高中物理力學(xué)知識匯總.doc

高中物理力學(xué)知識匯總1.功(1)定義：力與物體位移的矢量之積叫這個力的功。(2)功是標(biāo)量，沒有方向，但有正負(fù)2.功率(1)平均功率：表示力在一段時間平均做功的快慢。(2)瞬時功率：表示力在某瞬間或某一位置做功的快慢。4.動能定理：(1)內(nèi)容：外力對物體做的總功(代數(shù)和)等于物體動能的變化。(3)應(yīng)用動能定理解題，一般比應(yīng)用牛頓第二定律解題要簡便，故在一般討論力與位移關(guān)系的題目中，優(yōu)先考慮使用動能定理。(4)應(yīng)用動能定理解題的步驟：第一，選取研究對象，明確它的運(yùn)動過程。廣 東 高 考 在 線 微 信 平 臺第二，分析研究對象的受力情況和各個力做功情況：受哪些力?每個力是否做功?做正功還是做負(fù)功?做功多少?然后求它們做功的代數(shù)和。5.勢能(1)重力勢能：EP=mgh，h是物體重心到零勢能面的高度差。重力勢能是物體與地球共有的，其大小與零勢能面的選取有關(guān)。重力勢能是標(biāo)量，但有“正”，“負(fù)”值，正值表示物體重心在零勢能面以上，負(fù)值表示物體重心在零勢能面以下。重力對物體做多少正功，物體的重力勢能就減少多少;反之，重力對物體做多少負(fù)功，物體的重力勢能就會增加多少，即(2)彈性勢能：物體因發(fā)生彈性形變而具有的勢能叫彈性勢能，為理解和記憶方便，可以給讀者給出公式：k是彈簧的勁度系數(shù)，x是彈簧的形變量，本公式僅適用于彈簧的彈性勢能，考試中不要求用此公式計(jì)算。6.機(jī)械能守恒(1)內(nèi)容：在只有重力(或系統(tǒng)內(nèi)彈力)做功的情形下，物體的重力勢能(或彈性勢能)和動能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總的機(jī)械能保持不變。(2)機(jī)械能守恒的成立條件：第一，只有重力做功;第二，只有彈簧彈力做功;第三，重力，彈簧彈力都做功，三個條件中滿足任何一個都可以。貳例題分析例1.汽車發(fā)動機(jī)的功率為60kW，若其總質(zhì)量為5t，在水平路面上行駛時，所受阻力恒定為5.0103N。試求：(1)汽車所能達(dá)到的最大速度。(2)若汽車以0.5m/s2的加速度由靜止開始做勻加速運(yùn)動，這一過程能維持多長時間?解析：(1)當(dāng)汽車達(dá)到最大速度時，其a=0，合外力為零點(diǎn)評：機(jī)車起動過程中，發(fā)動機(jī)的功率指牽引力的功率，發(fā)動機(jī)的額定功率指的是該機(jī)器正常工作時的最大輸出功率，實(shí)際輸出功率可在零和額定值之間取值。(1)機(jī)車以恒定功率運(yùn)動：若在平直道路上運(yùn)動過程中所受阻力f不變。運(yùn)動后的情況是，由于牽引力機(jī)車的速度達(dá)到最大，以后機(jī)車將做勻速直線運(yùn)動。(2)機(jī)車從靜止做勻加速運(yùn)動。機(jī)車以恒定加速度運(yùn)動時，開始牽引力不變，當(dāng)其速度增大至一定值v時，其功率達(dá)到最大值P，此時有以后若再使它們的速度增加，由于機(jī)車的功率不變，機(jī)車的牽引力減小，從而加速度也減小，直至加速度a=0時，機(jī)車速度最大，以后將做勻速直線運(yùn)動，做勻速直線運(yùn)動的速度由上可見，在功率不變的情況下，機(jī)動車的牽引力F與速度v成反比，但若功率可變，即實(shí)際功率小于額定功率時，當(dāng)機(jī)動車的牽引力增大時，只要增大實(shí)際功率，運(yùn)動速度也可增大。例2.人的心臟每跳一次大約輸送810-5m3的血液，正常人血壓(可看做心臟壓送血液的壓強(qiáng))的平均值約為1.5104Pa，心跳約每分鐘70次，據(jù)此估測心臟工作的平均功率約為_W。解析：設(shè)想人的血液是在一圓柱形血管中被輸送，血管截面積為S，則作用力F=pS，血液被輸送的距離點(diǎn)評：與實(shí)際相聯(lián)系的物理題目，情景新穎，條件隱蔽，要求具有較強(qiáng)的分析推理能力，能從試題中提取有用信息，善于還原物理模型，靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決問題。例3.如圖1所示，物體在離斜面底端4m處由靜止滑下，若動摩擦因數(shù)均為0.5，斜面傾角37，斜面與平面間由一小段圓弧連接，求物體能在水平面上滑行多遠(yuǎn)。解析：物體在斜面上受重力mg、支持力N1、摩擦力f1的作用，沿斜面加速下滑(=0.5解法一：對物體在斜面上和平面上時進(jìn)行受力分析，如圖2所示，知下滑階段：解法二：物體受力分析同上物體運(yùn)動的全過程中，初、末狀態(tài)速度均為零，對全過程應(yīng)用動能定理點(diǎn)評：(1)在應(yīng)用動能定理解題時，認(rèn)真分析物理過程，認(rèn)真分析受力都是非常必要的，若不先明確物體在各段的受力情況、力的大小和方向及對應(yīng)位移，不明確功的“+”“-”號的意義，就很容易出錯。(2)上例中，物體運(yùn)動的全過程中，加速度是變化的，但初、末狀態(tài)速度均為零，而力與位移均為已知或待求，顯然取全程為研究過程列式比分兩個階段列式要簡單。例4.如圖3所示，總長為L的光滑勻質(zhì)鐵鏈跨過一個光滑的輕小滑輪，開始時底端相齊，當(dāng)略有擾動時其一端下落，則鐵鏈剛脫離滑輪的瞬間的速度多大?解析：解法一：由于鐵鏈在運(yùn)動過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒。設(shè)鐵鏈單位長度的質(zhì)量為，且選鐵鏈初狀態(tài)下端所在平面為零勢能面，則初狀態(tài)鐵鏈的機(jī)械能解法二：分析同上，但不設(shè)等勢面，鐵鏈剛離開滑輪時與初狀態(tài)相比，減少的重力勢能為例5.如圖4所示，質(zhì)量都為m的A、B兩環(huán)用細(xì)線相連后分別套在光滑細(xì)桿OP和豎直光滑細(xì)桿OQ上，線長L=0.4m，將線拉直后使A和B在同一高度上都由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動到使細(xì)線與水平面成30角時，A和B的速度分別為vA和vB，求vA和vB的大小。解析：將vA、vB都分解成平行于細(xì)線和垂直于細(xì)線的兩個分速度(如圖5)，由于在運(yùn)動過程中線的長度不變，A和B在沿線的方向上相對速度為零，即在平行于線的方向上，A和B的分速度相等，利用這一條件可求出A和B的速度vA和vB的大小之比，再由機(jī)械能守恒定律列方程可求vA、vB的大小。由圖5可知例6.如圖6所示，質(zhì)量為M、內(nèi)有半徑為R的半圓形軌道的槽體放在光滑平面上，左端緊靠一臺階，質(zhì)量為m的小物體從A點(diǎn)由靜止釋放，若槽內(nèi)光滑，求小物體上升的最大高度。解析：小物體m向下運(yùn)動過程中，槽體靜止不動時，只有重力做功，m的機(jī)械能守恒;m過了最低點(diǎn)后，M在m的壓力下向右加速運(yùn)動，此時m一邊相對M沿圓弧向上滑，一方面隨M一起向右加速運(yùn)動，m與M組成的系統(tǒng)只有重力和內(nèi)部彈力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)m滑到最高點(diǎn)時，m相對于M速度為零，m和M具有共同的向右的速度。設(shè)小物體由A落