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专题五机械能机械能专题复习解题方法机械能方面的知识是高中物理重点内容之一,对于“功能”方面的问题分析常用方法归纳如下
一、“四法”求力做的功要点提示:在计算功是一般有以下四种方法
1.公式法,注意F为恒力,S为相对地面的位移.或由公式W=Pt求,不论力F是恒力还是变力,只涉及功率和时间,利用W=Pt来求.
2.动能定理法合外力的功等于物体的动能变化,
3.功能关系法涉及多种能量形势的情况,已知能量的变化,求某变力的功
4.机械能守恒法从机械能发生变化原因列方程例1.汽车发动机的额定功率是60kW,汽车质量是5t,当汽车在水平路面上行驶时,设汽车所受的阻力是车重的
0.1倍,若汽车从静止开始保持以1m/s2的加速度作匀加速直线运动,取g=10m/s
2.试问
①这一过程能维持多长时间?
②在该过程中机车克服摩擦力做了多少功?分析此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率,若在额定功率下起动,则一定是交加速运动,因为牵引力随速度的增大而减小.求解时不能用匀变速运动的规律来解.特别注意匀加速起动时,牵引力恒定.当功率随速度增至预定功率时的速度(匀加速结束时的速度),并不是车行的最大速度.此后,车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动.(这阶段类同于额定功率起动)直至a=0时速度达到最大.解
①机车所受的滑动摩擦力为f=
0.1G=
0.1×5000×10=5000N设机车的牵引力为F,由牛顿第二定律得 F-f=ma即F=ma+f=5000×1+5000=10000N由P=Fv可得机车所能达到的最大速度v=P/F=60000/10000=6m/s由v=at可得机车在这一过程维持的时间为t=v/a=6/1=6s
②下面通过几种方法来求在该过程中机车克服摩擦力做的功方法1.根据功的定义求机车在此过程中通过的位移为=18m摩擦力做的功为Wf=fs=5000×18=90000J方法2.根据动能定理求由动能定理可得,由此可得==90000J方法3.根据能的转化与守恒求机车的牵引力所做的功有两个去向,一部分转化为机车的动能,另一部分转化为克服摩擦力做的功,根据能的转话与守恒可得==90000J方法4.根据公式W=Pt...。