专题06机械能-2014年高考物理自主招生辅导讲义

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1、一。重点知识精讲和知识拓展[来源:Zxxk.Com]一、功1．恒力做功W=Fxcosα。当物体不可视为质点时，x是力的作用点的位移。2．变力做功（1）平均值法：计算随位移均匀变化的力做功，可以采用平均值法。如计算弹簧的弹力做功，可先求得=，再求出弹力做功为W=(x2-x1)=（2）图像法：当力的方向不变，其大小随在力的方向上的位移成函数关系变化时，作出力—位移图像（即F—x图），则图线与位移坐标轴围成的“面积”就表示力做的功。若已知功率随时间变化的图象，则功率—时间图像与横轴所围的面积就表示功。（3）等效法：通过因果关系，如动能定理、功能原理或

2、Pt等效代换可求变力做功。（4）微元法：就是把运动过程分成很多小段，每一小段内可认为F是恒力，用W=Fxcosα求出每一小段△x内力F所做的功，然后累加起来就得到整个过程中变力所做的功。主要用于解决大小不变、方向总与运动方向相同或相反的变力的做功问题。例如：用水平拉力F，拉着滑块沿半径为R的水平圆轨道运动一周，已知物块的质量为m，物块与轨道间的动摩擦因数为μ。则此过程中摩擦力所做的功：Wf=-μmg·2πR。二、图像法求解功和功率1、F-x图象围成的面积表示功（注意F与x方向必须相同）；2、F-v图象围成的面积表示功率（注意F与v方向必须相同）

3、；3、牵引力F随速度倒数1/v图象：F-1/v图象若为过原点的倾斜直线，则牵引力的功率不变；F-1/v图象若为平行横轴的直线，牵引力不变，汽车做匀加速直线运动；4、P-t图象围成的面积是功；5、p-V图象围成的面积对应气体做功。，若体积减小则p-V图象围成的面积是外界对气体做的功；若体积增大则p-V图象围成的面积是气体对外做的功。学科网学易学生平台，专为高三考生打造，学易，让学习更容易！学易平台，诚邀各地代理，有意者，敬请联系!9联系地址：北京市房山区星城北里综合办公楼（学科网）邮政编码：102413电话：010-58425255/6/7传真：

4、010-89313898三、动能定理1．对于单一物体（可视为质点）只有在同一惯性参照系中计算功和动能，动能定理才成立。当物体不能视为质点时，则不能应用动能定理。2．对于几个物体组成的质点系，因内力可以做功，则同样只适用于同一惯性参照系。四、势能1．重力势能：Ep=mgh2．弹性势能：3．引力势能（1）质点之间：（2）均匀球体（半径为R）与质点之间（r≥R）（3）均匀球壳与质点之间（r≥R）（r＜R）五．功能原理和能量守恒定律1.做功的过程是能量转化的过程。做了多少功，就有多少能量发生了转化。改变物体动能、势能、内能都可以通过做功来实现，做功的多

5、少一定与能量转化量相对应。2.常见做功与能量转化的对应关系：（1）合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。（2）重力做功等于物体重力势能变化的负值。（3）弹簧弹力做功等于弹簧弹性势能变化的负值。（4）除重力（或弹力）以外的力对物体做功等于机械能的变化。（5）滑动摩擦力与相对位移（相对摩擦路程）的乘积等于产生的热量。3.能量守恒定律：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其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化或转移的过程中，能量的总量不变。4、功能原理物体系外力做的功与物体系内非保守力做的功之和，等于物体系机械能的增

6、量。即学科网学易学生平台，专为高三考生打造，学易，让学习更容易！学易平台，诚邀各地代理，有意者，敬请联系!9联系地址：北京市房山区星城北里综合办公楼（学科网）邮政编码：102413电话：010-58425255/6/7传真：010-89313898典例精析典例1.如图所示，一个盛水容器两端开口，竖直放置。已知小口截面积为S1，大口截面积为S2，容器内的水不断从小口流出，此时容器中的水面与小口的高度差为h，求此时从小口流出水的速度。（流量Q=Sv）典例2.跳水运动员从高于水面H=10m的跳台自由下落，运动员质量m=60kg，其体形可等效为一长度L

7、=1.0m、直径d=0.30m的圆柱体..。忽略空气阻力，.运动员入水后,水的等效阻力F作用于圆柱体的下端面，,F的量值随入水深度Y变化的函数曲线如图所示，,该曲线可近似看作椭圆的一部分，该椭圆的长、短轴分别与坐标轴OY和OF重合。.椭圆与Y轴相交于Y=h处,与F轴相交于5mg/2处。为了确保运动员的安全，试计算水池中水的深度h至少等于多少?(水的密度rρ=1.0×103kg/m3)学科网学易学生平台，专为高三考生打造，学易，让学习更容易！学易平台，诚邀各地代理，有意者，敬请联系!9联系地址：北京市房山区星城北里综合办公楼（学科网）邮政编码：1

8、02413电话：010-58425255/6/7传真：010-89313898典例3．（18分）如图所示，一根跨越一固定的水平光滑细杆的柔软、不可伸长