第二部分 考点6 机械能（课件+word）-2020高考物理【步步高】大二轮专题复习与增分策略（江苏）

考点6　机械能 考试说明 内容 要求 说明 9.功和功率 Ⅱ 10.动能　动能定理 Ⅱ 11.重力势能 Ⅱ 12.弹性势能 Ⅰ 弹性势能的表达式不作要求 13.机械能守恒定律及其应用 Ⅱ 14.能量守恒 Ⅰ 功 1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功． 2．必要因素：力和物体在力的方向上发生的位移． 3．物理意义：功是能量转化的量度． 4．计算公式 (1)恒力F的方向与位移l的方向一致时：W＝Fl. (2)恒力F的方向与位移l的方向成某一夹角α时：W＝Flcos α. 5．功的正负 (1)当0≤α<时，W>0，力对物体做正功． (2)当<α≤π时，W<0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功． (3)当α＝时，W＝0，力对物体不做功． 变力功的分析与计算 方法 以例说法 应用动能定理[来源:学§科§网Z§X§X§K] 　用力F把小球从A处缓慢拉到B处，F做功为WF，则有：WF－mgL(1－cos θ)＝0，得WF＝mgL(1－cos θ) 微元法 　质量为m的木块在水平面内做圆周运动，运动一周克服摩擦力做功Wf＝Ff·Δx1＋Ff·Δx2＋Ff·Δx3＋…＝Ff(Δx1＋Δx2＋Δx3＋…)＝Ff·2πR 等效转换法 　恒力F把物块从A拉到B，绳子对物块做功W＝F·(－) 平均力法 　弹簧由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中，克服弹力做功 W＝·(x2－x1) 图象法 　一水平拉力F0拉着一物体在水平面上运动的位移为x0，图线与横轴所围面积表示拉力所做的功，W＝F0x0 功率 1．定义：功与完成这些功所用时间的比值． 2．物理意义：描述力对物体做功的快慢． 3．公式： (1)P＝，描述时间t内力对物体做功的快慢． (2)P＝Fv ①v为平均速度，则P为平均功率． ②v为瞬时速度，则P为瞬时功率． ③当力F和速度v不在同一直线上时，可以将力F分解或者将速度v分解． 动能定理 1．内容：在一个过程中合力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化． 2．表达式：W＝ΔEk＝Ek2－Ek1＝mv22－mv12. 3．物理意义：合力的功是物体动能变化的量度． 4．适用条件：[来源:Zxxk.Com] (1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动． (2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功． (3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以分阶段作用． 如图1所示，物块沿粗糙斜面下滑至水平面；小球由内壁粗糙的圆弧轨道底端运动至顶端(轨道半径为R)．[来源:学科网ZXXK] [来源:学§科§网Z§X§X§K] 图1 对物块有WG＋Wf1＋Wf2＝mv2－mv02 对小球有－2mgR＋Wf＝mv2－mv02 机械能守恒定律 1．内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变． 2．机械能守恒的判断 (1)只有重力做功时，只发生动能和重力势能的相互转化．如自由落体运动、抛体运动等． (2)只有系统内弹力做功，只发生动能和弹性势能的相互转化．如在光滑水平面上运动的物体碰到一个弹簧，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒． (3)只有重力和系统内弹力做功，只发生动能、弹性势能、重力势能的相互转化．如自由下落的物体落到竖直的弹簧上，和弹簧相互作用的过程中，对物体和弹簧组成的系统来说，机械能守恒． (4)除受重力(或系统内弹力)外，还受其他力，但其他力不做功，或其他力做功的代数和为零．如物体在沿斜面向下的拉力F的作用下沿斜面向下运动，其拉力的大小与摩擦力的大小相等，在此运动过程中，其机械能守恒． 3．机械能守恒表达式 几种常见的功能关系及其表达式 力做功 能的变化 定量关系 合力的功 动能变化 W＝Ek2－Ek1＝ΔEk 重力的功 重力势能变化 (1)重力做正功，重力势能减少 (2)重力做负功，重力势能增加 (3)WG＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 弹簧弹力的功 弹性势能变化 (1)弹力做正功，弹性势能减少 (2)弹力做负功，弹性势能增加 (3)W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2 只有重力、弹簧弹力做功 机械能不变化 机械能守恒，ΔE＝0 除重力和弹簧弹力之外的其他力做的功 机械能变化 (1)其他力做多少正功，物体的机械能就增加多少 (2)其他力做多少负功，物体的机械能就减少多少 (3)W其他＝ΔE 一对相互作用的滑动摩擦力的总功 机械能减少 内能增加 (1)作用于系统的一对滑动摩擦力一定做负功，系统内能增加 (2)摩擦生热 Q＝Ff·x相对 能量守恒定律 1．内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只