江苏省学业水平测试物理知识点复习提纲 专题3 机械能和能源

江苏省学业水平测试物理知识点复习提纲（二）
（人教版必修2适用）
专题三：机械能和能源
【知识要点】
1、功（A级）
（1）定义：物体受力的作用，并在力的方向上发生一段位移，就说力对物体做了功。
（2）公式：W=Fscosα，其中α为F与位移s的夹角，F是力的大小，s是位移大小。
（3）单位：焦耳（J），1J=1N·m
（4）功是标量：没有方向，但有正负。正负表示是动力做功、还是阻力做功，正功并不大于负功。
（ⅰ）当0<α<900时，W>0，力对物体做正功；
（ⅱ）当α=900时，W=0，力对物体不做功；
（ⅲ）当900<α<1800时，W<0，力对物体做负功或说成物体克服这个力做功。
（5）总功的计算
（ⅰ）先用平行四边形定则求出合外力，再根据W=F合scosα计算功；
（ⅱ）先分别求出各个外力做的功，再把各个外力的功代数相加。
2、功率（A级）
（1）定义：功与完成这些功所用时间的比值。
（2）公式：定义式 P=W/t ，一般用于计算平均功率。
计算式 P=F·v cosα，一般用于计算瞬时功率，其中F是力的大小，v是瞬时速度，α是F与v的夹角。对于F和v在同一直线上，可直接用P=F·v来计算。
3、动能（A级）
（1）定义：物体由于运动而具有的能叫动能。
（2）公式：Ek=1/2 mv2，是标量，动能只与速度的大小有关，而与方向无关。
4、动能定理（A级）
（1）内容：外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
（2）公式：W合=1/2 mv22－1/2 mv12
说明：动能定理适用于单个物体，这里我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力，磁场力或其他的力；W合为所有外力做的总功。
动能定理中的位移和速度必须相对于同一个参考系。
5、重力势能（A级）
（1）定义：地球上的物体具有的跟它的高度有关的能，它是物体和地球的系统所共有的。
（2）表达式：Ep=mgh，重力势能具有相对性，物体在某位置具有的势能和零势能面的选择有关。物体在两位置间的势能差和零势能面的选择无关。
（3）重力做功与路径无关：WG=-△Ep
6、机械能守恒定律(B级)
（1）物体的动能和势能的总和称为物体的机械能。
（2）定律内容：在只有重力（及系统内弹簧的弹力）作功的情形下物体的动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律。
（3）表达式：① Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 （初末势能要选同一零势能参考面）
② △Ek=-△Ep
（4）条件：系统内只有重力（或弹力）做功，其它力不做功，或虽作功但做功的代数和为零。
7、能量守恒定律 能源（A级）
（1）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另一个物体，这就是能量守恒定律。
（2）能量转化和转移具有方向性。
【例题分析】
例1、如图所示，倾角为θ的斜面上有一个质量为m的物体，在水平推力F的作用下移动了距离s，如果物体与斜面间的摩擦系数为μ，则推力做的功为（ B ）
A．Fssinθ B． Fscosθ
C．μmgscosθ D． mg(sinθ+μcosθ)s
例2、设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，若飞机以速度v飞行，其发动机功率为P，则飞机以2v匀速飞行时，其发动机的功率为 ( C )
A．2P B．4P C．8P D．无法确定
例3、质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，如图所示，若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为( D )
A．mgh，减少mg(H-h) B．mgh，增加mg(H+h)
C．-mgh，增加mg(H-h) D．-mgh，减少mg(H+h)
例4、在下列实例中，不计空气阻力，机械能不守恒的是( D )
A．作自由落体运动的物体。
B．小球落在弹簧上，把弹簧压缩后又被弹起。
C．沿光滑曲面自由下滑的物体。
D．起重机将重物匀速吊起。
例5、用落体验证机械能守恒定律的实验
（1）为进行该实验，备有下列器材可供选择
铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关． 其中不必要的器材是低压直流电源天平、秒表．缺少的器材是刻度尺、重物 ．
（2）若实验中所用重物的质量m=1㎏，打点时间间隔为0.02s，打出的纸带如图所示，O、A、B、C、D为相邻的几点，测的OA=0.78cm、OB=1.79 cm、OC=3.14 cm、OD=4.90 cm，查出当地的重力加速度g=9.80，则重物在B点时的动能EAB=0.174 J．从开始下落到B点的过程中，重物的重力势能减少量是0.176J。
s
α
F