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1、物理培训辅导,陇南师范高等专科学校物理辅导组,物理培训总框架,1 力、物体的平衡2 直线运动3 牛顿运动定律4 曲线运动、万有引力定律5 机械能6 动量7 机械振动和机械波8 热学,9 电场10 恒定电流11 磁场12 电磁感应13 交变电流14 电磁场、电磁波15 光的传播16 光的波动性17 原子核、量子初步,五 机械能,4,1、功（1）功的定义：力和作用在力的方向上通过的位移的乘积。是描述力对空间积累效应的物理量，是过程量。定义式：其中F是力，a是力的作用点位移（对地），是力与位移间的夹角。,5,（2）功的大小的计算方法：恒力的功可根据 进行计算，本公式只适用于恒力做功。根据，计算一段时
2、间内平均做功 利用动能定理计算力的功，特别是变力所做的功。根据功是能量转化的量度反过来可求功。,6,2、功率（1）功率的概念：功率是表示力做功快慢的物理量，是标量。（2）功率的计算 平均功率：（定义式）表示时间t内的平均功率，不管是恒力做功，还是变力做功，都适用。瞬时功率：，P和v分别表示t时刻的功率和速度，为两者间的夹角。,7,（3）额定功率：发动机正常工作时的最大功率。（4）实际功率：发动机实际输出的功率，它可以小于额定功率，但不能长时间超过额定功率。交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率。,8,以恒定功率P启动：机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动，
3、后以最大速度 v m=P/f 作匀速直线运动。以恒定牵引力F启动：机车先作匀加速运动，当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F，而后开始作加速度减小的加速运动，最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。,9,3、动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。表达式：动能是描述物体运动状态的物理量。动能是物体运动的状态量，而动能的变化EK是与物理过程有关的过程量。,10,4、动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。表达式（1）动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的。但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况。（2）功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解，故动能定理无分量式。
4、,11,5、重力势能（1）定义：地球上的物体具有跟它的高度有关的能量，叫做重力势能。重力势能是地球和物体组成的系统共有的，而不是物体单独具有的。重力势能的大小和零势能面的选取有关。重力势能是标量，但有“+”、“-”之分。,12,（2）重力做功的特点：重力做功只决定于初、末位置间的高度差，与物体的运动路径无关。（3）做功跟重力势能改变的关系：重力做功等于重力势能增量的负值。,13,6、弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。弹性形变越大，弹性势能越大 同样，即弹力对物体做功等于弹簧弹性势能增量的负值。弹力对物体做功也与路径无关，只跟始、末位置有关。,7、机械能守恒定律（1）动能和势能（重力势
5、能、弹性势能）统称为机械能。（2）机械能守恒定律：在只有重力（或弹力）做功的情形下，物体动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。（3）机械能守恒定律的表达式,15,说明：机械能守恒的对象是系统，不是单个物体。系统内各物体间的相互作用力叫内力；系统外的物体对系统内的物体的作用力叫外力。对于地球和物体组成的系统，重力是内力。若以地球为参照系，可以将物体和地球系统的机械能简略称为物体具有的机械能，即 机械能的大小由物体的状态决定，即由物体的位置（高度）和速度决定。,（4）系统机械能守恒的三种表示方式：系统初态的总机械能E1 等于末态的总机械能E2，即E1=E2 系统减少的总
6、重力势能E P减 等于系统增加的总动能E K增，即E P减=E K增 若系统只有A、B两物体，则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能，即E A减=E B增,17,（5）判断机械能是否守恒的方法 用做功来判断：分析物体或物体受力情况（包括内力和外力），明确各力做功的情况，若对物体或系统只有重力或弹力做功，没有其他力做功或其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。用能量转化来判定：若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化，则物体系统机械能守恒。对一些绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞等问题，除非题目特别说明，机械能必定不守恒，完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒。,18,8、功能关
7、系 当只有重力（或弹力）做功时，物体的机械能守恒。重力对物体做的功等于物体重力势能的减少：W G=E p1 E p2。合外力对物体所做的功等于物体动能的变化：W 合=E k2-E k1（动能定理）。除了重力（或弹力）之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化：W F=E2-E1,19,例1、如图2所示，某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一周这个力F做的总功应为（）A、0J B、20J C、10J D、20J.,20,【解析】把圆周分成无限个小元段，每个小元段可认为与力在同一直线上，故W=FS，则转一周中各个小元段做功
8、的代数和为W=F2R=102J=20J。,例2、质量m=10kg的物体放在二楼平台上，每层楼高3m，下列说法正确的是()(g=10m/s 2)A该物体的重力势能一定为300JB将物体从二楼移到一楼重力做功为300JC该物体的重力势能只可能为正D物体从二楼到一楼的重力势能改变量可能为正也可能为负【解析】重力势能的大小具有相对性，与零势能面的选取有关，而重力势能的改变量则与重力所做的功相对应，重力的功与零势能面的选取无关，所以B选项正确。,21,例3、如图7所示，在倾角为30的斜面上，一条轻绳的一端固定在斜面上，绳子跨过连在滑块上的定滑轮，绳子另一端受到一个方向总是竖直向上，大小恒为F=100N的
9、拉力，使物块沿斜面向上滑行1m(滑轮右边的绳子始终与斜面平行)的过程中，拉力F做的功是().100J.150J.200J.条件不足，无法确定 分析与解析：拉力F做的功等效为F1、F2两个恒力所做功的代数和。即W=F1S+F2Scos60,而F1=F2=F=100N,所以W=FS(1+cos60)=150J。,22,图7,例4、汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动一小段时间保持匀加速直线运动，则()A不断增大牵引功率B不断减小牵引功率C 保持牵引功率不变D不能判断牵引功率怎样变化【解析】开始运动，v不断增大，而保持合外力不变，根据公式F合=F牵f，由P=F牵v得正确选项。,23,例5、“神州
10、六号”火箭返回舱利用降落伞系统和缓冲发动机进一步降低着陆阶段的下降速度，为防止地面气流通过降落伞拖动已经着陆的返回舱，在着陆前几秒钟，必须自动切断伞绳，使返回舱在缓冲发动机工作下平稳着陆。对于该过程，下述说法中正确的是()A伞未切断时机械能守恒B伞切断后机械能守恒C、整个过程机械能不守恒D下落过程重力势能减小，动能增加，机械能不变【解析】在整个过程中，空气阻力和缓冲发动机都对“神舟六号”做功，所以机械能不守恒。,24,例6、从高处释放一个小球，恰好压在正下方竖直的轻弹簧上，在小球的加速度为零的时刻，达最大值的物理量是()A重力势能B重力的瞬时功率C弹簧和小球所组成的系统的机械能D弹性势能 加速
11、度为0时，速度最大，但未到达最低点，即弹簧未压缩到最短，故重力的瞬时功率最大，弹性势能未达到最大，而整个过程机械能守恒。,25,例7、质量50kg的人沿着长150m、倾角为30的斜坡从坡底走到坡顶，他的重力势能增加量是()(g取10m/s2)A37500J B75000J C3750J D64952J 重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功。,26,例8：“神舟六号”飞船载着两位航天员沿椭圆轨道绕地球运行，飞船在从近地点到远地点运动的过程中()A它的速度大小不变，加速度为零 B地球对它的万有引力做负功，引力势能减小 C地球对它的万有引力减小，动能减小，引力势能增大 D地球对它的万有引力不做功
12、，动能和引力势能都不变 C(由 可知r越大，速度越小，从近地点到远地点运动的过程，速度减小，动能减小，万有引力做负功，引力势能增加),例9：汽车在平直公路上以恒定功率从静止开始出发，汽车是()A先作加速运动，然后作减速运动 B一直作匀加速运动 C先作加速度不断减小的加速运动，然后作匀速运动 D先作匀加速运动，再作匀速运动 恒定功率起动的过程包括两个阶段变加速阶段和匀速阶段,例10、下列物体在运动过程中，均不考虑空气的阻力，则属于机械能不守恒的是 A.垂直电场方向入射的带电粒子与地球和电场组成的系统 B.垂直磁场方向入射的带电粒子与地球和磁场组成的系统 C.做斜抛运动的物体与地球组成的系统 D.
13、撑杆起跳过程的运动员与杆和地球组成的系统 A(电场力对置于其内的带电粒子做功，机械能不守恒，故A正确；而带电粒子在磁场中受洛伦兹力，但它永不做功，机械能守恒；C、D只有重力或系统内的弹力做功，机械能守恒),29,例11、如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上。其正上方A位置有一只小球。小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零。小球下降阶段下列说法中正确的是：A在B位置小球动能最大 B在C位置小球动能最大 C从AC位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加 D从AD位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加,分析与解：小球动能的增加用合外力做功来量度，AC小球受的合力一直向下，对小球做正功，使动能增加；CD小球受的合力一直向上，对小球做负功，使动能减小，所以B正确。从AC小球重力势能的减少等于小球动能的增加和弹性势能之和，所以C正确。A、D两位置动能均为零，重力做的正功等于弹力做的负功，所以D正确。选B、C、D。,
