机械能守恒定律的知识架构

《机械能守恒定律的知识架构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械能守恒定律的知识架构（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、机械能守恒定律的知识架构 一、功 1、意义：是力对空间（位移）的积累效应。 2、数值：功=“力”“力的方向上的位移” =“位移方向上的分力”“位移” 即 cosFsW 3、正、负功：由的大小决定。表示“动力功” 、 “阻力功” ；表示“能量增加” 、 “能量减少” 。力对物体做负功，也叫做物体克服这个力做功（取绝对值） 。 4、总功：“总功”=“合力功” =“各分力功的代数和” =“动能的增量” 即 knEWWWsFW 21cos合总二、功率： 1、意义：表示力做功的快慢。 2、数值：功率 = 单位时间内做的功 =“力”“力的方向上的速度” =“速度方向上的分力”“速度”即cosFvtWP3、

2、平均功率与瞬时功率：上式计算的一般是平均功率，当为瞬时速度时计算的是瞬时功v 率。 4、机车启动的两种方式： （1）以恒定功率启动：)(1fvP mamafFFvP 由于 m、P、f 为定值，所以机车做加速度减小的加速运动，最大速度为： 。fPvm（2）以恒定加速度启动：由知，当 m、f 一定时，要 a 恒定，则 F 为恒mfFa力。匀加速运动过程中，由知，。 FvP Pv当后，即机车做加速度减小mPP aFv的加速运动，最大速度为： 。fPvm匀加速运动的时间为：fFFPm avtmt /三、能 1、意义：反映物体做功的本领。 2、基本形式：机械能、内能、电能、光能、核能和化学能等。 3、机

3、械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。四、功和能的关系 1、基本关系：功的过程量，能是状态量。功是能的转化的量度EW 2、具体关系： （1）动能定理：合外力对物体做的功，等于物体动能的增加量。即 12KKkEEEW合（2）重力做功与重力势能变化的关系：重力做功等于重力势能减少的量。即21PPpGEEEW（3）机械能守恒定律：在只有重力和弹簧弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互 转化，但机械能的总量保持不变。即，当时，即GWW合2112PPKKEEEEPKEE或，即2211PKPKEEEE21EE 或BAEE（4）功能原理：除重力（和弹簧弹力）之外的其他的力做的功等于物体机械能的增加

4、。即机合其他）（EEEEEWWWpkPKG（5）功能关系：一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和必为负数，其绝对值等于滑动摩 擦力的大小与相对位移的大小的乘积，也等于摩擦产生的热量（即系统增 加的内能） 。即摩擦生热/ffWWsfQ机械能复习（例题部分）机械能学案（一）机械能学案（一）例 1、某汽车的额定功率为 P，在很长的水平直路上从静止开始行驶，则下列说法正确 的是： A汽车在很长时间内都可以维持足够大的加速度而做匀加速直线运动 B汽车可以保持在一段时间内做匀加速直线运动 C任何一段时间内做匀加速运动，则汽车刚达到额定功率时，速度也达到最大值 D任何时间内汽车都不可能做匀加速运动例2、如图所

5、示，在匀加速向左运动的车厢中，一人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止，则下列结论正确的是（ ）A人对车厢做正功 B人对车厢做负功C人对车厢不做功 D无法判断例 3、一个人站在船头，按图中（a） （b）两种情况用同样大小的拉力拉绳，设船的质 量相同，水的阻力不计，从静止开始在相同的时间 t 内。 （t 时间内，a 图中的小船为碰岸， b 图中的两小船未相遇） ，两种情况下人所做的功分别为 Wa和 Wb，在 t 时间内人拉绳做功的 平均功率分别为 Pa和 Pb，则有：（ ）AWaWb，PaPb BWa=Wb，Pa=PbCWaPb例 4、以 20m/s 的水平速度从离地 45m 高处抛出一质

6、量为 1kg 的物体，不计空气阻力， 则第 2s 内重力做功为 J，第 2s 末重力的瞬时功率为 W。 例5、如图所示，升降机内斜面的倾角 =300，质量 M=2kg 的物体始终与斜面相对静止， 当升降机以加速度 a=2m/s2从静止开始竖直向上运动 4s，求这段时间内物体所受各力及合力 对物体做的功。例 6、汽车的质量为 50t，额定功率为 75KW，在水平长直路面上从静止开始沿直线行驶， 设行驶过程中受到恒定的阻力 f 为重力的 0.01 倍。 （1）求汽车所能达到的最大速度 v1； （2）若汽车从一开始即以加速度 0.05m/s2做匀加速直线运动，求汽车能保持匀加速直线运 动的最长时间

7、t；汽车经时间 t 以后，加速度和速度分别怎样变化？ （3）当机车速度达 45km/h 时，加速度是多大？例7、如图所示，一物块从图中斜面上的 A 点由静止滑下，又在水平面上滑行一段距离， 接着滑上右边斜面并停于 B 点。若各处的动摩擦因数都相等，又测得 AB 连线与水平面的夹角为，证明动摩擦因数。tg例 8、总质量为 M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为 m，中途脱节， 司机发觉时，机车已行驶了 L 的距离，于是立即关闭油门。设运动的阻力与重量成正比，机 车牵引力恒定，当列车两部分都停止时，它们的距离是多少？例 9、在工厂的流水线上安装有水平传送带，用水平传送带传送工件，可大

8、大提高工作 效率。水平传送带以恒定速率 v=2m/s 运送质量为 m=0.5kg 的工件，工件都是以 v0=1m/s 的 初速从 A 位置滑上传送带。工件与传送带之间的动摩擦因数为 =0.2，每当前一个工件在传 送带上停止相对滑动时，后一个工件立即滑上传送带取 g=10m/s2求： （1）工件经多长时间停止相对滑动； （2）在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离；（3）摩擦力对每个工件做的功； （4）每个工件与传送带之间因摩擦而产生的热量。机械能学案（二）机械能学案（二）例 1、一个质量为 1Kg 的物体被人用手由静止开始向上提升 1m。这时物体的速度为2m/s，则下列结论中错误的是A手对物

9、体做功 12J B合外力对物体做功 12JC合外力对物体做功 2J D物体克服重力做功 10J例 2、以 30m/s 的初速度竖起直向上抛出一个物体，在高于抛出点 m 处，其重力 势能 2 倍于动能。若物体在运动过程中动能 2 倍于重力势能时，它的速度是 m/s（取抛出点所在平面为参考平面）例 3、质量为 m 的小球，沿固定在竖直平面内的光滑圆轨道内侧做圆周运动，经最高点 时不脱离轨道的最小速度为 v，今若使小球以 2v 的速度以过最高点，求小球在最高点与最低 点时对轨道的压力大小之比例 4、如图所示，物体以 100J 的初动能从斜面的底端向上运动，当它通过斜面上的 M 点时，其动能减少了 8

10、0J，机械能减少了 32J。如果物体能从斜面上返回底端，则物体到达 底端时动能为多少 J？例 5、从 H 高处由静止释放一球，运动过程中，受大小不变的阻力 f 作用，若小球质量 为 m，碰地过程中无能量损失，则小球与地面碰 n 次后反弹的高度是多少？小球从释放直至 停止弹跳所通过的总路程为多大？例 6、如图所示，一倾角为 300的光滑斜面固定在水平面上，两个质量分别为 m1和m2的物体通过跨过光滑的定滑轮相连，不计滑轮的质量。使 m1从离地sin21gmgm为 h 高处由静止释放，设 m1落地后保持静止，斜面足够长，求物体在斜面上向上运动的最 大距离。例 7、如图所示，用长为 的细绳悬挂一质量

11、为的小球，再把小球拉到 A 点，使悬线lm与水平方向成 300角，然后松手。问小球运动到悬点正下方 B 点时悬线中的张力多大？例 8、如图半径为 r，质量不计的圆盘盘面与地面垂直，圆心处由一个垂直盘面的光滑 水平固定轴 O，在盘的最右边缘固定一个质量为 m 的小球 A，在 O 点的正下方离 O 点 r/2 处 固定一个质量也为 m 的小球 B，放开盘让其自由转动，问： （1）当 A 球转到最低点时，两小球的重力势能之和减少了多少？ （2）A 球转到最低点时的线速度是多少？ （3）在转动过程中半径 OA 向左偏离竖直竖直方向的最大角度是多少？例 9、质量分别为 m 的两块相同的钢板，用轻弹簧相连

12、直立在水平面上，如图所示，上 面的钢板平衡时，弹簧的压缩量为 x。一质量也为 m 的物块从 钢板上方 A 处自由落下，打在钢板上并立即粘在一起向下运动， 设振动过程中物块和钢板始终没脱离。今欲使物块和钢板在振 动过程中恰能将下端钢板提离地面，试问物块下落时的初位置 A 离上面钢板的初始位置 h 是多大？机械能复习（作业部分）机械能作业（一）机械能作业（一）1、关于摩擦力做功，下列叙述中正确的是 （ ） A静摩擦力一定不做功 B滑动摩擦力一定做负功 C静摩擦力和滑动摩擦力都可能做正功 D在物体的总位移为零的过程中，滑动摩擦力做的总功一定为零2、物体在恒定的合力 F 作用下作直线运动，在时间内速度

13、由 0 增加到 v，在时间内1t2t速度由 v 增加到 2v设 F 在内做的功是，冲量是；在内做的功是，冲量是1t1W1I2t2W，则下列关系正确的是 （ ）2IA， B，21II 21WW 21II 21WW C， D，21II 21WW 21II 21WW 3、如图所示，人站在自动扶梯的水平台阶上，假定沿扶梯一起加速上升，在这个过程中， 人脚所受的摩擦力为： （ ） A等于零，对人不做功 B水平向左，对人做负功 C水平向右，对人做正功 D沿斜面向上，对人做正功4、设在平直公路是以正常速度行驶的自行车所受的阻力为车重的 0.02 倍，则骑车人的功率 最接近于 （ ） A10-3KW B0.1

14、KW C1KW D0.01KW 5、关于汽车在水平公路上运动，下列说法正确的是： （ ） A汽车启动后以额定功率行驶，在速率没达到最大以前，加速度是在不断增大的 B汽车启动后以额定功率行驶，在速率没达到最大以前，加速度是在不断减小的 C汽车以最大速率行驶后，若减小速度，可减小牵引功率行驶 D汽车以最大速率行驶后，若再减小牵引力，速度率一定减小 6、原在水平公路上做匀速直线运动的汽车，从某时刻起，牵引力 F 和阻力 f 的大小随时间 变化的规律如图所示，则汽车发动机输出功率随时间变化的关系应如图中哪一个所示？ （ ）7、质量为 m 的物体被细线牵引，在光滑的水平面上做匀速圆周运动，拉力为 F 时转动半径 为 r，当拉力增大到 8F 时，物体仍做匀速圆周运动，其转动半径为 r/2，则拉力对物体做的 功为 （ ）A4Fr B C DFr21Fr74Fr238、关于运动物