第三部分:
七、功與功率(簡單應(yīng)用)
功是力所作的,是力沿著質(zhì)點(diǎn)位移方向的力分量質(zhì)點(diǎn)位移的乘積。功是一個標(biāo)量,可正可負(fù)。合力的功等于各分力功的代數(shù)和。功的單位是焦?fàn)?1J=1N.m)
功率:就做功的效率,與時間有關(guān)。功率單位是瓦特(W)
主要是針對恒力的簡單計算題及分析題的應(yīng)用。
八、動能、動能定理(綜合應(yīng)用)
動能Ek=mv2/2我們比較一下動量 P=mv 的公式。
合力物體所作的功等于物體動能的增量。動能定理公式就是動量定理公式對dv的積分。W=EkEk0
當(dāng)合力作正功時,動能增加,當(dāng)合力作負(fù)功時,動能減少。
對于動能定理,要綜合各個知識點(diǎn)解答計算題,包括其他定理的合理運(yùn)用,來進(jìn)行力、動量、沖量、速度等問題的求解。
九、保守力、勢能(識記、領(lǐng)會)
要記住的是:重力、萬有引力、彈性力這幾種力是常見的“保守力”(這一定是誰翻譯過來的)。保守力就是具有作功與路徑無關(guān)的特性的力。
勢能是一種機(jī)械能,它是物體在保守力作用下處于一定位置時的能量。
要記住幾個公式:
重力勢能的表示式:Ep=mgh (就是重力乘高度)
彈性勢能:Ep=kx2 /2(彈力對伸長度的積分)
萬有引力勢能:Ep=GMm/r
十、功能原理(簡單應(yīng)用)
動能定理:W外+W內(nèi)=EkEk0 它表明一個系統(tǒng)的動能的增量等于所有外力的功和內(nèi)力的功的代數(shù)和。注意,這里給出的是動能的改變與功的關(guān)系,應(yīng)當(dāng)把所有的力的功都計算在內(nèi)。
這里要領(lǐng)會動能原理是如何推導(dǎo)到功能原理的,結(jié)果得到一個結(jié)論,質(zhì)點(diǎn)系在運(yùn)動過程中,系統(tǒng)的動能和勢能(即機(jī)械能)的增量等于外力的功和非保守內(nèi)力的功的總和。W外+W非內(nèi)=EE0
從功能原理看出,外力作功和系統(tǒng)內(nèi)的非保守內(nèi)力作功都可以引起系統(tǒng)機(jī)械能的變化。外力作功是外界物體的能量與系統(tǒng)的機(jī)械能之間傳遞或轉(zhuǎn)化,外力作正功時則有能量由外界傳入系統(tǒng)使系統(tǒng)機(jī)械能增加,外力作負(fù)功時則相反,取走了系統(tǒng)內(nèi)能量使系統(tǒng)機(jī)械能減少。而系統(tǒng)內(nèi)非保守力作正功是系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生和機(jī)械能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化,非保守力作正功時是其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;非保守力作負(fù)功時是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。一般地說,非保守力作功就意味著發(fā)生了機(jī)械能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化過程。(這一段話要仔細(xì)體會)
十一、機(jī)械能守恒定律 (綜合應(yīng)用)
機(jī)械能守恒定律:就是指系統(tǒng)運(yùn)動過程中的任意一小段時間內(nèi),外力對系統(tǒng)所作的總功為0,系統(tǒng)內(nèi)部又沒有非保守內(nèi)力作功,則在運(yùn)動過程中系統(tǒng)的動能與勢能之和保持不變,即系統(tǒng)的機(jī)械能不隨時間改變:
當(dāng)W外=0、W非內(nèi)=0 時 E=Ek+Ep 這里有兩個特例,一個是對地球重力系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律,一個是針對系統(tǒng)內(nèi)僅有彈性力作用的情形:
要注意的是,機(jī)械能守恒定律的兩個條件,一是外力對系統(tǒng)作的總功為0.只要功為0就可以,合力不一定為0;另一個是系統(tǒng)的非保守內(nèi)力作功為0.即使系統(tǒng)內(nèi)有保守內(nèi)力(如重力)做功,但沒有非保守內(nèi)力如拉力、摩擦力等力做功,則仍能保證機(jī)械能守恒。
普遍能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(領(lǐng)會):機(jī)械運(yùn)動中,能量有兩種形式(動能和勢能)在符合機(jī)械能守恒的條件具備時,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,其能量只在動能與勢能之間轉(zhuǎn)化。當(dāng)條件不具備時,系統(tǒng)的機(jī)械能將發(fā)生變化,但是系統(tǒng)的能量并沒有消滅或創(chuàng)生。它只是由其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能或?qū)p少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量如熱能光能等。這就是普遍能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。我們曾經(jīng)聽說有人要創(chuàng)造永動機(jī),聲稱不需要動力這個機(jī)器能永遠(yuǎn)動下去。這只是一個美好的理想,因為我們在地球上無法做到絕對真空,也無法創(chuàng)造絕對光滑的物體表面,因此在物體運(yùn)動中總是有一部分能量會轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,因而其機(jī)械能會減少,若不補(bǔ)允上這部分能量的損失,“永動機(jī)”也必然會在某一時刻停止運(yùn)動。
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