功和能复习
一、功 知识结构
1、功的物理意义 (1)功是能量转化的量度 (2)功是描述力的空间累 积效果的物理量
2、计算功的几种方法 ①公式法。即用W=Fscosq计算功。 W=F(scosq) W=(Fcosq )S ②动能定理或功能关系
③积累法 W=FS (S为路程) ④用示功图 ⑤功率法 W=Pt
3、各种力做功的特点 ①一对弹力做功之和一定为零 ②一对静摩察力做功之和一定为零 ③一对滑动摩察力做功之和一定为负
4、正功和负功判定 ①看力和位移的关系 ②看力和速度的关系 ③用能量转化判断
例题:如图,劈a放在光滑的水平桌面上,斜面光滑,把b物体放在a面顶端由静止滑下,则在下滑过程中,a对b的弹力对b做功为W1,b对a的弹力对a做功为W2,对下列关系正确的是: A.W1=0,W2=0 B.W1≠0,W2=0 C.W1=0,W2≠0 D.W1≠0,W2≠0
例2.如图3,把A,B小球由图中位置同时由静止释放(绳开始时拉直),则在两小球向下摆动时,以下正确的是: A.绳OA对A球做正功 B.绳AB对B球不做功 C.绳AB对A球做负功 D.绳AB对B球做正功
5、功率、平均功率、即时功率 物理意义:表示做功快慢(能量转化快慢,单位时间能量转化多少) Pt=F·vcosa
P机= F动力V (1)汽车以额定功率起动 (2)汽车以一定加速度起动
6、动能定理W合外= Ek ①推导过程 ②总功指的是各外力做功的代数和;又因为 W总=W1+W2+…=F1·s+F2·s+…=F合·s,可理解为合外力的功 ③等式右边为末态与初态的动能差,或称为 “改变动能改变量”。数值可正,可负。 ④对状态与过程关系的理解功是伴随一个物理 过程而产生的,是过程量;而动能是状态量。 动能定理表示了过程量等于状态量的改变量 的关系。
应用步骤: (1)明确研究对象及所研究的物理过程。 (2)对研究对象进行受力分析,并确定各力所做的功,求出这些力的功的代数和。 (3)确定始、末态的动能。(未知量用符号表示),根据动能定理列出方程 W总=Ek2—Ek1 (4)求解方程、分析结果
例4.如图4所示,用细绳连接的A、B两物体质量相等, A位于倾角为30°的斜面上,细绳跨过定滑轮后使A、B均保持静止,然后释放,设A与斜面间的滑动摩擦力为A受重力的0.3倍,不计滑轮质量和摩擦,求B下降1m时的速度多大。 解法二:将A、B看成一整体。
【例2】一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止,量得停止处对开始运动处的水平距离为s(见图),不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用,并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同,求摩擦因数μ.
7、机械能守恒定理
守恒条件 ●对某一物体: 除重力做功,其它力不做功或做功的代数和为零 ●对某一系统 物体间只有动能和势能发生相互转化。系统和外界没有发生任何形式能力转化和转移(系统外力做功代数和为0);系统内没有发生机械能和它形式的能的转化(系统内无介质阻力和摩擦力做功)。
解题时应注意: (1)明确对象,判定是否守恒 (2)依解题方便,选定零势能面 (3)分析始末的机械能, (4)选择合适的表达式列方程
【例1】如图所示,桌面距地面0.8m,一物体质量为2kg,放在距桌面0.4m的支架上. (1)以地面为零势能位置,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中,势能减少多少? (2)以桌面为零势能位置时,计算物体具有的势能,并计算物体由支架下落到桌面过程中势能减少多少?
【例2】如图所示,光滑圆管形轨道AB部分平直,BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆,圆管截面半径r《R,有一质量m,半径比r略小的光滑小球以水平初速v0射入圆管,(1)若要小球能从C端出来,初速v0多大?(2)在小球从C端出来的瞬间,对管壁压力有哪几种典型情况,初速v0各应满足什么条件?
二、动量、动量定律
1、冲量的物理意义 (1)冲量是动量变化的量度 (2)冲量是描述力在时间上积累效果的物理量
2、冲量的计算 ①公式法 I=F t ②动量定理 I=p'-p
3、动量守恒定律
讨论动量守恒的基本条件 例1.在光滑水平面上有一个弹簧振子系统,如图所示,两振子的质量分别为m1和m2。讨论此系统在振动时动量是否守恒? 例2.承上题,但水平地面不光滑,与两振子的动摩擦因数μ相同,讨论m1=m2和m1≠m2两种情况下振动系统的动量是否守恒。
例3、承上题
动量守恒定律解题 (1)确定研究对象.对象应是相互作用的物体系. (2)分析系统所力,确认系统动量是否守恒 (3确定始、末状态。 (4) )选取正方向,分别列出系统内各物体运动变化前(始状态)和运动变化后(末状态)的动量之和. (5)根据动量守恒定律建立方程,解方程求得未知量.
4、三 种 碰 撞 ●弹性碰撞 (1).特点 碰撞结束后,形变全部消失 (2).规律: 动量守恒 动能守恒
●完全非弹性碰撞 (1)特点: 碰撞结束后,两个物体合二为一, 以同一速度运动,形变完全保留 (2)规律: 动量守恒: 动能损失:
●非弹性碰撞 (1)特点: 碰撞结束后,形变部分消失 动能有损失 (2)规律: 动量守恒 动能
●“一动一静”的弹性正碰
●碰撞的规律 1、动量一定守恒 2、能量不会增加 3、物体的位置不能突变 4、只能发生一次