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高一物理機(jī)械能學(xué)習(xí)
1.功
(1)做功的兩個(gè)條件: 作用在物體上的力.
物體在里的方向上通過(guò)的距離.
(2)功的大小: W=Fscosa 功是標(biāo)量 功的單位:焦耳(J)
1J=1N*m
當(dāng) 0派/2 w0 F做正功 F是動(dòng)力
當(dāng) a=派/2 w=0 (cos派/2=0) F不作功
當(dāng) 派/2派 W0 F做負(fù)功 F是阻力
(3)總功的求法:
W總=W1+W2+W3Wn
W總=F合Scosa
2.功率
(1) 定義:功跟完成這些功所用時(shí)間的比值.
P=W/t 功率是標(biāo)量 功率單位:瓦特(w)
此公式求的是平均功率
1w=1J/s 1000w=1kw
(2) 功率的另一個(gè)表達(dá)式: P=Fvcosa
當(dāng)F與v方向相同時(shí), P=Fv. (此時(shí)cos0度=1)
此公式即可求平均功率,也可求瞬時(shí)功率
1)平均功率: 當(dāng)v為平均速度時(shí)
2)瞬時(shí)功率: 當(dāng)v為t時(shí)刻的瞬時(shí)速度
(3) 額定功率: 指機(jī)器正常工作時(shí)最大輸出功率
實(shí)際功率: 指機(jī)器在實(shí)際工作中的輸出功率
正常工作時(shí): 實(shí)際功率額定功率
(4) 機(jī)車(chē)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(前提:阻力f恒定)
P=Fv F=ma+f (由牛頓第二定律得)
汽車(chē)啟動(dòng)有兩種模式
1) 汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng) (a在減小,一直到0)
P恒定 v在增加 F在減小 尤F=ma+f
當(dāng)F減小=f時(shí) v此時(shí)有最大值
2) 汽車(chē)以恒定加速度前進(jìn)(a開(kāi)始恒定,在逐漸減小到0)
a恒定 F不變(F=ma+f) V在增加 P實(shí)逐漸增加最大
此時(shí)的P為額定功率 即P一定
P恒定 v在增加 F在減小 尤F=ma+f
當(dāng)F減小=f時(shí) v此時(shí)有最大值
3.功和能
(1) 功和能的關(guān)系: 做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程
功是能量轉(zhuǎn)化的量度
(2) 功和能的區(qū)別: 能是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定的物理量,即過(guò)程量
功是物體狀態(tài)變化過(guò)程有關(guān)的物理量,即狀態(tài)量
這是功和能的根本區(qū)別.
4.動(dòng)能.動(dòng)能定理
(1) 動(dòng)能定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量. 用Ek表示
表達(dá)式 Ek=1/2mv^2 能是標(biāo)量 也是過(guò)程量
單位:焦耳(J) 1kg*m^2/s^2 = 1J
(2) 動(dòng)能定理內(nèi)容:合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化
表達(dá)式 W合=Ek=1/2mv^2-1/2mv0^2
適用范圍:恒力做功,變力做功,分段做功,全程做功
5.重力勢(shì)能
(1) 定義:物體由于被舉高而具有的能量. 用Ep表示
表達(dá)式 Ep=mgh 是標(biāo)量 單位:焦耳(J)
(2) 重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系
W重=-Ep
重力勢(shì)能的變化由重力做功來(lái)量度
(3) 重力做功的特點(diǎn):只和初末位置有關(guān),跟物體運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)
重力勢(shì)能是相對(duì)性的,和參考平面有關(guān),一般以地面為參考平面
重力勢(shì)能的變化是絕對(duì)的,和參考平面無(wú)關(guān)
(4) 彈性勢(shì)能:物體由于形變而具有的能量
彈性勢(shì)能存在于發(fā)生彈性形變的物體中,跟形變的大小有關(guān)
彈性勢(shì)能的變化由彈力做功來(lái)量度
6.機(jī)械能守恒定律
(1) 機(jī)械能:動(dòng)能,重力勢(shì)能,彈性勢(shì)能的總稱
總機(jī)械能:E=Ek+Ep 是標(biāo)量 也具有相對(duì)性
機(jī)械能的變化,等于非重力做功 (比如阻力做的功)
E=W非重
機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化
(2) 機(jī)械能守恒定律: 只有重力做功的情況下,物體的動(dòng)能和重力勢(shì)能
發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能保持不變
表達(dá)式: Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 成立條件:只有重力做功
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