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第七章 机械能守恒定律
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第1~2节 追寻守恒量——能量 功
一、能量
1.势能相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2.动能
(1)定义:物体由于运动而具有的能量。
(2)决定因素:由物体的速度和质量共同决定。物体的运动速度越大,质量越大,它的动能就越大。
二、功
1.做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上发生的位移。
2.定义:力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦这三者的乘积。
3.单位:焦(J),。
4.公式。其中是力的方向与位移的方向的夹角。
对的两种理解∶一种是力乘以物体在力的方向上发生的位移;另一种是在位移方向上的力乘以位移。
5.判断功的正负的三种方法
适用范围
判断方法
常用于恒力做功的判断
根据力和位移方向之间的夹角判断
常用于判断质点做曲线运动时变力做功的情况
根据力和瞬时速度方向的夹角判断,夹角为锐角时做正功,夹角为钝角时做负功,夹角为直角时不做功
常用于判断两个相联系的物体内力做功的情况
根据功能关系或能量守恒定律进行判断,若有能量转化,则应有力做功
三、功的计算方法
1.恒力的功直接利用计算。
2.合力的功
(1)合力做的功等于各力做功的代数和。即
(2)先求出物体受到的合力,再由求解,但应注意应为合力与位移的夹角,在运动过程中保持不变。
(3)利用动能定理
3.变力的功
(1)用动能定理或功能关系(功是能量转化的量度)求解。
(2)将变力的功转化为恒力的功求解
①当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力做的功等于力和路程(不是位移)的乘积,如滑动摩擦力、空气阻力做功。
②作出变力随位移变化的图象,图线与横轴所夹的“面积”即为变力所做的功。
③当变力的功率一定时,可用求功。
第3节 功率
一、功率
1.定义功和完成这些功所用时间的比值。
2.公式:
,为时间内的平均功率。
, 为平均速度,则为平均功率
为瞬时速度,则为瞬时功率
3.单位瓦()。。
4.物理意义:反映力做功快慢的物理量。
5.公式中,的对应关系
(1)同时性:三个量中任意一个物理量都是可以变化的,但应用时,三者一定对应于同一时刻。
(2)同体性:是对应于同一物体的三个物理量。
(3)同向性:应用的前提条件是同向,否则要应用计算。
二、汽车启动的两种方式
1.以恒定的功率启动
(1)v-t图象如