高一物理《机械能守恒定律》知识点

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高一物理《机械能守恒定律》知识点

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高一物理《机械能守恒定律》知识点

　　3、判断一个力是否做功的几种方法

　　根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W=Flcs α，当α=90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零.

　　根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零.

　　根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断.若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功.

　　4、各种力做功的特点

　　重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关

　　弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等.

　　摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力.摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W=F·l.

　　W总=F合lcs α，α是F合与位移l的夹角;

　　W总=W1+W2+W3+&sh;为各个分力功的代数和;

　　根据动能定理由物体动能变化量求解：W总=ΔE.

　　5、变力做功的求解方法

　　用动能定理或功能关系求解.

　　将变力的功转化为恒力的功.

　　①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等;

　　②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值=2F1+F2，再由W=lcs α计算，如弹簧弹力做功;

　　③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的°面积±即为变力所做的功;

　　④当变力的功率P一定时，可用W=Pt求功，如机车牵引力做的功.

　　二、功率

　　1.计算式

　　P=tW，P为时间t内的平均功率.

　　P=Fvcs α

　　额定功率：机械正常工作时输出的最大功率.一般在机械的铭牌上标明.

　　实际功率：机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率.

　　方式

　　过程

　　恒定功率启动

　　恒定加速度启动

　　过程分析

　　设牵引力为F

　　阶段一：

　　v↑F=v(P↓a=(F-F阻↓

　　阶段二：F=F阻a=0P=F·v=F阻·v

　　阶段一：

　　a=(F-F阻不变F不变v↑P=F·v↑，直到P=P额=F·v′

　　阶段二：

　　v↑F=v(P额↓a=(F-F阻↓

　　阶段三：

　　F=F阻时a=0v达最大值v=F阻(P额

　　运动规律

　　加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)以v匀速直线运动(对应下图中的AB段)

　　以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)匀加速运动能维持的时间t0=a(v′以v匀速直线运动，对应下图中的BC段

　　v&sh;t图象

　　三、动能

　　定义：物体由于运动而具有的能.2.公式：E=21v2.单位：焦耳()，1 =1 N·=1 g·2/s2.4.矢标性：动能是标量，只有正值.

　　四、动能定理

　　内容：所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量，这个结论叫做动能定理.

　　机械能守恒定律知识点总结

　　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=FScosθ

　　W某力功，单位为焦耳（J）

　　F某力（要为恒力），单位为牛顿（N）

　　S物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）

　　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”。

　　功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。

　　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：PWt（平均功率）

　　PFcos（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PF（P为机车输出功率，F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Ff时，速

　　度不再增大达到最大值max，则maxP/f。

　　（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为maf，速度不断增加汽车输出功率PF随之增加，当PP额定时，F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大，直至Ff时，汽车便达到最大速度max，则maxP/f。

　　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：EPmgh

　　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。

4、标量，但有正负。

　　重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面上。

　　5、单位：焦耳（J）

　　6重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。

　　7、重力做功与重力势能变化的关系

　　WEp

　　（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；

　　（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。

　　（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。

　　四、弹性势能

　　1、概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称之为弹性势能。

　　2、弹力做功与弹性势能的关系

　　WEp

　　当弹簧弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其它形式的能；当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大，其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。

　　3、势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。

　　五、动能

　　1、概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。

　　2、动能表达式：EK12m

　　3、动能定理（即合外力做功与动能关系）：WEK2EK1

　　4、理解：

　　①F合在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

　　②F合做正功时，物体动能增加；F合做负功时，物体动能减少。

　　③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。

　　4、适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。

5、应用动能定理解题步骤：

a、确定研究对象及其运动过程

　　b、分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能d列方程、求解。

　　六、机械能

　　1、机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即EEKEP。

　　2、机械能守恒定律: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。

　　3、机械能守恒条件:

　　做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功。

　　能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内

　　能量的交换，没有与外界的能量交换。

　　4、运用机械能守恒定律解题步骤：

　　a、确定研究对象及其运动过程

　　b、分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒

　　c、恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能

　　d、列方程、求解。

　　七、能量守恒定律

　　1、内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，即E机械能1E其它1E机械能2E其它2。

　　2、能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。

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