1、第四章机械能和能源第四章机械能和能源栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源Fscos PFvmgh栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源Ep1-Ep2W合合=Ek2-Ek1 重力和系统重力和系统内弹簧弹力内弹簧弹力栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源功的正、负判断和计算功的正、负判断和计算栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源(3)从能量角度分从能量角度分析，此方法既适用于恒力做功，也适用于变析，此方法既适用于恒力做功，也适用于变力做功根据功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力做功根据功是能量转化的量度，若有能量转化，则必有力对物体
2、做功如果系统机械能增加，说明外界对系统做正力对物体做功如果系统机械能增加，说明外界对系统做正功；如果系统机械能减少，说明外界对系统做负功功；如果系统机械能减少，说明外界对系统做负功栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源2功的计算方法功的计算方法(1)定义法求功：公式定义法求功：公式WFscos.(2)利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下，求牵引力做的功求机车发动机的牵引力做的功实条件下，求牵引力做的功求机车发动机的牵引力做的功实际上是求变力做功，一般不能用定义法求际上是求变力做功，一般不能用定义法求解，可由功率
3、定义解，可由功率定义式变形求解，即式变形求解，即WPt.(3)利用动能定理求功：此方法主要用于求变力在短时间内做利用动能定理求功：此方法主要用于求变力在短时间内做的功，或在曲线运动中随路径变化的外力的功，或在连续多的功，或在曲线运动中随路径变化的外力的功，或在连续多个物理过程中求外力的功其优点在于将上述情况中外力做个物理过程中求外力的功其优点在于将上述情况中外力做功的复杂过程变为在合力作用下物体动能的变化功的复杂过程变为在合力作用下物体动能的变化栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源 如图所示，绳的一端固定在天花板上，通过一动滑轮将如图所示，绳的一端固定在天花板上，通过一动滑轮将
4、质量质量m10 kg的物体由静止开始以的物体由静止开始以2 m/s2的加速度提升的加速度提升3 s求绳的另一端拉力求绳的另一端拉力F在在3 s内所做的功内所做的功(g取取10 m/s2，滑轮和，滑轮和绳的质量及摩擦均不计绳的质量及摩擦均不计)栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源答案答案1 080 J栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用1机械能守恒的判断机械能守恒的判断(1)对某一物体，若只有重力对某一物体，若只有重力(或系统内的弹力或系统内的弹力)做功，其他做功，其他
5、力不做功力不做功(或其他力做功的代数和为零或其他力做功的代数和为零)，则该物体的机械，则该物体的机械能守恒能守恒(2)对某一系统，一般利用能量转化的观点来判断机械能是对某一系统，一般利用能量转化的观点来判断机械能是否守恒若物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转否守恒若物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式的能变成其他形式的能(如内能如内能)，则系统的机械能守恒，则系统的机械能守恒栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源2利用机械能守恒定律解题常用的公式利用机械能守恒定
6、律解题常用的公式(1)系统的末态机械能等于初态机械能，即系统的末态机械能等于初态机械能，即E2E1.(2)系统动能的增加系统动能的增加(或减少或减少)等于势能的减少等于势能的减少(或增加或增加)，即，即Ek增增Ep减减(3)若系统由若系统由A、B两部分组成，则两部分组成，则A增加增加(或减少或减少)的机械能等的机械能等于于B减少减少(或增加或增加)的机械能，即的机械能，即EA增增EB减减栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源 如图所示是一个横截面为半圆，半径为如图所示是一个横截面为半圆，半径为R的光滑柱面，的光滑柱面，一根不可伸长的细线两端分别连接物体一根不可伸长的细线两端分别连
7、接物体A、B，且，且mA2mB，从图示位置由静止开始释放从图示位置由静止开始释放A物体，求当物体，求当B物体到达半圆顶点物体到达半圆顶点时的速度时的速度v.栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源功能关系和能量的转化与守恒功能关系和能量的转化与守恒1能量是表征物体对外做功本领的物理量能量是表征物体对外做功本领的物理量能量的具体值往往无多大意义，我们关心的大多是能量的变能量的具体值往往无多大意义，我们关心的大多是能量的变化量能量的变化必须通过做功才能实现，某种力做功往往化量能量的变
8、化必须通过做功才能实现，某种力做功往往与某一具体的能量变化相联系，即功能关系与某一具体的能量变化相联系，即功能关系栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源2具体的功能关系具体的功能关系(1)合力对物体所做的功等于物体动能的改变，即合力对物体所做的功等于物体动能的改变，即W合合Ek2Ek1.(2)重力做功对应重力势能的改变，即重力做功对应重力势能的改变，即WGEpEp1Ep2.重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加(3)弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应，即弹簧弹力做功与弹性势能的改变相对应，即WFEpEp1Ep2.弹力做
9、正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加能增加(4)除重力除重力(或系统内的弹力或系统内的弹力)以外的其他力做的功与物体机械以外的其他力做的功与物体机械能的改变相对应，即能的改变相对应，即WE.(5)一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和等于系统内能的一对相互作用的滑动摩擦力做功的代数和等于系统内能的增量，即增量，即fs相对相对Q.栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源3用功能关系解决的两类问题用功能关系解决的两类问题(1)已知功求能量的转化或能量的数值已知功求能量的转化或能量的数值(2)已知能量转化的数值求某个力做功已知能量转化的数
10、值求某个力做功栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源 电动机带动水平传送带以速率电动机带动水平传送带以速率v匀速转动，一质量为匀速转动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为动摩擦因数为,如图所示如图所示,当小木块与传送带相对静止时当小木块与传送带相对静止时,求求:(1)小木块的位移；小木块的位移；(2)传送带转过的路程；传送带转过的路程；(3)小木块获得的动能；小木块获得的动能；(4)摩擦过程产生的内能；摩擦过程产生的内能；(5)电动机为运送木块需额外输出的能量电动机为运送木块需额外输出的能量栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源栏目栏目导引导引第四章机械能和能源第四章机械能和能源
