机械能

1.功

(1)做功的两个条件:作用在物体上的力.

物体在里的方向上通过的距离.

(2)功的大小:W=Fscosa功是标量功的单位:焦耳(J)

1J=1N*m

当0<=a<派/2w>0F做正功F是动力

当a=派/2w=0(cos派/2=0)F不作功

当派/2<=a<派W<0F做负功F是阻力

(3)总功的求法:

W总=W1+W2+W3……Wn

W总=F合Scosa

2.功率

(1)定义:功跟完成这些功所用时间的比值.

P=W/t功率是标量功率单位:瓦特(w)

此公式求的是平均功率

1w=1J/s1000w=1kw

(2)功率的另一个表达式:P=Fvcosa

当F与v方向相同时,P=Fv.(此时cos0度=1)

此公式即可求平均功率,也可求瞬时功率

1)平均功率:当v为平均速度时

2)瞬时功率:当v为t时刻的瞬时速度

(3)额定功率:指机器正常工作时最大输出功率

实际功率:指机器在实际工作中的输出功率

正常工作时:实际功率≤额定功率

(4)机车运动问题(前提:阻力f恒定)

P=FvF=ma+f(由牛顿第二定律得)

汽车启动有两种模式

1)汽车以恒定功率启动(a在减小,一直到0)

P恒定v在增加F在减小尤F=ma+f

当F减小=f时v此时有最大值

2)汽车以恒定加速度前进(a开始恒定,在逐渐减小到0)

a恒定F不变(F=ma+f)V在增加P实逐渐增加最大

此时的P为额定功率即P一定

P恒定v在增加F在减小尤F=ma+f

当F减小=f时v此时有最大值

3.功和能

(1)功和能的关系:做功的过程就是能量转化的过程

功是能量转化的量度

(2)功和能的区别:能是物体运动状态决定的物理量,即过程量

功是物体状态变化过程有关的物理量,即状态量

这是功和能的根本区别.

4.动能.动能定理

(1)动能定义:物体由于运动而具有的能量.用Ek表示

表达式Ek=1/2mv^2能是标量也是过程量

单位:焦耳(J)1kg*m^2/s^2=1J

(2)动能定理内容:合外力做的功等于物体动能的变化

表达式W合=ΔEk=1/2mv^2-1/2mv0^2

适用范围:恒力做功,变力做功,分段做功,全程做功

5.重力势能

(1)定义:物体由于被举高而具有的能量.用Ep表示

表达式Ep=mgh是标量单位:焦耳(J)

(2)重力做功和重力势能的关系

W重=－ΔEp

重力势能的变化由重力做功来量度

(3)重力做功的特点:只和初末位置有关,跟物体运动路径无关

重力势能是相对性的,和参考平面有关,一般以地面为参考平面

重力势能的变化是绝对的,和参考平面无关

(4)弹性势能:物体由于形变而具有的能量

弹性势能存在于发生弹性形变的物体中,跟形变的大小有关

弹性势能的变化由弹力做功来量度

6.机械能守恒定律

(1)机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称

总机械能:E=Ek+Ep是标量也具有相对性

机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)

ΔE=W非重

机械能之间可以相互转化

(2)机械能守恒定律:只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能

发生相互转化,但机械能保持不变

表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2成立条件:只有重力做功