015第五章机械能.doc

第二篇机械能、曲线运动、万有引力与航天第一部分知识结构图第二部分概念、公式与定律第一章机械能一、概念与公式：1、动能：=1\*GB2⑴概念：物体由于运动而具有的能量。=2\*GB2⑵动能公式：即物体的动能等于它的质量跟它的速度平方的乘积的一半。=3\*GB2⑶动能是标量，在国际单位制中，动能的单位是焦耳（J）。2、势能：⑴势能的概念：相互作用的物体间，由其相对位置所决定的能量。⑵势能和种类：有重力势能和弹性势能等。重力势能：地球与地球附近的物体之间由于重力的作用而是有的势能。弹性势能：物体发生弹性形变时，由于其各部分间存在弹力的相互作用的是有的势能。⑶重力势能：公式Ep=mgh①表示物体的重力势能等于物体的质量、重力加速度和它所处的高度三者的乘积。②根据功是能量转化的量度，也可以看做是外力把物体举高了h，外力做功W=mgh全转化成物体的重力势能，即Ep=mgh。③重力势能是标量。在国际单位制中，它的单位跟功的单位相同：焦耳（J）。④说明：重力势能公式Ep=mgh中的h表示高度，用来表示物体所在的位置，是个状态量，是由规定的高度零点（如地面）开始量度的，向上为正；而自由落体公式中的h表示自由下落物体的位移，是个过程量，是由起始位置开始量度的，向下为正，二者不能混为一谈。⑤重力做功的特点：重力对物体所做的功只跟起点和终点的位置有关，而跟物体运动路径无关。⑥重力做功和重力势能的变化：重力做正功,势能减少；重力做负功，势能增加。重力做多少功，就改变多少重力势能。其数学表示式为W=－△＝－，式中、分别表示初态和终态的重力势能。a重力做正功时，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；重力做负功时，重力势能增加，增加的重力势能等于克服重力所做的功．即重力做多少功，重力势能就改变多少．b重力做功只跟初末位置的高度有关，跟物体运动的路径无关，即W=mg△h。3、功：⑴功的概念：一个物体在力的作用下，如果在力的方向上发生一段位移，我们就说这个力对物体做了功。这里特别强调：力和在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。⑵功的公式：⑶功是标量，它没有方向。⑷功的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号J。⑸功的正负：当时F做正功，当时F不做功，当时F做负功。⑹什么叫克服阻力做功：=1\*GB3①力对物体做负功时，通常也可说成是物体克服阻力做功。如刹车时摩擦力对汽车做负功，意味着汽车克服摩擦力做功；重力对竖直上抛物体做负功，意味着物体克服重力做功，计算物体克服某个力所做的功时，其值要取绝对值。=2\*GB3②另一种是外力克服阻力做功。如我们把一个质量为m的物体匀速举高时。我们必须用一个与物体所受到力G=mg大小相等、方向相反的外力，克服重力做功，物体被举高为h时，外力克服重力所做的功为W=mgh。⑺一对作用力和反作用力做功的特点：①一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零。②一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。⑻关于摩擦力或介质阻力做功的特点：摩擦力做功的大小是摩擦力与所作用的物体在力的方向上通过的路程，而非位移。⑼在两个接触面上因相对滑动而产生的热量：Q=Ffs相对，其中Ff滑为滑动摩擦力，s相对为接触物的相对位移。4、功率：⑴功率的概念：功率是表示物体（施力物）做功快慢的物理量，表示了单位时间内，施力物做功的多少。是用功与完成这些功所用时间的比值表示。⑵功率的公式：该式表示了在某一段时间t内物体做功的平均功率。当力的方向和位移的方向一致时，上式中的W=Fs，则：重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。说明：当力F与物体运动方向相同时，根据P=Fv，在功率一定的情况下，力越大，速度就越小，如汽车从平地开始上坡时，在保持发动机功率不变的条件下，需换档降低速度以增大牵引力。在力大小不变时，功率越大，速度越大，如在竖直方向上匀速吊起重物，起重机输出功率越大，起吊速度就越大。保持速度不变时，功率越大，力越大，如汽车上坡时，要保持速度不变，就需要通过加大油门增大牵引功率进而增大牵引力。⑶功率的单位：在国际单位制中，功率的单位是瓦特,符号：W。1W=1J/s除了“W”这个单位以外，技术上常用“千瓦”（kW）做功率的单位。5、额定功率：任何一个动力机器，它的功率都是有一定的限制的，这就是该机器的额定功率，额定功率都要在铭牌上标明，机器工作时受额定功率的限制。而机器功率的发挥是可以人为控制的。如汽车可通过控制给油的多少（油门），确定功率的大小。但功率不管如何改变，功率的最大值是额定功率。6、实际功率：机械实际工作的功率。7、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形