■陳翔宇

機(jī)械能是高中物理中的重要內(nèi)容之一,涉及的考點(diǎn)包括功和功率、動(dòng)能定理及其應(yīng)用、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用等,知識(shí)點(diǎn)較多也很雜,而且在填空題、選擇題和計(jì)算題等多種題型中都有出現(xiàn)。因此掌握“機(jī)械能”的基礎(chǔ)知識(shí)和求解機(jī)械能相關(guān)試題的基本思路對(duì)提升同學(xué)們的物理應(yīng)試成績(jī)和物理學(xué)習(xí)能力十分重要。

1.功和功率

功是力和在力方向上通過(guò)的位移的乘積,它包括恒力功和變力功兩種,是標(biāo)量。功的正負(fù)反映出力對(duì)物體是驅(qū)動(dòng)作用還是阻力作用。

求解恒力功的解題思路是:(1)通過(guò)受力分析找出力,通過(guò)運(yùn)動(dòng)分析找出位移;(2)確定力和位移方向間的夾角;(3)利用功的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算。

求解變力功的解題方法主要包括:(1)平均力法;(2)圖像法;(3)用功率和時(shí)間的乘積求解;(4)等效變換法;(5)動(dòng)能定理法;(6)微元法。

功率反映了力對(duì)某一對(duì)象所做功的快慢程度,功率的計(jì)算方法有兩種:(1)功率可以用功除以時(shí)間來(lái)計(jì)算;(2)功率也可以通過(guò)力乘以速度再乘以力與速度的夾角來(lái)計(jì)算,如果速度是平均速度,那么得到的是平均功率,如果速度是瞬時(shí)速度,那么得到的是瞬時(shí)功率。

2.動(dòng)能定理

動(dòng)能定理是指物體終點(diǎn)和起點(diǎn)之間的動(dòng)能差等于外力對(duì)物體做的功。在動(dòng)能定理的應(yīng)用中,物體的運(yùn)動(dòng)軌跡可以是直線或曲線,物體受到的力可以是恒力或變力。

運(yùn)用動(dòng)能定理解題的思路是:(1)選定對(duì)象,并掌握其運(yùn)動(dòng)形式;(2)分析對(duì)象受到的力和做功;(3)分別寫出終點(diǎn)和起點(diǎn)的動(dòng)能;(4)根據(jù)動(dòng)能定理列出方程式,并進(jìn)行求解。

3.機(jī)械能守恒定律

機(jī)械能守恒的條件是物體或系統(tǒng)只有重力或彈力做功,除重力和彈力外其他外力不做功或者做功之和為零。我們可以通過(guò)做功和能量轉(zhuǎn)化來(lái)判定機(jī)械能是否守恒。

應(yīng)用機(jī)械能守恒定律解題的思路是:(1)正確選取研究對(duì)象;(2)分析研究對(duì)象的受力、做功情況,判斷機(jī)械能是否守恒;(3)確定研究對(duì)象在起點(diǎn)和終點(diǎn)的機(jī)械能;(4)用機(jī)械能守恒定律列出方程;(5)求解方程,對(duì)結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明或分析。

4.功能關(guān)系及能量守恒的理解

功能關(guān)系主要包括重力做功與重力勢(shì)能、重力或彈力以外的力做功與機(jī)械能、摩擦力做功與熱能、電場(chǎng)力的功與電勢(shì)能等,其中重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能、電勢(shì)能的改變與對(duì)應(yīng)力做的功大小相等,但符號(hào)相反。功能關(guān)系的精髓是能量在轉(zhuǎn)換的過(guò)程中總量是不變的。

綜上所述,高中物理中“機(jī)械能”包括的知識(shí)點(diǎn)等內(nèi)容較多,同學(xué)們只有掌握了基礎(chǔ)知識(shí)和基本的解題思路才能提高自己的解題能力和水平。