第五章机械能知识网络专题要点1.做功的两个重要因素:有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。功的求解可利用求,但F为恒力;也可以利用F-l图像来求;变力的功一般应用动能定理间接求解。2.功率是指单位时间内的功,求解公式有,,当时,即F与v方向相同时,P=FV。3.常见的几种力做功的特点⑴重力、弹簧弹力,电场力、分子力做功与路径无关⑵摩擦力做功的特点①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能的转化为其他形式的能;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值,在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦物体间机械能的转移,还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的减少,等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。③摩擦生热,是指动摩擦生热,静摩擦不会生热4.几个重要的功能关系⑴重力的功等于重力势能的变化,即⑵弹力的功等于弹性势能的变化,即⑶合力的功等于动能的变化,即⑷重力之外的功(除弹簧弹力)的其他力的功等于机械能的变化,即⑸一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变化,⑹分子力的功等于分子势能的变化。典例精析题型1.(功能关系的应用)从地面竖直上抛一个质量为m的小球,小球上升的最大高度为H。设上升过程中空气阻力为F恒定。则对于小球上升的整个过程,下列说法错误的是()小球动能减少了mgH小球机械能减少了FH小球重力势能增加了mgH小球加速度大于重力加速度g解析:由动能定理可知,小球动能的减小量等于小球克服重力和阻力F做的功为(mg+F)H,A错误;小球机械能的减小等于克服阻力F做的功,为FH,B正确;小球重力势能的增加等于小球小球克服重力做的功,为mgH,C正确;小球的加速度,D正确。规律总结:功是能量转化的量度,有以下几个功能关系需要理解并牢记⑴重力做功与路径无关,重力的功等于重力势能的变化⑵滑动摩擦力(或空气阻力)做的功与路径有关,并且等于转化成的内能⑶合力做功等于动能的变化⑷重力(或弹力)以外的其他力做的功等于机械能的变化题型2.(功率及机车启动问题)审题指导:1.在汽车匀加速启动时,匀加速运动刚结束时有两大特点⑴牵引力仍是匀加速运动时的牵引力,即仍满足⑵2.注意匀加速运动的末速度并不是整个运动过程的最大速度题型3.(动能定理的应用)如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求:(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数解析:(1)小物块最终停在AB的中点,在这个过程中,由动能定理得得规律总结:应用动能定理要比动力学方法方便、简洁。只有应用动力学方法可以求解的匀变速直线运动问题,一般应用动能定理都可以求解。尽管动能定理是应用动力学方法推导出来的,但它解决问题的范围更广泛。针对典型精析的例题题型,训练以下习题1.如图,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球.给小球一足够大的初速度,使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中,A.小球的机械能守恒OB.重力对小球不做功C.绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内,小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少点拨:此题属于功能关系的应用。由于摩擦力做功,机械能不守恒,任一时间内小球克服摩擦力所做的功总是等于小球机械能的减少。转动过程重力做功,绳的张力总与运动方向垂直,不做功。此题选C。2.如图是汽车牵引力F和车速倒数的关系图像,若汽车质量为2×103kg,由静止开始沿平直公路行驶,阻力恒定,最大车速为30m/s,则在车速为15m/s时汽车发动机功率为__________W;该汽车作匀加速运动的时间为________s.点拨:功率及机场启动问题。由图知当v=15m/s时,F=4×103N<6×104N,因此仍处在额定功率阶段,匀加速运动末速度,又v=at,,F=6×103N,解之得t=5s.2、(09年全国卷Ⅱ)20.以初...