高考物理机械能专题.doc.docx

第七章 机械能 一、基本概念 1、做功的两个必备因素是力和在力方向上的位移．而往往某些力与物体的位移不在同 一直线上，这时应注意这些力在位移方向上有无分力，确定这些力是否做功． 2、应用公式 W＝Fscosα计算时，应明确是哪个力或哪些力做功、做什么功，同时还应 注意： (1)F 必须是整个过程中大小、方向均不变的恒力，与物体运动轨迹和性质无关．当物 体做曲线运动而力的方向总在物体速度的方向上，大小不变，式中α应为0，而 s 是物体通 过的路程． (2)公式中α是 F 、s 之间夹角，在具体问题中可灵活应用矢量的分解；一般来说，物体 作直线运动时，可将 F 沿 s 方向分解；物体作曲线运动时，应将 s 沿 F 方向分解， (3)功是标量，但有正负，其正负特性由 F 与 s 的夹角α的取值范围反映出来．但必须 注意，功的正负不表示方向，也不表示大小，其意义是表示物体与外界的能量转换． (4)本公式只是计算功的一种方法，今后还会学到计算功的另外一些方法，尤其是变力 做功问题，决不能用本公式计算，那时应灵活巧妙地应用不同方法，思维不能僵化． 3、公式 P=W/t 求得的是功率的平均值。P=Fvcosα求得的是功率的瞬时值。当物体做匀 速运动时，平均值与瞬时值相等。 4、P＝Fvcosα中的α为 F 与 v 的夹角，计算时一般情况下当物体做直线运动时，可将 F 沿 v 方向与垂直 v 方向上分解，若物体作曲线运动时可将 v 沿 F 及垂直 F 的两个方向分解． 5、P＝W/t 提供了机械以额定功率做功而物体受变力作用时计算功的一种方法． 6、功和能的关系应从以下方面理解：不论什么形式的能，只要能量发生了转化，则一 定有力做功；能量转化了多少，力就做了多少功．反之，只要有力做功，则一定发生了能量 转化；力做了多少功，能量就转化了多少．所以功是能量转化的量度，但决不是能的量度． 7、功与能是不同的概念，功是一个过程的量，而能是状态量。正是力在过程中做了功， 才使始末状态的能量不同，即能量的转化．说功转化为能是错误的． 8、“运动的物体具有的能叫动能”这句话是错误的．因为运动的物体除了动能外还有势 能． 9、关于重力势能，应明确：(1)重力势能的系统性，即重力势能是物体和地球共有的， 而不是物体独有的，“物体的重力势能”是一种不够严谨的习惯说法．(2)重力势能的相对性， 势能的量值与零势能参考平面的选取有关．E =mgh 中的 h 是物体到参考平面的竖直高度．通 p 常取地面为参考平面．解题时也可视问题的方便随意选取参考平面．(3)重力势能的变化与 参考平面的选取无关，只与物体的始末位置有关． 10、重力做功的特点：(1)与路径无关，只由重力和物体始、末位置高度差决定． (2) 重力做功一定等于重力势能的改变．即 W =E -E ，当重力做正功时，重力势能减少；当重 G p1 p2 力做负功时，重力势能增加。 11、关于动能定理，要注意动能定理的表达式的等号左边是且仅是所有外力的功，等号 右边是且仅是物体动能的改变量。在列动能定理方程时，不要考虑势能及势能的变化。 12、关于机械能守恒定律应明确： (1)定律成立的条件是“只有重力做功或弹力做功”，不是“只有重力作用或弹力作用”．有 其它力作用，但其它力不做功，而只有重力做功或弹力做功时，机械能仍守恒． (2)定律表示的是任一时刻、任一状态下物体机械能总量保持不变，故可以在整个过程 中任取两个状态写出方程求解． (3)定律的表达式除了写成 E +E =E +E 外，还可写成ΔE =-ΔE ，即在任一机械能守恒 p1 p2 k1 k2 p k 的过程中，重力势能的减少(增加)一定等于动能的增加(减少)。利用ΔE =-ΔE 进行计算有 p k 时会显得简明． 13、应用机械能守恒定律解题时，只要考虑始末态下的机械能，无须顾及中间过程运动 情况的细节。因此，对于运动过程复杂、受变力作用、作曲线运动等不能直接应用牛顿运动 定律处理的问题，利用机械能守恒律会带来方便。 14、应用机械能守恒定律解题的一般步骤： (1)认真审题，确定研究对象； (2)对研究对象进行受力分析和运动过程、状态的分析，弄清整个过程中各力做功的情 况，确认是否符合机械能守恒的条件； (3)确定一个过程、两个状态(始末)，选取零势能参考平面，确定始末状态的动能、势 能值或这个过程中ΔE 和ΔE 的值； p k (4)利用机械能守恒定律列方程，必要时还要根据其它力学知识列出联立方程； (5)统一单位求解． 解题的关键是准确找出始、末状态的动能和势能的值，尤其是势能值的确定． 二、恒力做功与变力做功问题 1、恒力做功 求解恒力功的方法一般是用功的定义式 W=Fscosα，需要特别注意： （1）位移 s 的含义：是力直接作用的物体对地