《机械能》复习(PPT课件)

分析：年总发电量除以 365再除以4，得每次涨（落） 潮发出的电能，在除10%得每次海水势能的变化E，设平 h 均潮差为h，则有 E Shg ，于是可求h. 2 由年发电量和总功率求出年发电时间，在除以365天， 得每天平均满负荷发电时间.
解：每次海水的势能变化量
E=1.07×107÷365÷4÷10%=7.33×104kwh =2.64×1011J，因此
②计算式：P Fv cos ，其中θ是力与速度间的夹 角 .用该公式时，要求 F为恒力 .当 v为即时速度时， 对应的P为即时功率；当v为平均速度时，对应的 P为平均功率. 重力的功率可表示为 P G mgv ，仅由重力及物 体的竖直分运动的速度大小决定.
功率的计算
跳绳是一种健身运动，设某运动员的质量是50kg，他一分 钟跳绳180次，假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间 2 占跳跃一次所需时间的 5 ，则该运动员跳绳时克服重力 做功的平均功率是—W.（g取10m/s2 ) 分析：运动员每次克服重力所做的功就等于他重力势能 的增量.跳一次的时间 t=60/180=1/3 s， 每次在空中的时间 t’=1/3×3/5=1/5 s. 每次跳起的高度
k 总
3.对“动能定理”的学习指导
动能定理是力的空间积累作用规律，在不涉及加速 度和时间时，能用牛顿定律加运动学公式解的问题， 都能用动能定理解题，而且更简便.另外，动能定理 还适用于非匀变速运动.
合外力做的功等于物体动能的变化.这里的合外力指 物体受到的所有力，包括重力.
运用动能定理解题的关键：分清楚哪些力对物体做 功，做正功还是做负功. 技巧：应用动能定理解多过程问题时可把多过程看 成整体列方程，更简便.
应用动能定理解题步骤：
1.确定研究对象和研究过程.
2.对研究对象进行受力分析.（周围物体施予研究对 象的所有的力）. 3. 写出合外力做的功，或分别写出各个力做的功 . （如果研究过程中物体受力情况有变化，要分别写 出该力在各个阶段做的功.） 4.写出物体的初、末动能.
5.列式求解.
1 例3.斜面倾角为α，长为L，3 段AB光滑，BC段
2
2
0
点评：这种命题方式与通常习惯不同，审
题要仔细.要正确理解“机械能为零”表示 零势能面已经选定这一物理内涵.
功能关系
做功的过程是能量转化的过程，功是能的 转化的量度. 功是一种过程量，能是一种状态量，两者 的单位都是（J），但不能说功就是能. 动能的增量由外力做的总功来量 度： E W —— 这就是动能定理.
点评：用动能定理比用牛顿定律和运动学方程解
题方便得多.
2
例4.已知奔跑中主要的功是随着每迈一步对腿的加速 和减速完成的，腿离开地面时，腿从静止直到接近 等于身体速率v，然后再回静止状态，往复循环.现考 虑一个以 5m/s 奔跑的 60kg 的人，他每条腿的质量为 9kg ，设步子长度为 2m. 求两腿的输出功率；再设肌 肉的效率仅约0.25，求每秒人的能量消耗.
分析：在上升过程中腿部肌肉做的功等于腿的动能变
化，即 mv ,在腿回到静止的过程中，拮抗肌也要做等 2 量的功，所以每迈一步，腿肌做功等于 mv
1 2 2
例5.潮汐发电就是利用潮水涨落产生的水位差来发电.由于 太阳和月球对海水的作用力（引潮力）与它们的质量成正 比，与它们到地球的距离的三次方成反比，太阳与月球对 海水的引潮力大小之比为 1∶0.46. 建于浙江江厦的双向潮 汐电站是我国第一座潮汐电站 . 它利用海水每天涨落两次， 共能进行四次发电 . 已知其年发电量为 1.07×107kwh, 总功 率为3.20×103kw, 已知该发电站水库面积为S=2.50×106m2， 电站的总效率为10%，则每次涨、落潮的平均潮差是＿＿ ＿m.则该电站每天平均满负荷发电的时间为＿＿＿h.
高二统测 复习
功：W=FScos
功
W 功率: P Fv cos t
1 2 E mv 动能： k 2
功 和 能
能
势能：重力势能 E p mgh
1 2 E E E mgh mv 机械能： p k 2
功能 关系
功是能量转化的量度——W=△E
1 1 2 2 W mv mv 动能定理： 合 2 t 2 0
粗糙，质量为 m的木块从斜面顶端无初速下滑， 到达C端时速度刚好为零.求物体和BC段间的动 B 摩擦因数μ.
C
A
分析：以木块为对象，下滑全过程用动能定理：重力 做的功为 m gLsin 2 摩擦力做的功为 mgL cos ，支持力不做功.初、末 3 动能均为零. 3 由动能定理可解得 tg .
h
2E 4.6m Sg
平均每天满负荷发电时间: t=1.07×107÷1.07×107÷365=9.2
h
1
2
1
2
2
1
2
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点 评
求总功有两种方法：
一种是先求出合外力，然后求总功，表达式为
W F S cos
另一种是总功等于各力做功的代数和，即
W W W
1 2
合外力还是矢量，本题的合外力 F与位移的 夹角无法确定，不一定就等于.
2.对“功率”的学习方法指导
功率——描述做功快慢的物理量 W ①按定义：P ，所求出的功率是时间t内的 t 平均功率.
可用无限分小法来求 , 过程无限分小后可认为每小段是 恒力做功.
功的计算举例
例1.如图所示，物体受到二 个水平恒力F 和 F 相作用，F1和F2互垂直，物体沿光滑 水平面从A点运动到B点的过程中，位移为 S，AB连线与 F 间的夹角为，则下面关 于外力做的功的表达式一定正确的是： F2 (A) F F s B (B) (F1+F2) S ﹚ (C) F1Scos + F2Ssin A F1 (D) F1Ssin + F2Scos
1 1 机械能 2 mgh1 mv1 mgh2 mv22 守恒定律 2 2
1.对“功”的学习方法指导
功——是力的空间积累效应，它和位移相对应.
恒力做功可用 注意：
①F和S是对应同一个物体的；
②某力做的功仅由F、S和决定. 变力做功可用动能定理
W Fs cos
W= △ E k ；
h g
1 2
t 2

2
1 12 10 100 0.05m
得平均功率： p
W t

mgh t

50100.05
1 3
75w
知识应用 例3.长为L的轻绳一端固定，另一端系住一 质量m的小球，小球在竖直平面内做圆周 运动，在最高点时小球的速度为 v0 ，机械 能为零，则小球在最低点时机械能= 0 ，重 1 力势能= -（mg2L+ mv ) （不计空气阻力）