虑外力做功时,必须根据不同情况分别对待,正确表示出总功.
4.若物体运动过程中包含几个不同的子过程,解题时,可以分段考虑,也可视为一个整体过程考虑,列出动能定理方程求解.
例2 汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5×103 kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车的重力的0.05倍,若汽车始终保持额定功率不变,取g=10 m/s2,则从静止启动后,求:
(1)汽车所能达到的最大速度是多大?
(2)当汽车的加速度为1 m/s2时,速度是多大?
(3)如果汽车由启动到速度变为最大值后,马上关闭发动机,测得汽车在关闭发动机前已通过624 m的路程,求汽车从启动到停下来一共经过多少时间?
解析 (1)汽车保持额定功率不变,那么随着速度v的增大,牵引力F牵变小,当牵引力大小减至与阻力f大小相同时,汽车速度v达到最大值vm.
P额=f·vm⇒vm===24 m/s
(2)a=,则F牵=ma+f=7.5×103 N,
v===8 m/s
(3)设由启动到速度最大历时为t1,关闭发动机到停止历时t2.
mv=P额·t1-f·s1,将数据代入,得t1=50 s.
由vm=·t2
得t2=48 s.
故t总=t1+t2=98 s.
答案 见解析
三、对机械能守恒定律的理解与应用
应用机械能守恒定律解题,重在分析能量的变化,而不太关注物体运动过程的细节,这使问题的解决变得简便.
1.守恒条件:只有重力或弹力做功,系统内只发生动能和势能之间的相互转化.
2.表达式:
(1)状态式
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,理解为物体(或系统)初状态的机械能与末状态的机械能相等.