内容正文:
重难点
第7天 机械能
常识必背
1.做功的两个必要条件:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在力的方向上通过的距离。两者缺一不可。
2.物体不做功的三种情况:
(1)有力无距离(物体受力,但静止);
(2)有距离无力(物体由于惯性而运动);
(3)有力有距离(运动方向和力的方向垂直)。
3.功率的大小与功和做功所用的时间两个因素有关,因此做功多不一定做功快,同样,做功的时间长不一定做功慢,功率的大小要看功和做功所用时间的比值。
4.功率的计算
普遍公式
,其中P表示功率,单位是瓦特;W表示做功的多少,单位是焦耳;t表示时间,单位是秒
推导公式
注意事项
(1)P、W、t必须对应于同一段时间和同一物体;
(2)具有普遍性,不限制物体的运动状态;
(3)题目中若出现距离,则考虑公式;
(4)若出现速度,没有距离,则考虑公式P=Fv
5.动能(重力势能)的大小不仅与物体的速度大小(所处高度)有关,而且还与物体的质量大小有关。
6.机械能不守恒时,机械能与其他形式的能发生了转化,但总能量是守恒的。
7.能量之间的转化是通过做功来实现的。
易错易混
1.功与功率:功与功率是两个不同的物理量,“功”表示做功的“多少”,而“功率”则表示做功的“快慢”,“多少”与“快慢”的意义不一样,只有在做功时间相同时,做功多的就做功快;否则,做功多,不一定做功就快,即“功率”不一定就大;也就是说,功与功率跟时间这个因素有关。
2.汽车爬坡时为什么要用低速挡。由推导公式P=Fv可知,在功率一定时,速度越小,汽车获得的牵引力越大,爬坡越容易。
3.功能关系:物体做功的过程就是能的转化过程。物体做的功越多,说明某种能转化为其他形式的能越多。但是,一个物体能够做功并不是一定要做功,也不是正在做功或已经做功。
4.动能和势能之间的转化可以发生在同一物体之间,也可以发生在不同物体之间。
5.从隐含条件中判断机械能的变化情况:“光滑”“忽略空气阻力”表示无摩擦阻力做功,机械能不变;“粗糙”表示需要克服摩擦阻力做功,机械能减少。
6.做功可以改变物体的内能,机械能与内能之间发生转化。
方法必知
1.判断一个力对物体是否做功,关键要看物体是否在这个力的方向上移动一段距离,即判断做功的两个必要条件是否同时存在。可分为两个步骤:
(1)明确所判断的是哪个力(或施力物体);
(2)分析受力物体在该力的方向或反方向上是否移动了距离。
注意:克服力做功即力与物体移动方向相反。
2.求功的方法是解决力学问题的基础。
(1)公式法:对于恒力的功,通常利用功的定义式W=Fs进行计算。
(2)功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫做功率。对于一段时间内外力的功,有时可以直接利用W=Pt求出功。
3.生活中物体的重力做功的估测方法
4.比较功率的大小
功率是表示物体做功快慢的物理量,一般采用下列三种办法比较大小:
(1)在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大。
(2)在完成相同功的条件下,比较所用时间的长短,所用时间越短的物体,功率越大。
(3)做功多少和所用时间都不同的情况下,通过公式计算,然后进行比较。
5.判断一个物体的动能(势能)是否发生变化或发生了怎样的变化,首先要确定速度(所处高度)或质量这两个因素中哪一个因素是不变的,然后再根据另一个因素的变化情况来判断物体动能(势能)的变化情况。
6.机械能不守恒的情况:
(1)受到阻力作用的物体机械能不守恒。比如运动的物体受到摩擦力或空气阻力的作用,机械能就会转化为其他形式的能,机械能减小。
(2)有重力或弹力以外的力对物体做功时,机械能不守恒。比如,物体在外力作用下“匀速下落”“匀速上升”等。
真题回顾
1.(2023•连云港)下列有关功的说法正确的是( )
A.用力推车没有推动,人对车也做了功
B.足球在水平地面上滚动时重力对足球没有做功
C.运动员举起杠铃在空中静止不动时对杠铃做了功
D.学生背着书包在水平路面匀速前进时对书包做了功
2.(2023•随州)在上周的自主复习中物理课代表建议大家“回归课本”,如图是课本上的原图,针对图中情境增加条件拓展科学思维:小强用100N的力斜向上拉着总重为500N的小车使小车在水平路面上匀速前进了10m用了10s。下列说法中正确的是( )
A.这一过程中地面对小车的摩擦力一定是100N
B.这一过程中100N的拉力对小车做的功一定是1000J
C.这一过程中小车的速度为1m/s
D.这一过程中小车对地面的压力一定等于500N
3.(2023•常州)初中生小明回家上楼,用30s从一楼走到三楼,他上楼过程的功率大约为( )
A.1W B.10W C.100W D.1000W
4.(2023•福建)东南海域水质的改善,给了中华