第四章 机 械 能一、知识目标内 容要 求说 明1．力的合成和分解力的平行四边形定则Ⅱ2．重力形变和弹力胡克定律Ⅰ3．静摩擦 滑动摩擦 摩擦力 动摩擦因数Ⅰ4．共点力作用下物体的平衡Ⅰ5．牛顿运动定律及其应用Ⅱ6．加速度与物体质量、物体受力的关系Ⅱ二、能力要求1．理解并掌握恒力做功的表达式；会利用动能定理、图象等求力做的功．2．理解并掌握功率的计算；会根据功率分析汽车的启动过程．3．理解物体的动能；会运用动能定理解决做功和动能变化的相关问题．4．理解物体的重力势能；掌握重力做功和重力势能变化的关系．5．理解机械能守恒定律的适用条件；会利用机械能守恒定律解决如物体在竖直面做圆周运动等相关问题．6．会运用功能关系求解相关的能量转化问题．三、解题示例例 1 跳绳是一种健身运动．设某运动员的质量是 50kg，他 1min 跳绳 180 次．假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的25 ，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是__________W．(取 g＝10m/s2)．分析：运动员跳绳时每跳一次所需时间为t0=60180 s=13 s运动员上升的时间为t=12×35 t0=0.1s运动员离开地面的最大高度h=12 gt 2= 120 m每跳一次运动员克服重力做功为 W＝mgh＝25J克服重力做功的平均功率P=Wt0=75W．讨论：将平均功率的定义理解为“力对物体做的功与所需时间的比值”是不妥的，平均功率的定义应该是“某段时间内力对物体做的功与该段时间的比值”．例 2 一质量为 m 的小球，用长为 l 的轻绳悬挂于 O 点，在水平力 F 作用下，小球从最低点 A 点缓慢地移到 B 点时，轻绳与竖直方向的夹角为 θ，如图所示．在小球从 A 点移到 B点的过程中，力 F 对小球做的功为A．mglcosθB．FlsinθC．mgl(1－cosθ)D．Flcosθ分析：由于小球的运动过程是缓慢的，因而任一时刻都可看作处于平衡状态，根据力的平衡可知 F 是变力；同时，在小球运动过程，只有重力 mg 和 F 做功，绳子的拉力方向始终与小球速度方向垂直，不做功；第三，物体的动能不变，可以根据动能定理求解．在小球从 A 点移到 B 点的过程中，根据动能定理：WF－mgl(1－cosθ)＝0解得 WF＝mgl(1－cosθ)解：正确答案为 C 选项．讨论：(1)使用动能定理，一定要明确对应的物理过程，同时要明确这个过程中物体的受力情况和各力做功的情况．(2)若将本题中水平力 F 改为水平恒力 F，小球由静止开始从 A 移到 B，F 做功等于多少?...
