等于各个力对物体做功的代数和; ②总功等于合外力所做的功:W总=F合Lcosθ。 7.判断力F做功的情况的方法: ①利用公式W=FLcosθ来判断:

?当??[0,)时,即力与位移成锐角,力做正功,功为正

2?当??时,即力与位移垂直,力不做功,功为零

2?当??(,?]时,即力与位移成钝角,力做负功,功为负

2②看物体间是否有能量的转化或转移:

若有能量的转化或转移,则必定有力做功。此方法常用于两个相互联系的物体。

三、功率

1.概念:描述力对物体做功快慢的物理量。 2.公式:P?WP?F?cos?。 (定义式),适用于任何情况,P顺?F?顺cos?,t3.单位:瓦特,简称“瓦”,符号W。

4.标量:功率表示功的变化率,是一种频率,只有大小,没有方向。

5.分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率,电器的铭牌上写的功率即为额定功率;

实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。

6.机械效率:输入功率:机器工作时,外界对机器做功的功率。 输出功率:极其对外做功的功率。 机械效率:??7.机车的两种启动方式:

启动方式 过 程 分 阶段一:v??F?P??a?F?F阻? vm恒定功率启动 阶段一:a?F?F阻不变?F不变?v??P?F?v?,直到mP输出P输入.

恒定加速度启动 析 阶段二:F?F阻?a?0?P?F?vm?F阻?vm P=P额=F·vm’。 阶段二:v??F?P额??a?F?F阻?. vm阶段三:F?F?a?0?v?v?P额。 m阻P阻以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的运动规律 做加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图中的OA段)→以vm做匀速直线运动(对应下图中AB段) OA段,t?v'm)→做加速度减小的变加速直0a线运动(对应下图中的AB段)→以vm做匀速直线运动(对应下图中的BC段) v v-t 图像 v B vm vm’ t O A vm O A B C t1 t0 t1 t

§7-2 重力做功 & 重力势能 & 弹性势能

一、重力做功

1.特点:重力做的功由重力大小和重力方向上发生的位移(数值方向上的高度差)决定。

2.公式:WG=mg·Δh。

3.注意:重力做功与物体的运动路径无关,只决定于运动初始位置的高度差。

二、重力势能

1.定义:物体由于位于高处而具有的能量。

2.表达式:Ep=mgh[h为物体重心到参考平面的竖直高度],单位J。 3.影响因素:物体的质量m和所在的高度h。 4.标量:正负不表示方向。

重力势能为正,表示物体在参考面的上方;重力势能为负,表示物体在参考

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