高考物理一轮复习微专题：06机械能含解析

专题06 机械能

第一部分考点分析

本专题涉及的内容是动力学内容的继续和深化，其中的机械能守恒定律、能量守恒定律比牛顿运动定律的适用范围更广泛，是自然界中普遍适用的基本规律，因此是高中物理的重点，也是高考考查的重点之一。题目类型以计算题为主，选择题为辅，大部分试题都与牛顿定律、圆周运动、及电磁学等知识相互联系，综合出题。许多试题思路隐蔽、过程复杂、灵活性强、难度较大。从高考试题来看，功和机械能守恒依然为高考命题的热点之一。机械能守恒和功能关系是高考的必考内容，具有非常强的综合性。重力势能、弹性势能、机械能守恒定律、功能关系、能的转化和守恒定律是本单元的重点。弹力做功和弹性势能变化的关系是典型的变力做功，应予以特别地关注。

第二部分知识背一背

一、功

1.做功的两个要素

(1)作用在物体上的力。

(2)物体在力的方向上发生的位移。

2.公式：

(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。

(2)该公式只适用于恒力做功。

二、功率

1.物理意义：描述力对物体做功的快慢。

2.公式：(1)(P 为时间t 内的平均功率)。 (2)(α为F 与v 的夹角)。

3.额定功率：机械正常工作时的最大功率。

4.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率。

三、机车的启动

1.机车的输出功率。其中F 为机车的牵引力，匀速行驶时，牵引力等于阻力。

2.两种常见的启动方式

(1)以恒定功率启动：机车的加速度逐渐减小，达到最大速度时，加速度为零。

(2)以恒定加速度启动：机车的功率_逐渐增大_，达到额定功率后，加速度逐渐减小，当加速度减小到零时，速度最大。

四、动能

1.定义：物体由于运动而具有的能。

t

W P =αcos Fv P =Fv P =

2.表达式：。

3.物理意义：动能是状态量，是标量。(填“矢量”或“标量”)

4.单位：动能的单位是焦耳。

五、动能定理

1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

2.表达式：

3.物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。

4.适用条件

(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功。

(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用。

六、机械能守恒定律

1.重力做功的特点

（1）重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关。

（2）重力做功不引起物体机械能的变化。

2.机械能守恒定律：

在只有重力或弹簧弹力做功的情况下，物体的动能与势能相互转化，但机械能的总量保持不变。

七、功能关系

1.功和能

(1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。

(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。

2.常见的几种功能对应关系

(1)合外力做功等于物体动能的改变。

(2)重力做功等于物体重力势能的改变。

(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变。

(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功，等于物体机械能的改变，即。(功能原理)

八、能量守恒定律

1.内容:能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2.表达式：ΔE 减=ΔE 增。

第三部分技能+方法

一、功和功率的计算

22

1mv E k =21222

121mv mv W -=

1.恒力做的功：直接用计算。

2.合外力做的功

方法一：先求合外力F ，再用求功；

方法二：先求各个力做的功W 1、W 2、W 3…再用求代数和的方法确定合外力做的功。

3.变力做的功.

（1）应用动能定理求解； （2）用求解，其中变力的功率P 不变；

（3）将变力做功转化为恒力做功，此法适用于力的大小不变，方向与运动方向相同或相反，或力的方向不变，大小随位移均匀变化的情况。

4.常见的功率的计算方法：

（1）平均功率的计算方法：或 （2）瞬时功率的计算方法：，其中v 是该时刻的瞬时速度。

二、机车的启动

1.无论哪种运行过程，机车的最大速度都等于其匀速运动时的速度，即 (式中F min 为最小牵引力，其值等于阻力F f ).

2.机车以恒定加速度启动的运动过程中，匀加速过程结束时，功率最大，速度不是最大，即

3.机车以恒定功率运行时，牵引力做的功，由动能定理：，此式经常用于求解机车以恒定功率启动过程的位移（路程）大小。

三、动能定理在多过程中的应用

动能定理综合应用问题的规范解答

1.基本步骤

(1)选取研究对象，明确它的运动过程；

(2)分析研究对象的受力情况和各力的做功情况；

(3)明确研究对象在过程的始末状态的动能E k1和E k2；

(4)列出动能定理的方程W 合=E k2-E k1及其他必要的解题方程，进行求解。

2.注意事项

(1)动能定理的研究对象可以是单一物体，或者是可以看做单一物体的物体系统。

(2)动能定理是求解物体的位移或速率的简捷公式.当题目中涉及到位移和速度而不涉及时间时可优先考虑动能定理；处理曲线运动中的速率问题时也要优先考虑动能定理。

(3)若过程包含了几个运动性质不同的分过程，既可分段考虑，也可整个过程考虑。

αcos Fl W =αcos Fl W =21222

121mv mv W -=Pt W =t

W P =θcos v F P =θcos Fv P =f m F P F P v ==min f

m F P v F P v =<=Pt W =k f E x F Pt ?=-

四、机械能守恒定律的几种表达形式

1．守恒观点

(1)表达式：E k1＋E p1＝E k2＋E p2或E1＝E2.

(2)意义：系统初状态的机械能等于末状态的机械能。

(3)注意问题：要先选取零势能参考平面，并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面。

2．转化观点

(1)表达式：ΔE k＝－ΔE p.

(2)意义：系统(或物体)的机械能守恒时，系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能。

(3)注意问题：要明确势能的增加量或减少量，即势能的变化，可以不选取零势能参考平面。

3．转移观点

(1)表达式：ΔE A增＝ΔE B减．

(2)意义：若系统由A、B两部分组成，当系统的机械能守恒时，则A部分物体机械能的增加量等于B部分物体机械能的减少量。

(3)注意问题：A部分机械能的增加量等于A末状态的机械能减初状态的机械能，而B部分机械能的减少量等于B初状态的机械能减末状态的机械能。

五、利用动能定理分析功能和能量变化的问题

1.动能的改变量、机械能的改变量分别与对应的功相等。

2.重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等，但符号相反。

3．搞清不同的力做功对应不同形式的能的改变

一对滑动摩擦力的总功

六、对能量守恒定律的理解和应用

1.列能量守恒定律方程的两条基本思路：

(1)某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等；

(2)某个物体的能量减少 …… 此处隐藏：15914字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……