高考物理机械能源主要包括以下内容:
1. 简单机械:包括杠杆、滑轮、轮轴、斜面、棘轮和棘爪等。
2. 功和功率:功是能量转化的量度,是描述力对物体作用效果的物理量。功率是单位时间内所做的功,反映了物体做功的快慢。
3. 摩擦力:包括静摩擦和滑动摩擦。
4. 能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量不变。
5. 弹簧振子、单摆和弹簧模型等动力学的模型。
6. 机械能守恒定律:在只有重力或系统内的弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变。
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题目:一个质量为 m 的小物块,静止在光滑水平地面上,现在有一个大小为 F 的水平恒力作用在小物块上,经过时间 t 后,小物块前进的距离为 s。求:
1. 小物块的瞬时功率;
2. 小物块在力 F 作用下的平均功率。
【分析】
1.根据运动学公式求出速度,再根据瞬时功率的公式求解;
2.根据动能定理求出平均功率。
【解答】
1.小物块在水平恒力作用下做匀加速直线运动,根据运动学公式有:$s = \frac{1}{2}at^{2}$,解得:$a = \frac{2s}{t^{2}}$,根据牛顿第二定律有:$F - f = ma$,解得:$f = F - ma = F - \frac{2Fs}{t^{2}}$,小物块的速度为:$v = at = \frac{2Fs}{t^{2}}$,小物块的瞬时功率为:$P = Fv = \frac{2F^{2}s}{t^{2}}$。
2.根据动能定理有:$Fs - fs = \frac{1}{2}mv^{2}$,解得:$P_{平} = \frac{Fs}{t} = \frac{F^{2}s}{t^{2}} + \frac{F^{2}s}{t}$。