機械能考點例析
(4)重力的功率可表示為pg=mgvy,即重力的瞬時功率等于重力和物體在該時刻的豎直分速度之積。
3.深刻理解動能的概念,掌握動能定理。
(1) 動能 是物體運動的狀態量,而動能的變化δek是與物理過程有關的過程量。
(2)動能定理的表述
合外力做的功等于物體動能的變化。(這里的合外力指物體受到的所有外力的合力,包括重力)。表達式為w=δek.
動能定理也可以表述為:外力對物體做的總功等于物體動能的變化。實際應用時,后一種表述比較好操作。不必求合力,特別是在全過程的各個階段受力有變化的情況下,只要把各個力在各個階段所做的功都按照代數和加起來,就可以得到總功。
動能定理建立起過程量(功)和狀態量(動能)間的聯系。這樣,無論求合外力做的功還是求物體動能的變化,就都有了兩個可供選擇的途徑。功和動能都是標量,動能定理表達式是一個標量式,不能在某一個方向上應用動能定理。
4.深刻理解勢能的概念,掌握機械能守恒定律。
1.機械能守恒定律的兩種表述
⑴在只有重力做功的情形下,物體的動能和重力勢能發生相互轉化,但機械能的總量保持不變。
⑵如果沒有摩擦和介質阻力,物體只發生動能和重力勢能的相互轉化時,機械能的總量保持不變。
對機械能守恒定律的理解:
①機械能守恒定律的研究對象一定是系統,至少包括地球在內。通常我們說“小球的機械能守恒”其實一定也就包括地球在內,因為重力勢能就是小球和地球所共有的。另外小球的動能中所用的v,也是相對于地面的速度。
②當研究對象(除地球以外)只有一個物體時,往往根據是否“只有重力做功”來判定機械能是否守恒;當研究對象(除地球以外)由多個物體組成時,往往根據是否“沒有摩擦和介質阻力”來判定機械能是否守恒。
③“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中,物體可以受其它力的作用,只要這些力不做功。
2.機械能守恒定律的各種表達形式
⑴ ,即 ;
⑵ ; ;
用⑴時,需要規定重力勢能的參考平面。用⑵時則不必規定重力勢能的參考平面,因為重力勢能的改變量與參考平面的選取沒有關系。尤其是用δe增=δe減,只要把增加的機械能和減少的機械能都寫出來,方程自然就列出來了。
5.深刻理解功能關系,掌握能量守恒定律。
(1)做功的過程是能量轉化的過程,功是能的轉化的量度。
能量守恒和轉化定律是自然界最基本的規律之一。而在不同形式的能量發生相互轉化的過程中,功扮演著重要的角色。本章的主要定理、定律都可由這個基本原理出發而得到。
需要強調的是:功是一個過程量,它和一段位移(一段時間)相對應;而能是一個狀態量,它與一個時刻相對應。兩者的單位是相同的(都是j),但不能說功就是能,也不能說“功變成了能”。
(2)復習本章時的一個重要課題是要研究功和能的關系,尤其是功和機械能的關系。突出:“功是能量轉化的量度”這一基本概念。
1物體動能的增量由外力做的總功來量度:w外=δek,這就是動能定理。
2物體重力勢能的增量由重力做的功來量度:wg= -δep,這就是勢能定理。