高中物理竞赛—机械能知识要点分析
高中物理《机械能》知识点总结
高中物理《机械能》知识点总结一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:.力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cosθ--某力功,单位为焦耳(--某力(要为恒力,单位为牛顿(S--物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m--力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成"物体克服某力做功"。
当时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功;当时,即力与位移垂直功为零,力不做功;当时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功;5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F、S、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W总=W1+W2+...+Wn或W总=F合Scosθ8合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体做功的快慢。
2公式:(平均功率(平均功率或瞬时功率3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma6应用:(1机车以恒定功率启动时,由(为机车输出功率,为机车牵引力,为机车前进速度机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力时,速度不再增大达到最大值,则。
(2机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力恒定为,速度不断增加汽车输出功率随之增加,当时,开始减小但仍大于因此机车速度继续增大,直至时,汽车便达到最大速度,则。
三、重力势能1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:h--物体具参考面的竖直高度3参考面a重力势能为零的平面称为参考面;b选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
高考物理机械能守恒知识点解析
高考物理机械能守恒知识点解析在高考物理中，机械能守恒定律是一个非常重要的知识点，理解和掌握它对于解决相关问题至关重要。
接下来，让我们一起深入探讨机械能守恒的相关内容。
一、机械能守恒定律的基本概念机械能包括动能和势能。
动能是物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度有关，表达式为$E_{k} ＝＼frac{1}｛2}mv^｛2}＄，其中$m$是物体的质量，＄v$是物体的速度。
势能又分为重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于被举高而具有的能量，其大小与物体的质量、高度以及重力加速度有关，表达式为$E_{p} ＝ mgh$，其中$h$是物体相对参考平面的高度。
弹性势能则是物体由于发生弹性形变而具有的能量，常见于弹簧的拉伸或压缩。
机械能守恒定律指的是在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
二、机械能守恒定律的条件机械能守恒定律成立需要满足两个条件：一是只有重力或弹力做功。
这意味着其他力（如摩擦力、拉力等）不做功，或者做功的代数和为零。
二是系统内没有机械能与其他形式能的转化。
例如，没有内能的产生、没有电能的转化等。
需要注意的是，“只有重力或弹力做功”并不意味着物体只受重力或弹力作用。
物体可以受到其他力，但只要这些力不做功或者做功的代数和为零，机械能仍然守恒。
三、机械能守恒定律的表达式机械能守恒定律常见的表达式有以下三种：1、初态的机械能等于末态的机械能，即$E_{初} ＝ E_{末}＄，具体可写为$E_{k1} ＋ E_{p1} ＝ E_{k2} ＋ E_{p2}＄。
2、动能的增加量等于势能的减少量，即$＼Delta E_{k} ＝＼DeltaE_{p}＄。
3、系统减少（或增加）的势能等于系统增加（或减少）的动能，即$＼Delta E_{p} ＝＼Delta E_{k}＄。
四、机械能守恒定律的应用机械能守恒定律在解决物理问题中有着广泛的应用，下面通过一些具体的例子来进行说明。
高三物理机械能知识点
高三物理机械能知识点物理学是自然科学中的重要分支，而机械能作为物理学中的一个重要概念，对于高三学生来说尤为重要。
了解和掌握机械能的概念、计算方法以及应用场景，对于他们的学业发展至关重要。
本文将对高三物理机械能的知识点进行深入探讨。
一、机械能的概念及其计算方法机械能是指物体在力的作用下发生的能量转化过程中，包括动能和势能两部分。
其中，动能是指物体由于运动而具有的能量，它与物体的质量和速度有关。
势能是指物体由于位置而具有的能量，它与物体的质量、重力加速度以及物体在重力场中的位置有关。
在物理学中，机械能的计算方法包括动能的计算和势能的计算。
动能的计算公式为：动能 = 1/2 * m * v²，其中m表示物体的质量，v表示物体的速度。
势能的计算公式为：势能 = m * g * h，其中m表示物体的质量，g表示重力加速度，h表示物体在重力场中的高度。
二、机械能的守恒定律机械能守恒定律是指在一个系统内，只有机械能的转化，而没有机械能的损失或增加。
在不受外力做功的情况下，一个系统的机械能守恒。
机械能守恒定律可以通过以下公式进行计算：初始机械能 = 终止机械能。
初始机械能包括系统的初始动能和初始势能，终止机械能包括系统的终止动能和终止势能。
三、机械能的应用场景机械能的概念和计算方法在生活中有广泛的应用。
以下是一些常见的机械能应用场景：1. 自行车骑行：骑行时，人的腿部运动将机械能转化为动能，使自行车前进。
2. 弹簧秤：当物体挂在弹簧秤上时，重力将物体向下拉，而弹簧秤的弹簧会将这部分动能转化为弹性势能并储存起来。
3. 滑稽玩具：滑稽玩具通常使用弹性势能来实现有趣的动作，当松开弹簧时，弹簧会释放储存的弹性势能，将玩具弹出。
4. 滑雪：滑雪是一项运用机械能的运动，通过高处下滑时的势能转化为速度和动能，实现滑下山坡的过程。
通过了解机械能的应用场景，可以更好地理解机械能概念的重要性和应用的实际意义。
四、总结高三物理中机械能是一个重要的知识点，掌握机械能的概念及其计算方法、机械能守恒定律以及应用场景对于学生的学业发展至关重要。
机械能知识点总结
机械能知识点总结一、机械能的定义机械能是指物体由于运动或位置而具有的能量。
机械能包括动能和势能两部分。
动能是物体由于运动而具有的能量，可表示为 ½mv²，其中 m 为物体的质量，v 为物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量，可表示为 mgh，其中 m 为物体的质量，g 为重力加速度，h 为物体的高度。
二、机械能守恒定律机械能守恒定律是指在没有非弹性碰撞和外力的情况下，系统的机械能保持不变。
即系统的动能和势能之和在运动过程中保持不变。
这个定律可以表示为 E = K + U = 常数，其中 E为系统的机械能，K 为系统的动能，U 为系统的势能。
三、动能1. 动能的计算动能是物体由于运动而具有的能量，可表示为 ½mv²，其中 m 为物体的质量，v 为物体的速度。
动能与物体的速度成正比，与物体的质量成二次方关系。
当速度为零时，动能也为零。
2. 动能的转化动能可以通过碰撞或运动的方式转化成其他形式的能量，例如热能、声能等。
反之，其他形式的能量也可以转化成动能。
3. 动能的单位国际单位制中，动能的单位为焦耳（J），1 焦耳等于 1 千克·米²/秒²。
四、势能1. 势能的计算势能是物体由于位置而具有的能量，可表示为 mgh，其中 m 为物体的质量，g 为重力加速度，h 为物体的高度。
势能与物体的质量和高度成正比，与重力加速度成一次方关系。
2. 势能的转化势能可以通过变换位置的方式转化成其他形式的能量，例如动能或热能。
反之，其他形式的能量也可以转化成势能。
3. 势能的单位国际单位制中，势能的单位为焦耳（J），1 焦耳等于 1 千克·米²/秒²。
五、机械能守恒定律机械能守恒定律是指在没有非弹性碰撞和外力的情况下，系统的机械能保持不变。
即系统的动能和势能之和在运动过程中保持不变。
这个定律可以表示为 E = K + U = 常数，其中 E为系统的机械能，K 为系统的动能，U 为系统的势能。
【高中物理】机械能知识要点
【高中物理】机械能知识要点1、如果一个物体能够做功，我们就说它具有能量，但具有能量的物体不一定正在做功。
2、动能和势能统称机械能，或机械能包括动能和势能，势能有重力势能和弹性势能。
3、物体由于运动而具备的能够叫做动能，影响动能大小的因素就是物体的质量和物体运动的速度，一切运动的物体都具备动能，恒定的物体动能为零，匀速运动的物体（不论匀速下降，匀速上升，匀速行进，匀速前进，只要就是匀速）动能维持不变，加速运动的物体动能减小，减速运动的物体动能增大，物体与否具备动能的标志就是：它与否运动。
4、物体由于被举高而具有的能叫重力势能，影响重力势能大小的因素是物体的质量和被举高度，水平地面上的物体重力势能为零。
位置升高的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降底的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是降底）重力势能在减小，高度不变的物体重力势能不变。
物体具有重力势能的标志：相对水平地面，物体是否被举高。
5、物体由于出现弹性应力而具备的能够叫做弹性势能，影响弹性势能大小的因素就是弹性应力的大小（对同一个弹性体而言），对同一弹簧或同一橡皮来说（在一定弹性范围内）应力越大，弹性势能越大。
物体与否具备弹性势能的标志：与否出现弹性应力。
6、人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道非匀速运行，当卫星从近地点向远地点运行时（相当于上升运动）动能减小（速度减小）势能增大（距地球中心的高度增加），这一过程卫星的动能转化为势能，当卫星从远地点向近地点运行时（相当于下落运动）动能增大（速度增大）势能减小（距地球中心的高度减小）这一过程中卫星的势能转化为动能。
在近地点上，卫星运行速度最大，动能最大，距地球最近，势能最小。
在远地点上，卫星运行速度最小，动能最小，距地球最远，势能最大。
7、分析以下事例中能的转变：1．水平面静止的物体：2．快速升空的火箭或气球：3．下坡时刹车的汽车：4．匀速下降的电梯：5．匀速下落的跳伞运动员：6．水平地面上刹车的汽车：7．出站的列车：8．扁平斜面上滑下的钢球：9．不计阻力时上抛的石块：8、当物体中空中民主自由运动时，若物体下降，则把动能转变为重力势能，若物体上升，则把重力势能转变为动能，若在转变的过程中并无阻力，则机械能的总量维持维持不变。
高中物理竞赛功能原理和机械能守恒定律知识点讲解
高中物理竞赛功能原理和机械能守恒定律知识点讲解高中物理竞赛功能原理和机械能守恒定律知识点讲解功能原理根据质点系动能定理12k k E E W W -=+内外当质点系内有保守力作用和非保守力作用时，内力所做功又可分为非保保内W W W +=而由保守力做功特点知，保守力做功等于势能增量的负值，即21P P P E E E W -=?-=保于是得到1221K K P P E E E E W W -=-++非保外)()1122P K P K E E E E W W +-+=+（非保外用E 表示势能与动能之和，称为系统机械能，结果得到12E E W W -=+非保外外力的功和非保守力内力所做功之和等于系统机械能的增量，这就是质点系的功能原理。
可以得到（外力做正功使物体系机械能增加，而内部的非保守力作负功会使物体系的机械能减少）。
功能原理适用于分析既有外力做功，又有内部非保守力做功的物体系，请看下题：劲度系数为k 的轻质弹簧水平放置，左端固定，右端连接一个质量为m 的木块（图4-7-1）开始时木块静止平衡于某一位置，木块与水平面之间的动摩擦因数为μ。
然后加一个水平向右的恒力作用于木块上。
（1）要保证在任何情况下都能拉动木块，此恒力F 不得小于多少？（2）用这个力F 拉木块，当木块的速度再次为零时，弹簧可能的伸长量是多少？题目告知“开始时木块静止平衡于某一位置”，并未指明确切的位置，也就是说木块在该位置时所受的静摩擦力和弹簧的形变量都不清楚，因此要考虑各种情况。
如果弹mkoF图4-7-1簧自然伸展时，木块在O 点，那么当木块在O 点右方时，所受的弹簧的作用力向右。
因为木块初始状态是静止的，所以弹簧的拉力不能大于木块所受的最大静摩擦力μmg 。
要将木块向右拉动，还需要克服一个向左的静摩擦力μmg ，所以只要F ≥2μmg ，即可保证在任何情况下都能拉动木块。
设物体的初始位置为0x ，在向右的恒力F 作用下，物体到x 处的速度再次为零，在此过程中，外部有力F 做功，内部有非保守力f 做功，木块的动能增量为零，所以根据物体系的功能原理有)(212121)()(020200x x k mg F kx kx x x mg x x F +=--=---μμ可得)(2x k mg F x --=μ因为木块一开始静止，所以要求k mgμ-≤0x ≤k mg μ可见，当木块再次静止时，弹簧可能的伸长是k mg μ≤x ≤k mg μ3机械能守恒定律若外力的与非保守内力的功之和为零时，0=+非保外W W 则系统机械能守恒，这就是机械能守恒定律。
高中物理竞赛讲义：机械能
专题七 机械能【扩展知识】一、功1． 恒力做功 W=Fcoα 当物体不可视为质点时，是力的作用点的位移。
2．变力做功（1）平均值法 如计算弹簧的弹力做功，可先求得=)(2121x x k +，再求出弹力做功为 W =2-1= 21222121kx kx - （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变化时，作出力—位移图像（即F —图），则图线与位移坐标轴围成的“面积”就表示力做的功。
如功率—时间图像。
（3）等效法 通过因果关系，如动能定理、功能原理或∑-=12k k E E W ∑∑∑∑-=+12k k E E W W 内外221kx E p =r m m G Ep 21-=r Mm G E p -=r Mm G E p -=R Mm G E p -=∑∑∑∑-=+12E E W W 非保守外的木块。
当斜面水平向右匀速移动 =L 33时，木块沿斜面匀速地下滑到底部。
试求此过程中木块所受各力所做的功及斜面对木块做的功。
例题2：用锤击钉，设木板对钉子的阻力跟钉子进入木板的深度成正比，每次击钉时对钉子做的功相同，已知击第一次时，钉子进入板内1cm ，则击第二次时，钉子进入木板的深度为多少例题3：质量为M 的列车正沿平直轨道匀速行驶，忽然尾部有一节质量为m 的车厢脱钩，待司机发现并关闭油门时，前部车厢已驶过的距离为L 。
已知列车所受的阻力跟质量成正比（设比例系数为），列车启动后牵引力不变。
问前后两车都停下后相距多远。
例题4：如图所示，沿地球表面与竖直方向成α角的方向，发射一质量为m 的导弹。
其初速度R GM v 0，M 为地球的质量，R 为地球半径，忽略空气阻力和地球自转的影响。
求导弹上升的最大高度。
例题5：长为的细线一端系住一质量为m 的小球，另一端固定在A 点，AB 是过A 的竖直线。
E 为AB 上一点，且AE =2l 。
过E 作水平线EF ，在EF 上钉一铁钉D ，如图所示，线能承受的最大拉力是9mg 。
机械能讲解
机械能一、功与功率：1、物理量：功（W）：作用在物体上的力使物体在力的方向上位移。
也可理解成在位移方向上有力的作用。
做功是一个过程。
功是标量公式：W=Fs·cosa式中，F可以是单个力，也可以是合力。
单位：焦耳（J）计算技巧：合外力对物体做的功等于物体所受分力所做功的代数和。
功的正负取决于F、s 的夹角，也就是力的方向与位移的方向的关系，功的正负不表示方向，而是能量的转化。
功率（P）：单位时间内完成的功，表示做功的快慢。
功率一般只是瞬时值。
P=Fv矢量积，或瞬时功率：P=Fv t·cosa有时也可以求平均功率：P=W/t，单位：瓦特（W）功率是标量对于以恒定功率运动的物体当v=v max时，物体作匀速直线运动，F=f。
功的正负取决于F、s的夹角，功的正负不表示方向，而是能量的转化。
2、汽车启动：二、功和能的常用计算公式：外力F对物体做正功，外界给物体能量，物体的能量增加，外力F对物体做负功，物体给外界能量，物体的能量减少，重力G对外界做正功，物体给外界能量，物体的势能减少，重力G对外界做负功，外界给物体能量，物体的势量增加，三、机械能1、机械能包括动能、重力势能和弹性是能。
动能：E k= 1/2 mv2重力势能：Ep= mgh重力势能可以为也可以为负，取决于零势能点。
弹性势能：Ep=1/2Kx2能量的转化通过做功来实现。
2、动能定理：合外力（包括所有的力）对物体所做的功等于物体动能的变化。
W合= E kt—E k0 = 1/2 mv t2—1/2 mv023、机械能变化：除去重力和弹力以外的合外力所做的功等于机械能变化；当除重力和弹力之外合外力做正功时机械能增加，当除重力和弹力之外合外力做负功时机械能减少。
做正功、做负功要看运动状态，除重力和弹力之外合外力与运动方向相同，做正功，机械能增加，除重力和弹力之外合外力与运动方向相反，做负功机械能减少。
在这里一定要注意同一个力在不同时刻有时做正功，优势做负功。
功和机械能知识点总结.doc
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一、机械能
1、机械能是物理学上一种形式的能量，它是物体由于运动、变形或变化而产生的能量。
2、机械能的单位是牛米（Nl），它与动能的单位kg·m2/s2 相同，可以用体积 V
来衡量，单位为 m3 。
3、机械能由动能和位能组成，它们可以分别通过质量 m 、速度 v 和长度 l 来表示。
动能=1/2mv2
位能=mgl
4、机械能的释放可以通过分解热能和光能来实现，因此，机械能也被称为“可激发
态能量”。
1、动力源利用机械能可以转换成其他能量形式，如机械、热能、光能等，是现代社
会中重要的能源利用形式。
2、机械功率也是利用机械能的重要形式，尤其是在船舶、汽车等各种机械动力驱动
装置中，几乎都需要利用机械能来达到动力提供的目的。
3、除了机械功率以外，我们还可以利用机械能来驱动电动机，通过各种链轮传动装
置来转换旋转能，实现电机的转动，从而给电器产生动力。
4、机械能还可以利用原始能源，诸如煤炭、石油等。
当原始能源通过机械装置转换
成机械能时，可以进一步利用机械能的其他形式，用于照明、供暖等功能。
机械能知识点梳理
第十章机械能、内能及其转化一、机械能知识点梳理（一）、能1.物体能对外做功，我们就说这个物体具有能。
2.物体能够做的功越多，它具有的能就越大。
3.所有能量（功、能、热量）的单位都是焦耳。
（二）、动能：1.物体由于运动具有的能叫做动能。
Ek=1/2 mv2流动的空气、抛出的保龄球、飞行的子弹、行驶的汽车、跑步的运动员2.质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；3.运动速度相同的物体，它的质量越大，它具有的动能就越大。
4.物体的动能与物体的质量和速度有关。
物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越多。
5.在探究动能大小与什么因素有关的实验中，用到了控制变量法和转换法。
（三）、重力势能：1.受到重力的物体被举高后也具有能，这种能叫作重力势能。
Ep=Gh=mgh。
高处的砖块、高处的江水、高处的重锤、高处的铁块、瀑布、流星2.质量相同的物体，高度越高，它具有的重力势能就越大；3.高度相同的物体，质量越大，它具有的重力势能就越大；4.物体的重力势能与物体的质量和高度有关。
物体质量越大，位置越高，它做功的本领就越大，物体具有的重力势能就越多。
5.在探究重力势能大小与什么因素有关的实验中，用到了控制变量法和转换法。
（四）、弹性势能：1.具有弹性的物体发生弹性形变后也具有能，这种能叫做弹性势能。
拉弯的弓、蹦床、皮筋、弹簧、篮球、撑杆、跳板2.同一弹性物体弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。
（五）、机械能1.动能和势能〔重力势能、弹性势能〕统称为机械能。
(机械能E=动能Ek+势能Ep)。
2.物体动能和重力势能〔及弹性势能〕之间是可以发生互相转化的（六）、机械能守恒定律1.内容：物体动能和重力势能〔及弹性势能〕之间是可以发生互相转化的。
在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的。
2.物体初态的总机械能等于末态的总机械能。
3.物体减少的总重力势能等于物体增加的总动能。
（七）、功能关系1.当只有重力〔或弹簧弹力〕做功时，物体的机械能守恒。
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高中物理竞赛—机械能知识要点分析（一）关于功的概念当物体在力的作用下,沿力的方向移动了一段位移时,我们就说该力对物体做了功。
其定义式是功是力在空间的积累效应。
因此,功是指力做功。
应用时应该把力对物体做功与物体对物体做功区分开。
例如:正在沿平良轨道匀速行驶的车厢内,一个入用力F推车厢,如图所示。
若问当车厢发生位移s的过程中,力F是否对车厢做了功?这本是一个不太复杂的问题,但仍有人会说力F对车厢没有做功.原因就是混淆了力做功与人做功。
示：即：221kx W关于功的概念，一对作用力和反作用力的功的理解。
物体间的作用力和反作用力,遵循牛顿第三定律,它们大小 相等、方向相反。
那么,一对作用力和反作用力若各自对对方的物体做功，它们之间有什么确定的关系吗?是否也是大小相等,而且是一正一负呢?请看下面几个实际的例子：例：如图所示,长木板置于光滑水平面上,-一个质量为m 的物体以水平速度进入木板的上表面。
进入后,物体受与其运动方向相反的摩擦力f ，木板受物体给的摩擦力)('f f -=而开始做匀加速运动。
但是只要物体的速度大于木板的速度,物体与木板之间就会发生相对运动,以上过程就会继续下去,直到它们的速度相同为止。
这过程中物体对木板的摩擦力做正功,而木板对物体的摩擦力对物体做负功。
而且这两个功的大小也不相等。
（二）机车起动的两种过程 (1)一恒定的功率起动机车以恒定的功率起动后，若运动过程所受阻力f 不变,由于牵引力F=P/v 随v 增大,F 减小.根据牛顿第二定律a=(F-f)/m=P/mv-f/m,当速度v 增大时,加速度a 减小，其运动情况是做加速度减小的加速运动。
直至F=F'时,a 减小至零,此后速度不再增大，速度达到最大值而做匀速运动，做匀速直线运动的速度是 v m =P/f,下面是这个动态过程的简单方框图v 当a=0时a =(F-f)/m 即F=f 时 保持v m 匀速达到最大v m变加速直线运动 匀速直线运动这一过程的v-t 关系如图所示 (2)车以恒定的加速度起动由a=(F-f)/m 知,当加速度a 不变时,发动机牵引力F 恒定,再由P=F ·v 知,F 一定,发动机实际输出功P 随v 的增大而增大,但当增大到额定功率以后不再增大,此后,发动机保持额定功率不变,继续增大,牵引力减小,直至F=f 时,a=0 ,车速达到最大值v m = P 额 /f,此后匀速运动 在P 增至P 额之前,车匀加速运动,其持续时间为 t 0 = v 0/a= P 额/F ·a = P 额/(ma+F ’)a(这个v 0必定小于v m ,它是车的功率增至P 额之时的瞬时速度)计算时,先计算出F,F-F ’=ma ,再求出v=P 额/F,最后根据v=at 求t在P 增至P 额之后,为加速度减小的加速运动,直至达到v m .下面是这个动态过程的方框图.匀加速直线运动 变加速直线运动匀速直线运动 v这一过程的关系可由右图所示 v m 注意:中的仅是机车的牵引力,而非车辆所受的合力,这 v 0一点在计算题目中极易出错。
实际上,飞机’轮船’火车等交通工具的最大行驶速度受到自身发动机额定功率P 和运动阻力f 两个因素的共同制约,其中运动阻力既包括摩擦阻力,也包括空气阻力,而且阻力会随着运动速度的增大而增大.因此,要提高各种交通工具的最大行驶速度,除想办法提高发动机的额定功率外,还要想办法减小运动阻力,汽车等交通工具外型的流线型设计不仅为了美观,更是出于减小运动阻力的考虑.[例] 一汽车的额定功率为P0=100KW,质量为m=10×103,设阻力恒为车重的0..1倍,取1、若汽车以额定功率起①所达到的最大速度v m②当速度v=1m/s时,汽车加速度为少?③加速度a=5m/s2时,汽车速度为多少?g=10m/s22、若汽车以的加速度a=0.5m/s2起动,求其匀加速运动的最长时间?[思路分析]1.①汽车以额定功率起动,达到最大速度时,阻力与牵引力相等,依题,所以v m=P0/F=P0/f=P0/0.1mg=10m/s②汽车速度v1=1m/s时,汽车牵引力为F1F1=P0/v1==1×105N汽车加速度为 a1a1=(F1-0.1mg)/m=90m/s2③汽车加速度a2=5m/s2时,汽车牵引力为F2F2-0.1mg=ma2 F2=6×104N汽车速度v2=P0/F2=1.67m/s2、汽车匀加速起动时的牵引力为:F=ma+f=ma+0.1mg =(10×103×0.5+10×103×10)N=1.5×104N达到额定功率时的速度为:v t=P额/F=6.7m/sv t即为匀加速运动的末速度,故做匀加速运动的最长时间为:t=v t/a=6.7/0.5=13.3s[总结] ⑴机车起动过程中,发动机的功率指牵引力的功率,发动机的额定功率指的是该机器正常工作时的最大输出功率,实际输出功率可在零和额定值之间取值.所以,汽车做匀加速运动的时间是受额定功率限制的.⑵飞机、轮船、汽车等交通工具匀速行驶的最大速度受额定功率的限制,所以要提高最大速度,必须提高发动机的额定功率,这就是高速火车和汽车需要大功率发动机的原因.此外,要尽可能减小阻力.⑶本题涉及两个最大速度:一个是以恒定功率起动的最大速度v1,另一个是匀加速运动的最大速度v2,事实上,汽车以匀加速起动的过程中,在匀加速运动后还可以做加速度减小的运动,由此可知,v2>v1[变式训练]汽车发动机的额定功率为60kw,汽车质量为5t,运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍.（1）若汽车以恒定功率启动，汽车所能达到的最大速度是多少?当汽车以5m/s时的加速度多大?（2）若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动，则这一过程能维持多长时间?这一过程中发动机的牵引力做功多少?[答案] (1)12m/s , 1.4m/s2 (2) 16s , 4.8×105J（三）势能1.由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能量叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.2.重力势能（1）物体由于受到重力作用而具有重力势能.一个质量为m 的物体，被举高到高度为h 处，具有的重力势能为：E p ＝mgh .（2）重力势能是相对的，重力势能表达式中的h 是物体的重心到参考平面（零重力势能面）的高度.若物体在参考平面以上，则重力势能为正；若物体在参考平面以下，则重力势能为负值.通常选择地面作为零重力势能面.我们所关心的往往不是物体具有多少重力势能，而是重力势能的变化量.重力势能的变化量与零重力势能面的选取无关.（3）重力势能的变化与重力做功的关系：重力对物体做多少正功，物体的重力势能就减少多少.重力对物体做多少负功，物体的重力势能就增加多少.即W G ＝－ΔE p .3.弹性势能：物体因发生弹性形变而具有的势能叫做弹性势能. 同样,可以得到靠弹簧一类弹力作用的物体间，其有弹性势能：221kx E P =4．引力势能：系统内万有引力做功也与路径无关。
习惯规定质量为m 和M 的可视为质点的物体间相距无穷远时,即势能最大时的势能为零。
利用高等数字的方法,可以得出其势能表达式为：rGMmE P -= ①对于半径为R 的均匀球体（质量为M ）和距球心为r 的质点（质量为m ）构成的系统，因为此时系统的万有引力与球体质量集中于球心时系统的万有引力相同，故系统的引力势能为：rGMmE P -=（r ≧R ） ②对于半径为R 的均匀球壳（质量为M ）和距球心为r 的质点（质量为m ）构成的系统，因为在质点处于球壳内部时，球壳对球壳内质点的万有引力等于零，引力不做功，故系统的引力势能为：r GMm E P -=（r ≧R ） RGMmE P -=（r ＜R ）（四）机械能守恒定律1.动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能：E ＝p k E E .2.在只有重力（和系统内弹簧的弹力）做功的情形下，物体的动能和重力势能（及弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变.这个结论叫做机械能守恒定律.3.判断机械能守恒的方法一般有两种：（1）对某一物体，若只有重力（或系统内弹簧的弹力）做功，其他力不做功（或其他力做功的代数和为零），则该物体的机械能守恒.（2）对某一系统，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，机械能也没有转变成其他形式的能（如没有内能产生），则系统的机械能守恒. 4.应用机械能守恒定律解题的基本步骤： （1）根据题意，选取研究对象（物体或系统）.（2）明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件.（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能（包括动能和重力势能）.（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解.功能关系的总结做功的过程就是能量转化的过程，功是能量转化的量度.在本章中，功和能的关系有以下几种具体体现：（1）动能定理反映了合外力做的功和动能改变的关系，即合外力做功的过程，是物体的动能和其他形式的能量相互转化的过程，合外力所做的功是物体动能变化的量度，即W 总=E 2k －E 1k .（2）重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程，重力做的功量度了重力势能的变化，即W G =E 1p －E 2p .（3）重力以外的力做功的过程是机械能和其他形式的能转化的过程，重力以外的力做的功量度了机械能的变化，即W G 外=E 2－E 1.（4）作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积，在数值上等于系统内能的增量.即“摩擦生热”：Q ＝F 滑·s 相对，所以，F 滑·s 相对量度了机械能转化为内能的多少. 可见，静摩擦力即使对物体做功，由于相对位移为零而没有内能产生.。