机械能
机械能的名词解释
机械能的名词解释
机械能(kinetic energy)是指物体由于运动而具有的能量,它可以表现为动能和势能两种形式。
当物体处于静止状态时,它没有机械能。
机械能可以通过物体的质量和速度来计算。
根据能量守恒定律,机械能的总量是不变的。
当一个物体失去一部分机械能时,它必须通过运动来释放能量,以保持它的能量平衡。
在工程和机械领域,机械能的应用非常广泛。
例如,电动机和内燃机等机械设备可以利用机械能来驱动它们的工作。
在建筑和土木工程中,机械能可以用来提高工作效率,减少劳动力成本。
总之,机械能是一种非常重要的能量形式,它对于人类社会的进步和发展起到了重要的作用。
动能和机械能
动能和机械能动能和机械能是物理学中常用的两个概念,在描述物体运动和能量转换过程时具有重要的作用。
动能指的是物体由于运动而具有的能量,而机械能则是由物体的位置和状态决定的能量。
本文将对动能和机械能进行详细的探讨和解释。
一、动能动能是指物体由于运动而产生的能量,它与物体的质量和速度有关。
根据经典力学中的基本原理,动能的大小可以通过以下公式来计算:动能 = 1/2 ×质量 ×速度的平方其中,质量指的是物体的质量,速度的平方表示物体的速度的平方值。
可以看出,动能与质量成正比,与速度的平方成正比。
当物体的质量增加或者速度增加时,动能也会增加。
动能的单位是焦耳(Joule),常用于描述物体的能量大小。
在实际应用中,我们经常用动能来衡量物体的储能状态和能力。
例如,一个运动员在比赛中跑步的动能越大,他的速度就越快,能量转化的效率也就越高。
二、机械能机械能是指物体的位置和状态所具有的能量。
它是动能和势能的总和,可以表示为:机械能 = 动能 + 势能其中,动能是由物体的运动所产生的能量,势能是由物体的位置和状态所决定的能量。
在经典力学中,可以将势能分为重力势能和弹性势能两种。
重力势能是指物体在重力场中由于位置的不同而具有的能量,可以用以下公式计算:重力势能 = 质量 ×重力加速度 ×高度其中,质量是物体的质量,重力加速度是地球上的重力加速度,高度是物体相对于某一参考点的高度。
由于重力加速度和高度均为常数,可以看出重力势能与物体的质量和高度成正比。
弹性势能是指物体由于形变而具有的能量,主要用于描述物体的弹性性质。
它的大小可以通过以下公式来计算:弹性势能 = 1/2 ×弹性常数 ×形变的平方其中,弹性常数是物体的弹性系数,形变表示物体由于受力而引起的形状变化。
可以看出,弹性势能与弹性常数和形变的平方成正比。
三、动能和机械能之间的转化动能和机械能之间可以相互转化,具体取决于物体的运动和位置变化。
判断机械能是否变化的情况
判断机械能是否变化的情况在物理学中,机械能是指物体的动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量,而势能是物体由于位置或状态而具有的能量。
机械能守恒定律指出,在没有外力做功和没有能量损失的情况下,一个物体的总机械能保持不变。
但是,在实际情况下,机械能可能发生变化。
下面将讨论几种常见的情况,以判断机械能是否发生变化。
1.物体在受力作用下的运动:当一个物体受到外力作用时,它的机械能可能会发生变化。
根据动能定理,当一个物体在外力作用下沿着力的方向运动时,它的动能会增加;相反,当物体运动的方向与外力的方向相反时,它的动能会减少。
这表示机械能在这种情况下是不守恒的。
2.系统内部势能的变化:当一个系统中的物体发生位置或状态的改变时,它的势能可能会发生变化,从而导致机械能的变化。
例如,当一个物体被抬高时,它的重力势能会增加,而动能会减少。
另外,当一个弹簧被拉伸或压缩时,弹性势能会增加,而动能会减少。
因此,系统内部发生势能的转化会导致机械能的变化。
3.能量耗散:在实际情况下,机械能可能会因为各种能量损失而发生变化。
例如,当一个物体在摩擦力的作用下运动时,动能会转化为热能和声能,这导致机械能的减小。
同样地,空气阻力会导致物体在空中运动时机械能的损失。
此外,碰撞也可能导致机械能的损失,因为动能会转化为形变能或声能。
4.外力做功:如果一个物体受到外力做功,机械能会发生变化。
根据功与能量的关系,当外力对物体做功时,物体的机械能会增加;相反,当物体对外力做功时,机械能会减少。
这说明机械能在这种情况下是不守恒的。
综上所述,机械能在许多情况下是不守恒的,如物体在受力作用下的运动、系统内部势能的变化、能量耗散以及外力做功等。
然而,在一些特殊情况下,机械能可能会保持不变,例如在没有外力做功和没有能量损失的情况下,机械能守恒定律适用。
机械能、动能与势能
机械能、动能与势能引言在物理学中,机械能是一个关键概念,它涉及到物体的动能和势能。
了解这些概念对于理解物体在运动过程中的能量转换和能量守恒律至关重要。
本文将介绍机械能、动能和势能的概念、计算方法以及它们在物理中的应用。
机械能机械能是物体在运动过程中的总能量,表示为E_m。
机械能可以分解为动能和势能的和。
动能是物体由于运动而具有的能量,势能是物体由于位置而具有的能量。
动能动能(kinetic energy)是物体由于运动而具有的能量。
动能的计算公式为:动能 = 1/2 * m * v^2其中,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
势能势能(potential energy)是物体由于位置而具有的能量。
常见的势能包括重力势能、弹性势能和化学势能等。
•重力势能(gravitational potential energy)是物体由于离地面高度而具有的能量。
重力势能的计算公式为:重力势能 = m * g * h其中,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体离地面的垂直高度。
•弹性势能(elastic potential energy)是物体由于形变而具有的能量。
弹性势能的计算公式取决于物体的弹性恢复系数和变形量。
•化学势能(chemical potential energy)是物体由于化学反应而具有的能量。
化学势能的计算方法因具体情况而异。
能量守恒能量守恒定律是物理学中一个重要的定律。
根据能量守恒定律,一个系统中的能量总量在封闭系统中保持不变。
在考虑摩擦阻力等因素的情况下,机械能在一个系统中可以转化为其他形式的能量,但总能量仍然保持不变。
能量转换的示例包括自由落体过程中动能的转化为重力势能,以及弹簧振动过程中动能和弹性势能的转化。
应用机械能、动能和势能的概念在各个领域具有广泛的应用。
在工程领域,了解机械能和势能的转换可以帮助工程师设计高效的机械系统和优化能源利用。
在运动领域,了解动能可以帮助运动员提高自己的运动效率和能量转化率。
机械能和内能知识点
机械能和内能 知识点一、机械能(一个物体如果能够对另一个物体做功,这个物体就具有能量)(一个物体如果能够对另一个物体做功,这个物体就具有能量)动能1、动能:物体由于、动能:物体由于 而具有的能量。
而具有的能量。
2、影响动能大小的因素:、影响动能大小的因素: 和 。
(要求会探究,注意控制变量法)(要求会探究,注意控制变量法) (质量不同的小车从同一斜面的同一高度自由滑下,到达水平面时速度大小相等)(质量不同的小车从同一斜面的同一高度自由滑下,到达水平面时速度大小相等) 势能1、弹性势能:物体由于发生、弹性势能:物体由于发生 而具有的能量。
而具有的能量。
2、在一定限度内,形变物体的、在一定限度内,形变物体的 越大,其越大,其 能就越大。
能就越大。
3、重力势能:、重力势能: 的物体具有的的能量。
的物体具有的的能量。
4、影响重力势能大小的因素:、影响重力势能大小的因素: 和 。
(要求会探究,注意控制变量法)(要求会探究,注意控制变量法) 机械能(要求会指出物体具有什么形式的机械能)机械能(要求会指出物体具有什么形式的机械能) 统称为机械能。
统称为机械能。
动能和势能的转化(会从例子中指出能量的转化)动能和势能的转化(会从例子中指出能量的转化)二、内能1、内能:物体内所有物体内所有 做无规则运动的做无规则运动的 和 的总和。
一切物体在任何时候,内能都不可能为零。
体在任何时候,内能都不可能为零。
2、内能与温度的关系:物体的温度升高,其内能、内能与温度的关系:物体的温度升高,其内能 ,反之内能,反之内能 。
物体的内能不只与温度有关:对于同一个物体,可以说温度越高,内能越大;但“温度越高的物体,内能就越大”这种说法是错误的。
越高的物体,内能就越大”这种说法是错误的。
3、热运动:物体内部大量分子的无规则运动。
、热运动:物体内部大量分子的无规则运动。
“墨水在冷热水中的扩散”实验表明:温度越高,分子无规则运动得越快。
机械能与功率
机械能与功率在物理学中,机械能和功率是两个重要的概念,它们分别描述了物体的能量和能量的转化速率。
机械能是指物体在运动或变形过程中所具有的能量,包括了动能和势能。
功率则是描述了物体在单位时间内完成的功或转化的能量。
本文将详细介绍机械能和功率的概念、计算方法以及它们在实际生活中的应用。
一、机械能的概念机械能是指物体由于运动或变形而具有的能量,它包括了动能和势能两个部分。
动能是描述物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关,可以用公式K=1/2mv^2来计算,其中K表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
势能是描述物体由于位于某一位置而具有的能量,它与物体的质量、重力加速度和物体相对于某一参考位置的高度有关,可以用公式P=mgh来计算,其中P表示势能,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体相对于参考位置的高度。
机械能的总值等于动能和势能的和,即E=K+P。
在物体运动或变形的过程中,动能和势能之间可以相互转化,但机械能的总量恒定不变。
二、功率的概念功率是描述物体在单位时间内完成的功或转化的能量的大小,它与物体所做的功以及所花费的时间有关。
功是描述物体由于力的作用而进行的能量转化,可以用公式W=F·s来计算,其中W表示功,F表示作用力,s表示物体所受力的方向上的位移。
功率可以用功除以时间来计算,即P=W/t。
功率的单位是瓦特(W),常用的较小单位是千瓦特(kW)。
三、机械能和功率的计算和转化根据机械能的定义,我们可以通过计算物体的动能和势能来得到物体的机械能。
动能的计算需要知道物体的质量和速度,势能的计算需要知道物体的质量、重力加速度和物体相对于参考位置的高度。
功率的计算需要知道物体所做的功以及所花费的时间。
功可以通过计算物体所受力的大小和物体在力的方向上的位移来得到。
在实际应用中,机械能和功率有着广泛的应用。
例如,在机械工程中,机械能的概念可以应用于轮子的滚动、弹簧的伸缩等问题的分析。
机械能
v A B
h
EK
EP
C
D
机械能守恒定律的表述: 1. 在只有重力做功的情况下,物体动能和势能 发生相互转化,但机械能的总量保持不变。 2. 公式表述:
1 2 1 2 mv1 mgh1 mv 2 mgh 2 2 2 1 2 1 2 mv1 mv2 mgh2 mgh1 2 2
SF Fcos37 f 0.8F (mg 0.6F ) =8.4 N SW SFS 42J
SW WF WG WN W f 42J
B 功率
power
三、功率
1、物理意义:表示做功的快慢。 2、定义:p39 3、大小:
W P t
适用于求某一段时间内的平均功率 P Fv cos q 即可求平均功率,也可求瞬时功率
3)当q = 90°时, cosq =0,W=0。 力对物体不做功,力对物体的运动既不推动也不阻碍。
例:一质量为5kg的物体,放在动摩擦因数为0.2 的水平支持面上,受到与水平方向成37°角的斜 向上方20N的拉力作用在水平方向发生5m的位移。
求:(1)拉力所做的功。 (2)合外力对物体所做的总功。 f
∵速度大小相同,∴一样大。
手持式喷水枪,截口面积为0.6cm2,喷出水的速度为 12m/s,水的密度是1×103kg/m3,问:每秒射出的动 能为多少?
A vt
做功与物体动能有怎样的关系呢?
物体原来具有速度v0,且水平 草地对小车的阻力为f,在外 力F作用下,速度达到vt,如 图,则此过程中,合外力做功 f 与动能间又存在什么关系呢? 合外力做的总功:
②重力做功用来量度重力势能的变化。 WG=-△EP 重力对物体做正功,物体的动能减少; 重力对物体做负功,物体的动能增加。
了解机械能与能量转换
了解机械能与能量转换机械能是物体由于位置或者运动而具有的能量。
它包括了动能和势能两个部分。
动能是由物体的运动所带来的能量,而势能则是由物体在某个位置所具有的能量。
当物体发生运动或者位置改变时,机械能会发生转换。
在此文章中,我们将详细探讨机械能的概念和能量转换的原理。
一、机械能的概念机械能是物体由于位置和运动而具有的能量。
它是由动能和势能叠加而成。
动能是物体由于运动而产生的能量,公式为:动能=1/2mv²,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
动能与物体的质量和速度的平方成正比。
例如,一个质量为2kg的物体以速度为10m/s运动,则它的动能为:1/2*2*10²=100J。
势能是物体在某个位置所具有的能量,可以通过物体的高度、弹性形变或者其他与位置相关的因素来描述。
常见的势能有重力势能和弹性势能。
重力势能是由于物体的高度而产生的能量,公式为:重力势能=mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
弹性势能是由于物体的弹性形变而产生的能量,公式为:弹性势能=1/2kx²,其中k为弹性系数,x为形变量。
通过计算物体的重力势能和弹性势能,我们可以得到物体所具有的势能。
二、能量转换的原理能量转换是指物体的机械能在不同形式之间的相互转换。
在自然界中,能量是不会消失的,只会转化为不同的形式。
机械能的转换可以通过以下几种方式实现:1. 动能转换为势能当物体由静止状态开始运动时,它的动能逐渐增加,同时势能逐渐减小。
例如,一个人站在高楼的窗户上准备跳下来,初始状态下他具有较高的势能但没有动能。
当他跳下来时,势能逐渐转化为动能,直到着地时,势能减小为零,动能达到最大值。
2. 势能转换为动能与上述情况相反,当物体从高处下落时,它的势能逐渐减小,而动能逐渐增加。
例如,一个摆钟在最高点具有最大的势能,但没有动能。
当摆钟开始下落时,势能逐渐转化为动能,直到达到最低点时,势能减小为零,动能达到最大值。
求机械能的计算公式
求机械能的计算公式机械能是物理学中一个重要的概念,它包括动能和势能。
咱们先来说说动能,动能的计算公式是$E_{k}=\frac{1}{2}mv^2$,这里的$m$表示物体的质量,$v$表示物体的速度。
而势能又分为重力势能和弹性势能。
重力势能的计算公式是$E_{p}=mgh$,其中$m$依旧是物体质量,$g$是重力加速度,$h$是物体相对参考平面的高度。
弹性势能的计算公式是$E_{p}=\frac{1}{2}kx^2$,$k$是弹簧的劲度系数,$x$是弹簧的形变量。
我记得有一次在课堂上,给学生们讲解机械能的计算公式时,发生了一件特别有趣的事儿。
当时我正在黑板上写着各种公式,然后转身问大家:“同学们,谁能告诉我,如果一个小球从高处自由下落,它的机械能会怎么变化?”这时候,平时特别调皮的小明一下子举起了手,我心里还在犯嘀咕,这小子能说出个啥。
结果他站起来大声说:“老师,小球下落的时候,速度越来越快,动能变大,高度降低,重力势能变小,但是机械能不变!”我当时特别惊喜,笑着表扬他:“小明同学说得非常对,看来认真听讲啦!”咱们再来说说动能这个公式,就拿汽车来说吧。
一辆车速度越快,它的动能就越大。
要是两辆质量相同的车,一辆开得慢悠悠,一辆风驰电掣,那风驰电掣的那辆车动能可就大多啦。
速度的平方在动能的计算中起着关键作用,速度稍微增加一点,动能就能增加好多。
重力势能呢,想象一下你爬山。
当你在山脚下的时候,重力势能小,越往山顶爬,高度增加,重力势能也就跟着变大。
就像你背着书包爬山,越往上爬就越觉得累,这就是因为你的重力势能在不断增加呀。
弹性势能也不难理解。
家里的弹簧床垫大家都见过吧?你往下压它,它就储存了弹性势能,你一松手,它就弹起来了。
劲度系数越大,形变量越大,弹性势能也就越大。
在实际生活中,机械能的转化无处不在。
比如说游乐场里的过山车,当过山车从高处俯冲下来的时候,重力势能转化为动能,速度变得超快,让人感觉特别刺激。
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。
机械能包括什么
机械能包括什么
机械能包含动能加势能。
机械能指:在不计摩擦和介质阻力的情况下物体只发生动能和势能的相互转化且机械能的总量保持不变,也就是动能的增加或减少等于势能的减少或增加,即机械能守恒定律。
机械能概述
机械能与整个物体的机械运动情况有关。
当有摩擦时,一部分的机械能转化为内能,在空气中散失,另一部分转化为动能或势能。
所以在自然界中没有机械能守恒,那么达芬奇提出的永动机就不可能被制造出来,即没有永动机。
动能单位J(焦耳)定义:物体由运动而具有的能,能对其他物体做功,叫做动能。
决定动能大小的因素是物体的质量和速度。
力学中的机械能与动量
力学中的机械能与动量力学是物理学中的一个重要分支,研究物体运动的力学定律。
在力学的研究过程中,机械能和动量是两个核心概念。
机械能是物体在运动中具有的能量,而动量则是运动物体的特性之一。
本文将详细探讨力学中的机械能与动量的相关理论和应用。
一、机械能的概念与计算机械能是由物体的动能和势能组成的。
动能是物体由于运动而具有的能量,计算公式为:动能 = 1/2mv²,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,常见的势能有重力势能和弹性势能。
重力势能是物体在重力作用下具有的势能,计算公式为:重力势能= mgh,其中m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体相对于参考点的高度。
弹性势能是物体由于形变所具有的势能,计算公式为:弹性势能 = 1/2kx²,其中k为弹性系数,x为物体的形变量。
机械能可以通过动能和势能的叠加来计算,公式为:机械能 = 动能+ 势能。
在一个封闭系统中,机械能的总量是守恒的,即机械能的增加或减少仅由物体内部的能量转化决定。
二、动量的概念与计算动量是物体运动的一个重要特性,用来描述物体的运动状态。
动量的计算公式为:动量 = mv,其中m为物体的质量,v为物体的速度。
动量是一个矢量量,具有大小和方向。
根据牛顿第二定律,力的大小等于质量乘以加速度,即:F = ma。
应用牛顿第二定律可以推导得到,物体动量的变化量等于物体所受力的大小乘以作用时间,即:Δp = FΔt,其中Δp为物体动量的变化量,F 为物体所受的合力,Δt为作用时间。
在一个封闭系统中,动量的总量也是守恒的,即系统内物体的动量之和保持不变。
这就是著名的动量守恒定律,它是力学中一个重要的基本定律。
三、机械能与动量的应用机械能与动量的理论不仅用于解释物体运动的规律,还有广泛的应用。
以下是两个常见的应用场景:1. 碰撞问题:在物体碰撞过程中,机械能和动量的守恒原理可以帮助我们计算和分析碰撞结果。
机械能的名词解释(一)
机械能的名词解释(一)机械能的名词解释机械能是物体的动能(kinetic energy)和势能(potential energy)之和的总称。
动能是物体由于运动而具有的能量,势能是物体由于位置而具有的能量。
以下是与机械能相关的名词解释及举例说明:动能(Kinetic Energy)•描述:物体由于运动而具有的能量。
•例子:当一个小球以一定的速度滚动时,它具有动能。
小球质量为m,速度为v,动能可以用公式Eₖ = 1/2 * m * v²来计算。
势能(Potential Energy)•描述:物体由于位置而具有的能量。
•例子:当一个弹簧被压缩时,它具有弹性势能。
压缩弹簧的势能可以用公式Eₖ = 1/2 * k * x²来计算,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的压缩或伸长的距离。
弹性势能(Elastic Potential Energy)•描述:物体由于被拉伸或压缩而具有的势能。
•例子:弓箭被拉开时,弓的弦储存了弹性势能。
拉开弓箭的势能可以通过弓的劲度系数和拉开的距离来计算。
重力势能(Gravitational Potential Energy)•描述:物体由于位置在地球重力场中而具有的势能。
•例子:当一个物体被抬起时,它具有重力势能。
重力势能可以通过物体的质量、重力加速度和高度来计算。
机械能守恒定律(Law of Conservation of Mechanical Energy)•描述:在没有外力做功和能量损失的情况下,一个系统的机械能保持不变。
•例子:当一个滑块在一个无摩擦的水平面上滑动时,由于没有外力做功和能量损失,滑块的机械能保持恒定。
以上是关于机械能的名词解释及相关示例。
机械能的理解对于理解物体的运动和能量转换非常重要。
通过理解机械能的不同形式,可以更好地解释物体的行为和现象。
机械能公式知识
第五章机械能一、功:功等于力和物体沿力的方向的位移的乘积;1、计算公式:w=Fs;2、推论:w=Fscosθ, θ为力和位移间的夹角;3、功是标量,但有正、负之分,力和位移间的夹角为锐角时,力作正功,力与位移间的夹角是钝角时,力作负功;二、功率:是表示物体做功快慢的物理量;1、求平均功率:P=W/t;2、求瞬时功率:p=Fv,当v是平均速度时,可求平均功率;3、功、功率是标量;三、功和能间的关系:功是能的转换量度;做功的过程就是能量转换的过程,做了多少功,就有多少能发生了转化;四、动能定理:合外力做的功等于物体动能的变化。
1、数学表达式:w合=mv t2/2-mv02/22、适用范围:既可求恒力的功亦可求变力的功;3、应用动能定理解题的优点:只考虑物体的初、末态,不管其中间的运动过程;4、应用动能定理解题的步骤:(1)、对物体进行正确的受力分析,求出合外力及其做的功;(2)、确定物体的初态和末态,表示出初、末态的动能;(3)、应用动能定理建立方程、求解五、重力势能:物体的重力势能等于物体的重量和它的速度的乘积。
1、重力势能用E P来表示;2、重力势能的数学表达式: E P=mgh;3、重力势能是标量,其国际单位是焦耳;4、重力势能具有相对性:其大小和所选参考系有关;5、重力做功与重力势能间的关系(1)、物体被举高,重力做负功,重力势能增加;(2)、物体下落,重力做正功,重力势能减小;(3)、重力做的功只与物体初、末为置的高度有关,与物体运动的路径无关五、机械能守恒定律:在只有重力(或弹簧弹力做功)的情形下,物体的动能和势能(重力势能、弹簧的弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
1、机械能守恒定律的适用条件:只有重力或弹簧弹力做功;例:2、机械能守恒定律的数学表达式:3、在只有重力或弹簧弹力做功时,物体的机械能处处相等;例:4、应用机械能守恒定律的解题思路(1)、确定研究对象,和研究过程;(2)、分析研究对象在研究过程中的受力,判断是否遵受机械能守恒定律;(3)、恰当选择参考平面,表示出初、末状态的机械能;(4)、应用机械能守恒定律,立方程、求解;中国最大的教育门户网站E度高考网。
机械能、内能及其转化
第十章 机械能和内能 【2 】一、机械能1.能量:界说:物体可以或许对外做功,我们就说这个物体具有能量.单位:焦耳(J ).能量是表示物体对外做功本领大小的物理量,所以能量 与功的单位雷同. 懂得:一个物体“可以或许做功”并不必定“要做功”,也不是“正在做功”或者“已经做功”. 2.动能:界说:物体因为活动而具有的能量. 影响身分:物体的速度与质量(221mv E k =) 探讨办法:掌握变量法和转换法.结论:物体的速度越大.质量越大,动能就越大. 3.势能:分类:重力势能和弹性势能(1)重力势能:界说:物体因为被抬高所具有的能量. 影响身分:物体的相对高度和质量(mgh E p =). 探讨办法:掌握变量法和转换法.结论:物体的质量越大地位越高,重力势能越大.留意:一个物体重力势能的若干取决于零势能面的拔取,物体的地位高度是指物体相对于零势能面的高度. (2)弹性势能:界说:物体因为产生弹性形变而具有的能量. 影响身分:物体的弹性形变程度与材料(材料的弹性). 探讨办法:掌握变量法和转换法.结论:物体的弹性越好.弹性形变越大,弹性势能越大. 4.机械能:界说:动能与势能的总和称为机械能.机械能守恒定律:内容:一个物体只有重力或弹力做功时,只会产活泼能与势能之间的转化,机械能的总量保持不变,我们就说机械能守恒.例:质量必定的物体,假如从高处加快下落时,只受重力感化,不受空气阻力,则动能越来越大,重力势能减小,全部进程中,重力势能逐渐转化为动能,机械能守恒;若下落进程中有空气阻力,则除了重力做功外还有其它力做功,部分重力势能转化为动能,但还有部分重力势能转化为物体的内能(摩擦生热),机械能不守恒.二、内能1.分子动理论:(1)物资构成:一切物体都是由分子和原子构成;(2)分子热活动:分子在不停的做无规矩活动;(3)互相感化力:分子间消失着互相感化的引力和斥力.2.集中现象:不同的物资接触时,彼此进入对方的现象.3.集中现象表明分子在活动和分子间消失间隙.4.温度反应了构成物资的大量分子做无规矩活动的激烈程度,即温度越高,分子的无规矩活动越激烈;大量分子的无规矩活动叫热活动.5.分子动能:界说:分子因为无规矩活动而具有的能量.影响身分:物体温度和分子质量.结论:物体温度越高.构成物体的分子质量越大,分子动能越大.6.分子势能:界说:因为分子间的互相感化力而具有的能量.影响身分:分子质量与分子间距(物体的状况).7.内能:物体内部所有的分子具有的分子动能和分子势能的总和称之为内能.影响身分:物体的质量(分子个数).温度和状况.结论:同种物资质量越大,温度越高,内能越大.8.转变内能的方法:(1)做功(摩擦.撞击.紧缩.膨胀等);外界对物体做功,物体内能增大;物体对外界做功,物体内能削减;做功的本质是不同种类的能量的转化.(2)热传递(热辐射.热传导.对流等);本质是同种能量的转移,老是从高温物体传递到低温物体,当温度雷同时(热均衡),热传递停止.9.温度.内能.热量的差别与接洽(1)差别(2)接洽:温度的变化,可以转变一个物体的内能.传递热量的若干可以量度内能转移的若干.物体只接收或放出热量,他的内能产生转变,但温度不必定转变.如晶体在熔化(或凝固)时要不断地接收(或放出)热量,内能要增长(或削减),但温度不变.三、物资的比热容1.比热容:界说:某种物资温度升高(或下降)所接收(或放出)的热量与其质量和温度变化量乘积的比,叫做这种物资的比热容(tm Qc Δ=). 单位:焦耳每千克摄氏度 )℃/(•kg J物理意义:表示物资吸热(或放热)才能的物理量.探讨办法:掌握变量法(掌握质量和温度变化量一样)和转换法(以加热时光的若干表示接收热量的若干).当不计热量损掉时,放吸Q Q =留意:比热容是物资的一种特征.它的大小与物资的种类与状况有关,与质量.体积.温度.密度.外形等无关.)/(J 102.43C kg c °•×=水,因水的比热容较大,所以水可以用来调骨气温.取暖.作冷却剂等.2.导出公式:3.热均衡方程:(不计热量损掉).(计热量损掉);在一般题型中,若不计热量损掉,则在热传递进程中,接收的热量等于放出的热量.如有热量损掉,则放出的热量等于接收的热量与损掉的热量之和.四.机械能与内能的转化1.热值:界说:某种燃料完整燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值.(或)单位:焦耳每千克(J/kg )或焦耳每立方米(J/m3) 2.热机:界说:把内能转化为机械能的机械叫热机. 3.内燃机:分类:汽油机和柴油机.工作进程:(1)吸气冲程:进气门打开,排气门封闭,活塞由汽缸最上端向下活动;(2)紧缩冲程:进气门和排气门封闭,活塞由汽缸最下端向上活动,汽缸内温度升高,气压增大,机械能转化为内能;(3)做功冲程:进气门和排气门封闭,活塞由汽缸最上端向下活动,汽缸内温度下降,气压削减,内能转化为机械能;的数目 递内能若干的量度 收”或“放出”(4)排气冲程:进气门封闭,排气门打开,活塞由汽缸最下端向上活动.汽油机与柴油机的差别:(1)构造:在汽缸顶部汽油机是火花塞,柴油机是喷油嘴;(2)吸气冲程:汽油机吸入的是汽油与空气的混杂物,柴油机吸入的是空气;(3)焚烧方法:汽油机是点燃式,柴油机是压燃式(柴油机将空气吸入汽缸后,在紧缩冲程将空气紧缩成高温(温度超过柴油的可燃点)高压的气体,再将柴油经由过程喷油嘴喷入汽缸,柴油碰到高温气体产生自燃).(4)柴油机比汽油机轻盈.效力高.功率大;柴油机一般运用于须要较大动力的机械中,如拖沓机.坦克.汽船.载重汽车等;汽油机一般运用于小型轿车.摩托车等.数目关系:冲程数=2倍曲轴转数=2倍飞轮转数=4倍工作轮回=4倍做功次数4.火箭:构造:火箭重要由燃料箱.氧化剂箱.输送装配.燃烧室和尾部喷口.道理:火箭运用的是喷气式发念头,喷气式发念头的燃料在燃烧室内燃烧产生高温.高压的气体,这种气体从发念头尾部以极高的速度喷出,同时产生很大的反冲推力,推念头身向前活动.喷气式发念头种类:(1)空气喷气发念头:只携带燃料,运用外界空气助燃;(2)火箭喷气发念头:本身携带燃料和氧化剂,不需外界空气助燃.5.效力:用来做有效功的那部分能量Q有效与燃料完整燃烧所放出的热量Q放之比叫做热机的效力6.燃料缺陷:煤.石油.自然气等燃料燃烧后会产生二氧化碳.二氧化硫等废气,大气中的二氧化碳含量增长,会加剧温室效应,使地球变暖,二氧化硫是产生酸雨的重要原因.。
机械能及其转化
机械能及其转化一、引言在物理学中,机械能是指物体由于位置、速度和形状而具有的能量。
机械能的转化是指物体从一种形式的机械能转变为另一种形式的过程。
机械能转化是物质运动的基本规律之一,广泛应用于各个领域,例如机械工程、能源工程等。
本文将介绍机械能的定义、机械能的转化以及实际应用。
二、机械能的定义机械能是由物体的位置和速度所决定的能量形式。
它包括两个部分:动能和势能。
2.1 动能动能是由物体的速度所决定的能量形式。
根据牛顿第二定律可以得到动能的定义公式:$K = \\frac{1}{2}mv^2$,其中K表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
动能是物质运动的基本能量形式,当物体的速度增加时,动能也随之增加。
2.2 势能势能是由物体的位置所决定的能量形式。
常见的势能有重力势能、弹性势能等。
以重力势能为例,根据物体在重力场中的位置可以得到势能的定义公式:U=mgℎ,其中U表示势能,m表示物体的质量,g 表示重力加速度,ℎ表示物体的高度。
势能是物体在一定位置上具有的能量,当物体的高度增加时,势能也随之增加。
三、机械能的转化机械能的转化是指物体从一种形式的机械能转变为另一种形式的过程。
常见的机械能转化有:3.1 动能转化为势能当物体从静止状态开始运动时,其动能逐渐增加。
当物体达到一定高度时,动能转化为势能。
这种转化常见于自由落体运动、抛体运动等情况。
例如,一个自由落体的物体在下落过程中,动能逐渐减小,而势能逐渐增加。
3.2 势能转化为动能当物体从一定高度下落时,其势能逐渐减小。
当物体达到地面时,势能转化为动能。
这种转化常见于物体从高处下落、弹簧压缩等情况。
例如,一个从桥上跳下的人,在下落过程中,势能逐渐减小,而动能逐渐增加。
3.3 动能转化为机械能除了动能和势能之间的转化,机械能还可以转化为其他形式的能量。
例如,当一个物体受到外力作用时,其动能可以转化为热能、光能等。
这种转化常见于摩擦力、碰撞等情况。
机械能
机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能保持不变,即动能、势能之和不变;
2、表达式:E1=E2;Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 3、适用范围:只有重力或弹力做功; 物体只受重力或弹力; 受到其他力,但其他力不做功;
例1、下列说法正确的是( )
A、物体做匀速运动,它的机械能一定守恒;
时刻和位置具有确定的速度和高度;
相对性:高度、速度都是相对量,所以机械能也是相
对量,因此计算物体机械能时也要先选参考点;
例1、下列说法正确的是(
A、物体速度越大,机械能就越大;
)
B、物体位置、速度不变,机械能就不变;
C、机械能是标量,有大小没有方向;
D、机械能变化,物体位置一定变化;
二、机械能守恒定律
机械能守恒
高一物理备课组
学习目标
1、掌握机械能的概念、表达式、性质;
2、理解机械能守恒定律的内容、条件; 3、判断和计算机械能的增加和减少量;
一、机械能
1、定义:物体的动能和势能(重力势能、弹性势能)之
和称为物体的机械能;
2、表达式:E = Ek + EP 3、性质:瞬时性:机械能是一个状态量,在某一
例5、一个轻质弹簧,固定于天花板的O点,原长L, 如图.一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出, 以速度v与弹簧在B点相接触,然后向上压缩弹簧, 到C点时物块速度为零,在此过程中( ) A.由A到C的过程中,物块的机械能
守恒;
B.由A到B的过程中,物块的动能和 重力势能之和增大; C.由B到C的过程中,▲Ep与克服弹 力做的功相等; D.由A到C的过程中,重力势能的减 少量等于弹性势能的增加量
例4、如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段
机械能守恒定律
A、如果物体(或系统)所受到的合外力为零, 、如果物体(或系统)所受到的合外力为零,
题型二: 题型二:单一物体的机械能守恒
2、如图所示,一固定在竖起平面内的光滑的半圆形轨道ABC, 、如图所示,一固定在竖起平面内的光滑的半圆形轨道 , 其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小 ,轨道在 处与水平地面相切 处与水平地面相切。 其半径 处放一小 物块,给它一个水平向左的初速度 结果它沿CBA运 物块,给它一个水平向左的初速度VO=5m/s,结果它沿 结果它沿 运 动,通过A点,最后落在水平地面上的 点。 通过 点 最后落在水平地面上的D点 点时的速率。 求(1)物块经过 点时的速率。 )物块经过A点时的速率 (2)物块下落过程中,离水平地面 时的速率(g=10m/s2) 时的速率( )物块下落过程中,离水平地面R时的速率
总结:怎样判断机械能是否守恒?
1、定义判断法: 、定义判断法: 判断法 2、做功判断法 、 3、能量转化判断法 、
题型一:机械能是否守恒的判断
3、在下列的物理过程中,机械能守恒的有( BD 在下列的物理过程中,机械能守恒的有( ) A.把一个物体竖直向上匀速提升的过程 B.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程 C.汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程 D.从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上, 从高处竖直下落的物体落在竖立的轻弹簧上, 压缩弹簧的过程,对弹簧、物体和地球这一系统 压缩弹簧的过程,对弹簧、
刚落地时速度大小为v, 【解析】设b刚落地时速度大小为 ,据机械能守恒 解析】 刚落地时速度大小为 定律 得:3mgh=mgh+1/2mv2+1/2×3mv2 × 可能到达的最大高度为H, 设a可能到达的最大高度为 ,则由机械能守恒 可能到达的最大高度为 定律得: 定律得: mgh+1/2mv2=mgH 解得: 解得:H=1.5h 故本题选B。 故本题选 。
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第七章机械能守恒定律
【知识体系简介】力和运动是物理学研究的重要内容。
我们已经学过从以牛顿定律和运动学出发研究:F、a、s和v等物理量随时间的变化规律,这种方法研究问题过份“细”,即要求得某位置或时刻的信息,常常必须把对应过程的细节研究透彻才能达到目的。
从本章开始,我们将换角度研究物体的受力与运动的关系。
时间与空间是运动的两个最基本的概念,本章将从“力的空间积累效应”研究物体运动规律,下章将从“力的时间积累效应”研究物体的运动规律。
这两种角度研究物体运动规律与从以牛顿定律和运动学出发研究的方法对比的它们的共同特点是比较“粗”,致使解决问题更简捷方便,正因如此,这两块内容在物理中的地位也极其重要,希望认真学习用心感悟。
第一节追寻守恒量
第十节能量守恒定律与能源
【课标要求】
1.初步领会能量转化、变中有恒的思想。
2.了解动能、势能的概念。
3. 知道三个宇宙速度含义和数值,会推导第一宇宙速度。
4. 会对生活的简单机械能守恒问题进行分析。
【学习重点】
1守恒思想的感悟
2.能量守恒定律的应用。
【学习难点】:
1 .守恒量寻求
2 守恒条件的把握和正确应用守恒定律解决相关问题
【思考与探究】
1.实际做一做课本P51图7.1-1所示的实验,并思考讨论下列问题:
(1)实际问题中是有阻力的,想想哪些量随时间变化?(如受力、加速度、位移、速度)
(2)如求上述问题中每一个位置的速度、加速度等你可以吗?
(3)就自己的认识本问题中涉及到哪些能量?
2.如果轨道接触面足够光滑,空气阻力也可不计,小球由左侧静止释放,再思考上
述实验中涉及的相关量。
其中哪些量是不变的量即守恒的量?( )
A.加速度; B.速度
C.机械能; D.可到达右端的最高度大
3.若上述实验改换不同质量的小球,仍保持轨道光滑不计空气阻力,上题选项又如
何?(),机械能你猜与上次实验中相等吗?(后面课程会详细学习)
4.就自己的生活阅历,能列举出哪些种类的能量:
5.就你对“守恒”的理解(举例说明):
6.阅读教材P75的能量与守恒定律,谈谈自己的理解和认识:
7.既然能量是守恒的,不可能消灭的,为什么还要开发能源、节约能源?
【课堂检测】完成导学案P70、1—6题练习(10分钟)
第二节功
【课标要求】
1.初步认识做功与能量变化间的关系。
2. 理解功的概念,知道做功的两个必要条件。
3. 明确功是标量,知道W=Flcosθ的适用适用范围,会用功的公式进行计算。
4. 理解正功、负功的概念,会根据公式计算多个力的总功。
5.初步理解化变力为恒力、处理变力做功的思想方法。
【学习重点】
1功的定义及其意义(三种形式的理解)与计算
【学习难点】
1 .正功与负功的意义
2化变力为恒力的思想方法解
【问题探究】
1.为什么要引入功?
2.怎样定义功?是矢量还是标量?
W=F·lcosθ= Fcosθ·l= Flcosθ
公式中θ的意义:
三式从物理意义上有何不同?(画图示意,式中F理解成恒力)
你如何理解”功是过程量”?
3.分别解释三种功的意义:(特别指明与速度大小的关系)
正功
零功
负功
习惯上如果某力对物体做了负功,常常说成
4.你怎样理解物理学中的“功”与生活中的“工”
5.如果一个物体受到多个力作用,若求总功,常有两种方法:先每个力的功,再求所有力功的(代数)和;先求所有力的合力(矢量和),再求这(一个)合力的功。
你认为哪种方法好,理由何在?
6.如果物体受的是变力,怎样利用功和定义式求其功?(参阅<导学>P73疑难解析第3个问题阐述)其求解方法可概括为几种情形?试作出F-l图象中功的几何图形,有何感悟?
【课堂检测】
1.用水平恒力F作用于质量为M的物体,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离S,恒力做功为W1,再用该恒力作用于质量为m(m<M)的物体上,使之在粗糙的水平面上移动S,恒力做功为W2,则两次恒做功的关系是:
A.W1>W2; B.W1<W2; C.W1=W2; D.无法判断
2.在水平粗糙地面上,使同一物体由静止开始做匀加速直线运动,第一次是斜上拉力,第二次是斜下推力,两次力的作用线与水平的夹角相同,力的大小也相同,位移大小
也相同,则:
A .力F 对物体做的功相同,合力对物体做的总功也相同;
B . 力F 对物体做的功相同,合力对物体做的总功不相同;
C .力F 对物体做的功不相同,合力对物体做的总功相同;
D . 力F 对物体做的功不相同,合力对物体做的总功也不相同。
3.以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h ,空气阻力的大小恒为f ,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为:
A .零;
B .-fh;
C .-2fh;
D .-4fh.
【附答案】1.解析:恒力的功是指F 所做的功,根据功的定义,力F 所做的功只与F 的大小及在力F 的方向上发生的位移大小积有关,不需考虑其它力的影响。
因两次的力相同,位移相同,所以功相等,选C 。
(2)合外力的功的求法:
方法1:先求出合外力F ,再利用W=Fscos θ求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,再利用合外力的功等于物体所受各力功的代数和出合外力的功。
2.解析:正确答案是B 。
根据恒力做功公式W=Fscos θ,由于F 、S 、θ都相同,故力F 做功相同。
求合力功时,先进行受力分析,受力图如图4所示,下面用两种方法求合力的功。
方法一:由于斜上拉和斜下推而造成物体对地面的压力不同,从而滑动摩擦力f=μN 的大小不同,因而合力F 合=F.cos θ-f 不同,由W 合=F 合S.cos θ知W 合不相同。
方法二:因重力和支持力不做功,只有F 和f 做功,而F 做功相同,但摩擦力做功Wf=-fscos θ 因f 不同而不同,由W 合=WF+Wf 知W 合不相同。
(3)求变力功的方法是:把物体通过各个小段所做的功加在一起,就等于变力在整个过程所做的功。
3.解析:先让学生在课堂上计算,然后对学生的解答过程进行评讲(学生可能出现的错误是错选A ,原因是他们认为整个过程的位移为零,由公式W=Fscos θ,得W=0。
) 正确的分析是:物体在上升和下降过程,空气阻力大小不变方向改变,但都是阻碍物体运动,亦即上升过程和下降过程都是做负功,所以全过程空气阻力对物体做功:
Wf=-fh-fh=-2fh.
f 1 图4。