人教版物理（中職）類 第二單元 機(jī)械能 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

第二單元

機(jī)械能一、功與功的計(jì)算：

1、功：（1）定義:一個(gè)物體受到力的作用，如果在力的方向上發(fā)生一段位移，我們就說(shuō)這個(gè)力對(duì)物體做了功．（2）判斷物體是否做功的兩個(gè)必要因素：①是有作用在物體上的力；②是物體在力的方向上發(fā)生了位移。注意：兩個(gè)因數(shù)缺一不可．（3）、現(xiàn)實(shí)中看似做功而不做功的幾種特殊情況：①物體雖然移動(dòng)了距離，但沒(méi)有受到力的作用，也就是說(shuō)：物體是靠慣性移動(dòng)了一段距離。如：關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后，車仍然向前行駛，此時(shí)就沒(méi)有做功。②物體受到力的作用，但在力的方向上沒(méi)有移動(dòng)距離。如：用力推物體，物體沒(méi)有動(dòng)。③物體受到力的作用，也移動(dòng)了距離，但不在力的方向上。也就是說(shuō)物體運(yùn)動(dòng)的方向與力的方向垂直。如：提著一桶水在水平路上走了一段距離。

2、功的計(jì)算：（1）力和位移方向一致時(shí)：

①功的計(jì)算：功W等于力F跟物體在力的方向上發(fā)生的位移S的乘積。（功＝力×位移）

②功的公式：W＝Fs；注意：功的大小只與力的大小和在力的方向上發(fā)生位移的大小有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)情況、運(yùn)動(dòng)速度大小無(wú)關(guān)。③功的單位：國(guó)際單位焦J（1J

＝1N·m）。（2）力和位移方向有夾角（α）時(shí)：①功的計(jì)算：功等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦三者的乘積。②公式：W=FScosα

表明：力F對(duì)物體做的功只與F、s和a三者有關(guān)，與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等因素?zé)o關(guān)。

說(shuō)明：①位移s一般是相對(duì)地面而言的。在物體可以看作質(zhì)點(diǎn)時(shí)，s是物體的位移；當(dāng)物體不可以看作質(zhì)點(diǎn)或力的作用點(diǎn)與物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，s是力的作用點(diǎn)的位移．②功是標(biāo)量，雖有大小之分，但卻無(wú)方向。

二、正功、負(fù)功：

1、正功、負(fù)功：W=FScosα（1）若α=0，則cosα=1，W＝Fs；這時(shí)力與位移方向相同，力對(duì)物體做的正功最大。（2）當(dāng)0°≤α＜90°時(shí)，cosα為正值，稱為力對(duì)物體做正功，或稱為力對(duì)物體做功。（3）當(dāng)α=90°時(shí)，

cos

α=0，W=0，表示力始終與物體的位移垂直，力對(duì)物體不做功。

（4）當(dāng)90°＜α≤180°時(shí)，cosα為負(fù)值，稱為力對(duì)物體做負(fù)功，或說(shuō)物體克服這個(gè)力做功。

2、正功、負(fù)功的物理意義。（1）正功的意義是：力對(duì)物體做正功，表明此力的效果是促進(jìn)物體的運(yùn)動(dòng)，是動(dòng)力。即：受力物體獲得了能量

（2）負(fù)功的意義是：力對(duì)物體做負(fù)功，表明此力的效果是阻礙物體運(yùn)動(dòng)，是阻力。即：負(fù)功表示物體失去了能量。

說(shuō)明：

1、功有正功和負(fù)功之分。功的“正”、“負(fù)”并不表示功的方向。功的正負(fù)表示是動(dòng)力對(duì)物體做功，還是阻力對(duì)物體做功；一個(gè)力對(duì)物體做負(fù)功，也可說(shuō)成物體克服這個(gè)力做了功（正值）。2、功的“正”、“負(fù)”不表示它們的大小，也就是不能說(shuō)“正功大于負(fù)功”。

3、功的正負(fù)由力和位移之間的夾角決定。4、功的正、負(fù)是借以區(qū)別誰(shuí)對(duì)誰(shuí)做功的標(biāo)志；補(bǔ)充：合外力的功:等于各個(gè)力對(duì)物體做功的代數(shù)和,即:W合=W1+W2;5、總功的求法：當(dāng)物體在幾個(gè)力的共同作用下發(fā)生一段位移時(shí)，這幾個(gè)力對(duì)物體所做的總功,求出各個(gè)力所做的功，則總功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和。W總=W1+W2+W3,（注意要把各個(gè)功的正負(fù)號(hào)代入運(yùn)算）;也可先求出各力的合力,

再用W總=F合Lcosθ求總功。

三、功率：

1、功率：（1）定義：功W與完成這些功所用時(shí)間t的比值叫做功率。（2）物理意義：功率是表示物體做功快慢的物理量．注意：①功率只反映物體做功的快慢，不反映物體做功的多少。②功率的大小是由時(shí)間和做功的多少共同決定的，與機(jī)械效率高低無(wú)關(guān)。（3）功率定義式：P=W/t．（4）功率的單位:在國(guó)際單位制中，功率的單位是瓦特，簡(jiǎn)稱瓦，符號(hào)是W．技術(shù)上常用千瓦（kw）做功率的單位．1w=1J/s；1kw=1000W。（5）功率是標(biāo)量。

2、功率P與力F、速度v的關(guān)系：（1）關(guān)系：力F的功率等于力F和物體運(yùn)動(dòng)速度v的乘積.。（F是速度v方向上的作用力）（2）公式：P=Fv(v是平均速度，P是平均功率F為恒力，且F與V同向)。注意：運(yùn)用公式P=Fv計(jì)算功率時(shí)，要注意F與力的方向須在一直線上．

3、平均功率與瞬時(shí)功率：①額定功率：指動(dòng)力機(jī)械在長(zhǎng)時(shí)間正常工作時(shí)最大輸出功率。也是機(jī)械發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上的標(biāo)稱值。額定功率是動(dòng)力機(jī)械重要的性能指標(biāo)，一個(gè)動(dòng)力機(jī)械的額定功率是一定的，機(jī)器不一定都在額定功率下工作。②實(shí)際功率：機(jī)械在運(yùn)行過(guò)程中實(shí)際輸出的功率是實(shí)際功率。實(shí)際功率可以小于額定功率，可以等于其額定功率(滿負(fù)荷運(yùn)行)，但不能大于額定功率，否則容易將機(jī)械損壞。③平均功率：物體在一段時(shí)間內(nèi)做功功率的平均值叫平均功率。通常用定義式P=W/t描述，只有當(dāng)物體勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，才等于瞬時(shí)功率。④瞬時(shí)功率：物體在某一時(shí)刻的功率叫做瞬時(shí)功率。通常用P=Fv表示，必須注意F、v與P的同時(shí)性。

⑤發(fā)動(dòng)機(jī)的功率：表示牽引力的功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際輸出功率是變化的，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是一定的。

4、推廣式：P=Fvcosα(α為力F與瞬時(shí)速度v方向間的夾角)

說(shuō)明：⑴當(dāng)F為合外力時(shí)，P為合外力做功的功率；當(dāng)F為某一外力時(shí)，P為該力做功功率；⑵在汽車等交通工具一類問(wèn)題中，式中P為發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，F(xiàn)為發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力，⑶當(dāng)v為平均速度時(shí)，求得的功率就是平均功率，v為瞬時(shí)速度時(shí)，求得的功率就是瞬時(shí)功率。說(shuō)明：如果物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于瞬時(shí)速度與平均速度相等，故此時(shí)平均功率等于瞬時(shí)功率。

5、合力的功率等于各分力功率的代數(shù)和。

四、動(dòng)能：

1、動(dòng)能的概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能。常用“Ek”表示。

2、動(dòng)能大小：物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量跟它的速度平方乘積的一半．

3、動(dòng)能的表達(dá)式Ek=?mv2，Ek—物體的動(dòng)能，m—物體的質(zhì)量，V---物體運(yùn)動(dòng)的速度。

4、動(dòng)能的單位：在國(guó)際單位制中，動(dòng)能的單位由質(zhì)量和速度的單位確定，為J．注意：動(dòng)能是標(biāo)量，只有大小，沒(méi)有方向，動(dòng)能恒為正值．一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。

五、動(dòng)能定理：

1、動(dòng)能定理：合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化量（所有外力的合力，包括重力）。

2、動(dòng)能定理數(shù)學(xué)表達(dá)式：W=Ek2－Ek1;W合—合力對(duì)物體做功的總功，Ek1--物體的初動(dòng)能Ek2-物體的末動(dòng)能;注意：①因功和能均與參考系的選取有關(guān),所以動(dòng)能定理也與參考系的選取有關(guān),一般以地球?yàn)閰⒖?/p>

②不論做什么運(yùn)動(dòng)形式,受力如何,動(dòng)能定理總是適用的.

③做功的過(guò)程是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程,動(dòng)能定理中的等號(hào)“＝”的意義是一種因果聯(lián)系的數(shù)值上相等的符號(hào),

它并不意謂著“功就是動(dòng)能的增量”,也不意謂著“功轉(zhuǎn)變成動(dòng)能”,而意味著“合外力的功是物體動(dòng)能變化的原因,合外力對(duì)物體做多少功物體的動(dòng)能就變化多少”.說(shuō)明：W總>0時(shí),Ek2>Ek1,物體的動(dòng)能增加;W總<0時(shí),Ek2<Ek1,物體的動(dòng)能減小;W總=0時(shí),Ek2=Ek1,物體的動(dòng)能不變.

3、用動(dòng)能定理解題的一般步驟：

①明確研究對(duì)象、研究過(guò)程，找出初末狀態(tài)的速度情況．②要對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，明確各個(gè)力的做功大小及正負(fù)情況．③明確初末狀態(tài)的動(dòng)能．④由動(dòng)能定理列方程求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論．

六、勢(shì)能：

1、勢(shì)能：（1）定義：在力學(xué)中，由物體間的相互作用和物體間的距離決定的能叫勢(shì)能，又稱位能，勢(shì)能是狀態(tài)量。（2）勢(shì)能分為重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、分子勢(shì)能、電勢(shì)能、引力勢(shì)能等。

2、重力勢(shì)能：（1）定義：地球上的物體具有的跟它的高度有關(guān)的能，叫做重力勢(shì)能．（2）影響因素：（巧計(jì)：W勢(shì)＝mgh）(1)、物體的質(zhì)量(2)、物體被舉起的高度（高度指物體距參考平面的高度）。物體的質(zhì)量越大，高度越大，重力勢(shì)能就越大。

3、大?。孩胖亓?shì)能等于物體所受的重力和它的高度的乘積。⑵表達(dá)式：EP=mgh

EＰ→物體的重力勢(shì)能,⑶重力勢(shì)能的單位與功的單位相同，在國(guó)際單位制中為J．

4、重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系（1）重力做正功時(shí)，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。（2）物體克服重力做功（重力做負(fù)功時(shí)，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于物體克服重力所做的功。（3）重力所做功只跟物體初位置的高度和末位置的高度有關(guān)，跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)。

（4）重力所做的功等于物體始、末位置的重力勢(shì)能之差。重力做的功等于重力勢(shì)能變化量的相反值；表達(dá)式為：WG=-ΔEP

（5）重力做功的大小由重力大小和重力方向上位移的大小即豎直方向上的高度差決定，與其他因素?zé)o關(guān)

5、重力勢(shì)能的相對(duì)性：（相對(duì)于參考平面）

①重力勢(shì)能是地球和地面上的物體共同具有的，一個(gè)物體的重力勢(shì)能的大小與參考平面的選取有關(guān)。

②選取的參考平面不同，同一物體的重力勢(shì)能的數(shù)值是不同的；

③參考平面的選取是任意的；通常選地面為重力勢(shì)能的零參照面。

注意：①重力勢(shì)能的變化量與零重力勢(shì)能面的選取無(wú)關(guān).

②重力勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量．

6、彈性勢(shì)能：（1）定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。（2）影響因素：物體發(fā)生彈性形變的程度。彈性形變程度越大，彈性勢(shì)能越大。注意：具有彈性勢(shì)能的物體都能對(duì)其他物體做功。具有彈性勢(shì)能的物體對(duì)其他物體做功時(shí)，它的彈性勢(shì)能減少；外力對(duì)它做功時(shí)，它的彈性勢(shì)能增加。

7、機(jī)械能守恒定律：（1）、機(jī)械能：eq\o\ac(○,1)概念：物體的動(dòng)能、勢(shì)能的總和。E＝EK＋EP，機(jī)械能是標(biāo)量，具有相對(duì)性（需要設(shè)定勢(shì)能參考平面），機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化，重力勢(shì)能和動(dòng)能間的相互轉(zhuǎn)化。②彈性勢(shì)能和動(dòng)能間的相互轉(zhuǎn)化。（2）機(jī)械能守恒定律：eq\o\ac(○,1)定律內(nèi)容：在沒(méi)有摩擦和介質(zhì)阻力的情況下，一個(gè)物體如果只有重力（或彈力）作用，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量保持不變。②機(jī)械能守恒定律的另一種表述：只有重力和彈力做功的情況下，重力勢(shì)能的減少