功与能
物理学中的功与能的概念及其计算方法
物理学中的功与能的概念及其计算方法在物理学中,功和能是两个重要的概念。
功是描述物体在力的作用下所做的工作,而能则是物体具有的做功的能力。
本文将详细介绍功与能的概念以及它们的计算方法。
一、功的概念与计算方法功是力对物体做的工作,用符号W表示。
当力F作用在物体上时,它对物体的功可以用以下公式计算:W = F × s × cosθ其中,s是物体在力的方向上移动的距离,θ是力F与物体移动方向的夹角。
例如,假设有一个箱子需要推行走一段距离,推力的大小是100N,箱子的位移是10m,推力与移动方向的夹角是30°,则推行箱子所做的功可以计算为:W = 100 × 10 × cos30° = 1000J需要注意的是,功是标量,单位是焦耳(J)。
二、能的概念与计算方法能是物体具有的做功的能力,是物体具有的一种状态。
在物理学中常见的能有机械能、热能、电能等。
在此以机械能为例进行说明。
机械能是物体由于运动而具有的能量,包括动能和势能两个部分。
动能是由物体的质量和速度决定的,用符号K表示,可以用以下公式计算:K = 0.5mv^2其中,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量,用符号U表示。
例如,重力势能可以用以下公式计算:U = mgh其中,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体的高度。
在没有其他能量转换的情况下,机械能守恒,即动能和势能的总和保持不变。
三、功与能的关系功和能之间存在着密切的关系。
根据功的定义可以知道,功是力对物体做的工作,而能是物体具有的做功的能力。
可以说,能是势能转化为功的能力。
根据功的计算公式还可以推导出,功也可以用能的变化量表示。
当物体由位置A移动到位置B时,物体的势能和动能发生了变化,根据能量守恒定律,可以得到以下关系:W = ΔK + ΔU其中,ΔK表示动能的变化量,ΔU表示势能的变化量。
通过上述公式可以看到,功和能之间有着密切的联系,功是单位时间内能量的转移,同时也是能的变化量。
探讨功与能的转化及其应用
探讨功与能的转化及其应用功与能的转化及其应用导言:功与能是物理学中重要的概念,它们描述了物体在运动过程中所具有的变化和能力。
功指的是力对物体的作用所做的功,而能则表示物体所具有的能力或储存的能量。
本文将探讨功与能的转化以及它们在日常生活和工程领域中的应用。
一、功与能的关系1. 基本概念在物理学中,功被定义为力对物体做功的量。
假设一个力 F 在物体上施加一个位移 s,那么功可以用以下公式表示:功 = 力 ×位移× cosθ其中,θ 表示力和位移之间的夹角。
能则表示物体所具有的能力或储存的能量。
它可以分为动能和势能两种形式。
动能是指一个物体由于运动所具有的能量,它能够做功。
而势能则是指一个物体由于其位置而具有的能量,它也能够做功。
2. 转化关系功和能之间存在着密切的关系,它们可以相互转化。
例如,当一个物体受到外力作用而发生位移时,外力对物体做了功,将一部分能量转化为物体的动能。
反过来,当物体受到恢复力的作用而停止运动时,它的动能被转化为势能。
二、功与能的应用1. 日常生活中的应用功与能的转化在日常生活中无处不在,我们经常可以观察到这种现象。
例如,当我们骑自行车的时候,通过踩踏脚踏板,我们将肌肉的化学能转化为机械能,推动自行车前进。
又如,我们使用电子设备时,电能被转化为光能、声能等不同形式的能量,实现了电子设备的正常运行。
2. 工程领域中的应用功与能的转化在工程领域中也有广泛的应用。
以汽车发动机为例,当燃料燃烧产生的能量被转化为机械能,驱动汽车前进。
类似地,发电厂中的发电机将化学能、核能等形式的能量转化为电能,供应给社会各个领域的用电需求。
在能源方面,研究功与能的转化能够帮助我们更高效地利用能源资源。
例如,通过改进汽车发动机的设计,提高能源利用效率,减少燃料的浪费。
此外,利用可再生能源(如太阳能、风能)的技术也是功与能转化的应用之一,它们能够将自然界的能量转化为电能,为人们的生活提供可持续的能源。
功与能知识点总结
功与能知识点总结一、功与能的概念1. 功与能是物理学中的重要概念,它们是描述物体运动和变形的基本概念。
2. 功是描述力对物体所做的功,它是一个标量,表示力在物体上做的功的大小。
3. 能是物体在运动和变形过程中所具有的能力,是物体内部状态的体现。
4. 功和能一般都是以能量的形式存在,并且能量是守恒的。
二、功的基本概念1. 功的定义:在物理学中,功是作用在物体上的力对物体所做的工作,通常用W表示,其单位为焦耳(J)。
2. 功的计算:当力的方向与物体位移方向相同时,功的计算公式为W = F*s*cosθ,其中F 为力的大小,s为物体的位移,θ为力的方向与位移方向的夹角。
3. 功的性质:正功表示力对物体做正的功,即使物体的动能增加;负功表示力对物体做负的功,即使物体的动能减小;零功表示力对物体的做的功为零。
三、能的基本概念1. 能的定义:在物理学中,能是物体具有的做功的能力,通常用E表示,其单位为焦耳(J)。
2. 能的分类:能一般分为动能、势能和热能等,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,热能是物体内部微观粒子的热运动所产生的能量。
3. 能的转化:能一般是可以相互转化的,如动能可以转化为势能,势能可以转化为动能,还可以转化为热能等。
四、功与能的关系1. 功和能的关系:功是能的表现形式,是描述能的变化的量。
当力对物体做功时,物体的能量会发生变化,通过功可以计算出这种能量的变化。
2. 功和能的转化:通过对物体做功,可以使物体的能量发生变化,如将外界对物体做的功转化成物体的动能、势能等。
3. 功和能的守恒:在自然界中,动能、势能和总能量都是守恒的,能量可以相互转化,但总能量守恒。
五、功与能的应用1. 功与能在机械运动中的应用:通过对力做功和物体的能量变化的研究,可以应用在机械运动中,如物体的加速、减速、运动过程中的能量变化等。
2. 功与能在能量转化中的应用:在能量转化过程中,可以利用功和能的关系,如能源的转换、利用能、节约能源等方面。
初中物理功和能的关系
初中物理功和能的关系1. 功和能的基本概念在我们的日常生活中,功和能就像一对儿好兄弟,密不可分。
说到功,大家可能会想起运动员在比赛中拼尽全力的样子,其实,功在物理学上有个简单的定义:就是力和物体移动的距离的乘积。
听起来有点枯燥?别急,我们来具体看看。
想象一下,你在推一个重重的箱子,如果你使劲推,它向前移动了,哎呀,那你就做了功!反之,如果你只是抱着它不动,哪怕你再使劲,也是没有功可言的,这就像你在努力减肥,却总是吃着零食一样,不见成效,真让人无奈。
能量嘛,就是一个物体做功的能力。
它有很多种类,比如动能、势能,简直就像是能量界的小明星,各有各的特点。
动能是物体运动时的能量,比如你骑着自行车风驰电掣,那你可就拥有了满满的动能。
而势能呢,想象一下,你把一块石头举高高的,它的能量就叫势能了。
简单说,能量就是让事情发生变化的“动力”,没有它,什么都动不了,大家都跟“僵尸”一样。
2. 功和能的关系2.1 功是能量转化的桥梁功和能就像小情侣,紧紧相连,互相依赖。
你做功,就意味着能量在转化。
当你推箱子的时候,你的力气转化为箱子的动能,哇,听起来是不是很浪漫?如果你不推,箱子就静静地待着,就像一位不愿意跳舞的女孩。
这里要注意的是,功和能的转化不是单向的,有时候能量也可以转化回功,比如当你刹车的时候,动能转化为热能,车子慢下来,这可真是个绝妙的演出。
2.2 能量守恒定律的奇妙之处讲到这儿,能量守恒定律就闪亮登场了!这条定律就像是宇宙中的“魔法”,告诉我们在一个封闭系统中,能量是不会消失的,只会转化。
想象一下,打个篮球,你把能量施加在球上,它就飞了出去;等球落地的时候,动能转化为势能,又从高处落下,又变回动能。
这种变化不断循环,真是个精彩的循环圈,感觉就像在玩一场无尽的游戏,让人心潮澎湃。
3. 日常生活中的应用3.1 功和能的生活实例在我们的日常生活中,功和能随处可见。
比如说,你每天早上起床,要不要先用力把被子扯开,啊,那就是在做功!然后你洗漱、吃早餐,满满的能量补充,准备好迎接一天的挑战。
功和能
机械能一、功(W 单位 J )功是表示力作用一段位移(空间积累)的效果的物理量.要深刻理解功的概念,应注意以下几点:1.功的产生功是力产生的,与在力的方向的位移相对应.如果物体在力的方向上相对参照物发生了位移,就说这个力对物体做了功.因此,凡是谈到做功,一定要明确指出是哪个力对哪个物体做了功.2.做功必须具备两个因素力和物体在力的方向上相对参照物发生的位移.因此,如果力在物体相对参照物发生的某段位移里做了功,则物体应在发生那段位移的过程里始终受到该力的作用,力消失时即停止做功.3.功与运动过程、运动状态的关系力做功只和一定的运动过程有关,与物体的运动状态无关;做功的多少反映了物体在力的作用下的物理过程中能量变化的多少.4.功的计算W= Fs5.功的相对性质点运动的位移s 与选取的参照物有关,因此,同一个力对同一物体做功,由于选取参照物不同,而做功的大小不同,显然功有相对性.但是,中学阶段计算功时,一般均以地面为参照物练习:1、讨论以下情况中,人是否对物体做了功?用拖把拖地 在水平方向上搬动花盆 将物体堆起来 费了好大劲,也没能举起来2、辨析题1. 物体受了力,必定有力对它做了功。
2. 物体既受力,又发生了位移,那么一定有力对物体做了功3. 力对物体不做功,物体一定没有位移。
二、功率(P 单位 w )描述做功快慢的物理量.单位时间内所做的功定义式 :tW P练习:1.一台机器上标有“800瓦”字样,其物理意义为__________ ;工人在10分钟内把1吨货物提高3米,工人做的功为_________焦,功率为_________瓦,工人与机器比较,__________做功较快。
2.使用机械做功时,下面说法正确的是()A、功率大的机器一定比功率小的机器做功多B、功率大的机器一定比功率小的机器做功时间少C、功率小的机器可能比功率大的机器做功快D、功率小的机器可能比功率大的机器做功多3.某人用300牛的水平推力,推动一质量为100千克的物体匀速前进,已知物体前进的速度为0.8 米/秒,求:(1) 物体运动时所受的摩擦力;(2) 10秒钟内此人对物体做的功;(3) 重力做的功;(4) 此人做功的功率。
【高中物理】高中物理必修之功与能
【高中物理】高中物理必修之功与能
功W = Fs cosq (适用于恒力功的计算) ①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度
W= P·t (p===Fv) 功率:P =(在t时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv(F为牵引力,不是合外力;V为即时速度时,P为即时功率;V为平均速度时,P为平均功率; P一定时,
F与V成正比)
动能: EK=重力势能Ep = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关)
动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)。
公式: W合= W合=W1+ W2+…+Wn= DEk = Ek2 一Ek1 =
机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹
力做功).
守恒条件:(功角度)只有重力,弹力做功;(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互
转化。
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。
在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”。
列式形式:E1=E2(先要确定零势面) P减(或增)=E增(或减) EA减(或增)=EB增(或减)
mgh1 +或者 DEp减 = DEk增
除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能;滑动摩擦力和空气阻力做功W=fd
路程E内能(发热)
以上就是为大家整理的
高中物理
必修之功与能,希望同学们阅读后会对自己有所帮助,祝大家阅读愉快。
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
功与能的知识点及例题总结
功与能的知识点及例题总结一、功与能的基本概念1. 功的定义:在物理学中,功是力对物体作用所做的功。
当物体受到力的作用时,力会对物体做功,使物体的位置、速度或形状发生变化。
功的大小与力的大小和物体移动的距离有关。
2. 动能的定义:动能是物体由于运动而具有的能量。
动能的大小与物体的质量和速度有关,动能的大小可以用公式KE=1/2mv^2来表示,其中KE表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
3. 势能的定义:势能是物体由于其位置或状态而具有的能量。
势能可以分为重力势能、弹性势能等不同形式。
4. 能量守恒定律:能量守恒定律是物理学中的重要定律之一,它指出在一个封闭系统内,能量的总量是不变的,即能量在各种形式之间可以互相转化,但总能量的大小保持不变。
二、功与能的计算方法1. 计算功的方法:当一个力对物体做功时,可以用公式W=Fs*cosθ来计算。
其中W表示功,F表示力的大小,s表示物体移动的距离,θ表示力的方向与物体移动方向之间的夹角。
2. 计算动能的方法:动能的大小可以用公式KE=1/2mv^2来计算,其中KE表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
3. 计算势能的方法:势能的大小取决于物体的位置或状态,可以用不同的公式来计算不同形式的势能,比如重力势能可以用公式PE=mgh来计算,其中PE表示重力势能,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体的高度。
4. 能量守恒定律的应用:能量守恒定律可以用来解决各种物理问题,比如弹簧振子问题、滑块问题等。
三、功与能的例题分析1. 例题一:一个质量为2kg的物体受到水平方向的5N的恒定力作用,物体在力的方向上移动了3m的距离,求力对物体所作的功。
解答:根据功的计算公式W=Fs*cosθ,代入已知数据得到W=5*3*cos0°=15J,所以力对物体所作的功为15J。
2. 例题二:一个质量为1kg的物体以10m/s的速度沿水平方向运动,求物体的动能。
功和能
练习: 练习: 下列关于动能和速度的说法,正确的是( 1、下列关于动能和速度的说法,正确的是( A.物体的速度发生变化 物体的速度发生变化, A.物体的速度发生变化,动能一定变化 B.物体的动能发生变化 物体的动能发生变化, B.物体的动能发生变化,速度一定变化 C.物体的动能发生变化 物体的动能发生变化, C.物体的动能发生变化,速度一定不变 D.物体的速度发生变化 物体的速度发生变化, D.物体的速度发生变化,动能一定不变
)
2、从高为h处水平地抛出一个质量为m的小球,落 从高为h处水平地抛出一个质量为m的小球, 地点与抛出点水平距离为s, s,求抛球时人对球所做 地点与抛出点水平距离为s,求抛球时人对球所做 的功. 的功.
3、摩擦生热问题:子弹射木块模型。 、摩擦生热问题:子弹射木块模型。
2)不同的力做功与不同形式的量变化相对应。(金榜
4、功和能的联系与区别
能是由物体运动状态决定的物理量,即状态量; 1)能是由物体运动状态决定的物理量,即状态量; 而功则是与物体运动状态变化有关的物理量, 而功则是与物体运动状态变化有关的物理量,是 过程量,两者有着本质的区别。不能说能就是功, 过程量,两者有着本质的区别。不能说能就是功, 功就是能。 功就是能。 2)做功可以使物体的能量发生变化,而且物体 做功可以使物体的能量发生变化, 能量变化大小是用做功的多少来量度。 能量变化大小是用做功的多少来量度。两者的 单位相同,都是焦耳(J)。 功和能不能相互 单位相同,都是焦耳(J)。但功和能不能相互 转化;而且不能说做功多的物体能量大, 转化;而且不能说做功多的物体能量大,不做 功的物体没有能量。 功的物体没有能量。
2、物体的不同形态对应着不同的能量 (1)运动的物体具有动能 (2)被举高的物体具有重力势能 (3)形变的弹簧具有弹性势能 还有内能、 电能 、 光能 、 原子能 、 生物能 、 还有内能 、 电能、 光能、 原子能、 生物能、 化学能等. 化学能等.
功与能的关系
功与能的关系功和能是物理学中两个重要的概念,它们描述了物体在运动中所具有的性质和变化。
功指的是物体受到的力在运动方向上所做的功或所消耗的能量,而能则是物体所具有的执行功的能力。
通过对功与能的深入探讨,可以更好地理解它们之间的关系。
一、功的定义和计算在物理学中,功的定义是指力对物体所作的做功或消耗的能量。
当一个力作用在一个物体上时,它可以改变物体的位置、速度或形状,从而产生功。
依据力的定义,力可以表示为:F = ma,其中F为力的大小,m为物体的质量,a为物体所受到的加速度。
为了计算功,我们需要考虑力的大小和物体在力的作用下所移动的距离。
根据物理学中计算功的公式,功可表示为:W = F·d·cosθ,其中W为功,F为力的大小,d为物体所移动的距离,θ为力和物体移动方向之间的夹角。
二、能的定义和分类能是指物体所具有的执行功的能力。
根据物理学的基本定律,能可以存在于不同的形式。
常见的能的形式包括机械能、热能、电能、化学能等。
这些能都是物体所拥有的,可以通过相应的方式进行转化或转移。
1. 机械能:机械能是指物体所具有的由于位置或运动而产生的能量,它可以分为动能和势能。
动能是指物体由于运动而具有的能量,可以用公式E_k = 0.5mv²来计算,其中E_k为动能,m为物体的质量,v为物体的速度。
势能是指物体由于所处的位置而具有的能量,可以用公式E_p = mgh来计算,其中E_p为势能,m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
2. 热能:热能是物体由于温度而具有的能量,它是物体内部分子与原子的运动与振动的总和。
热能可以通过热传导、热辐射等方式进行传递。
3. 电能:电能是指物体所具有的由于电荷的分布或电流所产生的能量,它可以通过电场或电流进行转移。
4. 化学能:化学能是指物体所具有的由于化学反应而产生的能量,常见的化学能包括燃烧能、化学键的能量等。
三、功和能是紧密相关的概念,它们之间存在着一定的关系。
功与能的转换关系
功与能的转换关系人们常常谈论“得到的回报与所做的付出成正比”,这句话其实道出了功与能的转换关系。
功和能量是物理学中重要的概念,二者之间存在着密不可分的联系和相互转换的关系。
本文将围绕功与能的转换关系展开论述。
一、什么是功和能首先,我们来阐述功和能的概念。
在物理学中,功(Work)是指力在物体上产生的作用,可以理解为力对物体的改变。
功的大小等于力乘以移动的距离。
例如,我们抬起一本书并将其放在书架上,这一过程中我们所施加的力对书做了功。
能量(Energy)则是物体存储的做功的能力。
它是物体的固有属性,可以进行传递、转换和储存。
物体的能量可以分为多种形式,包括动能、势能、热能等。
二、接下来,我们来探讨功与能的转换关系。
功与能之间的转换关系可以归结为两个方面:能转化为功,功也能转化为能。
首先是能转化为功的过程。
当物体具有能量时,可以将这种能量用于对其他物体做功。
例如,我们把一颗弹簧拉到一定距离,这时弹簧具有弹性势能。
如果释放弹簧,它会向前弹起,将潜在能转化为动能,对其他物体做功。
再比如,我们把一个球球扔到空中,球球上升的过程中动能逐渐减小,而高度增加,最终转化为势能。
球球下落时,势能又逐渐转化为动能,对地面做功。
其次是功转化为能的过程。
当力对物体做功时,物体获得了能量。
比如,我们用力推动自行车,这时我们对自行车做功,把化学能转化为机械能。
同样,我们给手机充电时,电源对手机做功,将电能转化为储存在电池中的化学能。
三、功与能的守恒与转化此外,我们还需要了解功与能的守恒与转化。
根据能量守恒定律,能量在任何情况下都是守恒的,即能量不会凭空消失或产生。
在物体间的相互转化过程中,总能量保持不变。
功与能的转化也反映了能量保存定律。
当物体之间进行能量转化时,总的能量是不变的。
功和能量可以在不同形式之间相互转换,但总的能量守恒。
四、功与能的应用功与能的转换关系在生活和科学研究中有着广泛的应用。
能量转化的过程也是许多工具和装置的基础原理。
功与能的概念
功与能的概念1.势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2.动能:物体由于运动而具有的能量。
3.功:一个物体受到力的作用,并且在力的方向上有移动的位移。
力与位移的乘积叫做功。
做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上发生的位移。
W=Flcosα力对物体所做的功等于力的大小,位移的大小,力与位移夹角的余弦这三积的乘积。
4.功以及能量都是标量。
单位为焦耳,简称焦(J)。
功是能量转化的量度。
5.正功与负功:cosα>0 为正功 cosα<0为负功。
cosα=0 不做工6.功率:功与完成这段功所用的时间的比值叫做功率。
P=W/t。
单位为瓦特,简称瓦(w)7.功率的另一种表示P=Fv,在汽车启动问题中常用到。
8.重力势能:由物体所处位置的高度决定的能量叫做重力势能.(与零势能面的选取有关)9.重力做功的特点:只与运动物体的初始和结束的位置有关,而与运动物体所经过的路径无关.重力做正功重力势能减少,重力做负功重力势能增加。
Ep=mgh10.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能。
(主要指弹簧)11.弹簧弹性势能的特点:弹簧的弹性势能与弹簧的型变量与劲度系数有关,型变量越大,劲度系数越大弹簧的弹性势能越大。
弹力做正功弹性势能减少,弹力做负功弹性势能增加12.动能:运动的物体具有的能量。
E k=mv2/213.动能定理;合外力做的功等于动能的改变量。
W=E k末-E k末=(mv末2-mv初2)/214.机械能:动能,重力势能,弹性势能统称为机械能15.机械能守恒定律: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16.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成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,在转化或转移过程中,能量的总和保持不变。
功与能
F 0
无旋场
1 以有心力场为例: F ( r ) F (r ) r F (r ) r r
证明: F (r ) r
i x x F (r ) r
j y y F (r ) r
k z z F (r ) r
0
例如:对z方向分量:
y x (F ) (F ) 0 x r y r 1 r y F r y (F ) Fy ( 2 ) r x r x r r x r F 1 F y ( 2) x r r r r 2 x xy 2 2 2 y y x y z y x x 2r r
F cos ds Ft ds
l l
l
l
力与参照系无关,而位移与参照系有关, 故功 A 与参照系有关。
2.
a
上图:小车匀加速运动。内部滑块由于静摩 擦力的作用随小车运动,与小车保持相对静 止,考察静摩擦力做的功(两个参考系)。
3. 合力的功等于各分力的功的代数和。
A
l
( Fi ) dr l Fi dr Ai
x
四、功与能的关系 机械能守恒定律
牛二定律的积分形式质点的动能定理: dv dA F dr ma dr m dr m(dv ) v dt 1 2 1 1 2 mv d v md ( v v ) md (v ) d ( mv ) 2 2 2 1 2 定义:Ek mv 于是有: dA dEk 2
VA
3R R
O A
F d r
(1) V
1 1 2 2 GMm mgR GMm( ) 3 R 3R 3R
关于功和能的高二物理公式
关于功和能的高二物理公式 高中各科目的学习对同学们提高综合成绩非常重要,大家一定要认真掌握,小编为大家整理了关于功和能的高二物理公式,希望同学们学业有成!1.功:W=Fscos(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),:F、s间的夹角}2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量,g=9.8m/s210m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=b}4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率}7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(),t:通电时间(s)}10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}13.电势能:EA=qA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),A:A点的电势(V)(从零势能面起)}14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=EK{W合:外力对物体做的总功,EK:动能变化EK=(mvt2/2-mvo2/2)}15.机械能守恒定律:E=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-EP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;(2)O090O 做正功;90O180O做负功;=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,那么重力(弹性、电、分子)势能减少(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6106J,1eV=1.6010-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
高中物理:功和能的关系
功是能量转化的方式及量度。
能量的转化是通过做功来实现的,做功的过程就是能量转化的过程,即功是能量转化的方式;做了多少功,就有多少能量发生了转化,即功是能量转化的量度。
自然界中各种不同性质的力做功,使形形色色的能发生相互转化,不同力做的功对应着不同的能量转化。
1、摩擦生热系统增加的内能就等于系统克服滑动摩擦内力所做的总功。
简单的理解:在摩擦生热现象中,系统内能的获得,是通过系统克服滑动摩擦内力做功的方式来实现的。
公式:内克相(Q表示系统获得的内能,f表示滑动摩擦力的大小,S相表示系统内两物体之间的相对位移或路程)2、重力做功与重力势能变化的关系重力做功等于重力势能变化的负值。
简单的理解:重力势能的变化是通过重力做功的方式来实现的,重力不做功,物体的重力势能就不变化。
公式:3、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做功等于弹力势能变化的负值。
简单的理解:弹簧弹性势能的变化是通过弹力做功的方式来实现的,弹力不做功,弹簧的弹性势能就不变化。
公式:4、物体的动能定理:合外力做功和物体动能变化的关系合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
简单的理解:物体动能的变化是通过合外力做功的方式来实现的,合外力不做功,物体的动能就不变化。
公式:外5、系统的动能定理:合外力与内力所做的总功与系统动能变化的关系合外力与内力所做的总功等于系统动能的变化。
简单的理解:系统动能的变化是通过合外力与内力所做的总功的方式来实现的,合外力与内力所做的总功为0,系统的动能就不变化。
公式:外+内6、物体的功能原理:除重力外,其他力做的总功与物体机械能变化的关系除重力外,其他力所做的总功等于物体机械能的变化。
简单的理解:物体的机械能变化是通过除重力外其他力所做的总功的方式来实现的,除重力外,其他力所做的总功为0,物体的机械能就不变化。
公式:其他7、系统的功能原理:系统内,除重力、弹簧弹力外,其他外力与内力所做的总功与系统机械能变化的关系系统内,除重力、弹簧弹力外,其他外力与内力所做的总功等于系统机械能变化。
功与能
功与能一能量的相互转化能量的转化:一种形式→另一种形式(至少有两种形式的能量,能量的载体可能变,也可能不变)能量的转移:一个物体→另一个物体;物体的一个部分→另一个部分(只有一种形式的能量;能量的载体不变)二功:若物体受到力的作用,并在该力的方向上通过了一段距离,则说该力对物体做了功。
因素:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上移动了一段距离。
(力做功/物体做功)定义:功等于力跟在力的方向上通过的距离的乘积。
即:功=力*距离公式:W=Fs单位:牛·米焦耳单位的符号:三不做功的三种情况1、有力作用在物体上,但物体没有移动距离(举例:推桌子没推动)2、物体移动了一段距离,但不受力(举例:冰块由于惯性在冰面上滑行)3、有力作用在物体上,物体也移动了一段距离,但物体的运动方向与力的方向垂直。
(举例:服务员托着托盘水平移动)四功与能的关系:物体做功是因为具有能量;做功的实质——能量转化的过程功是能量转化的量度:物体做了多少功,就有多少能量发生了转化五功率物理意义:反映物体做功的快慢定义:物体在单位时间内完成的功公式:P=W/t单位:焦耳/秒牛·米/秒瓦特千瓦单位的符号:Note:当物体在力F的作用下,在F的方向上做匀速直线运动时,P=Fv六杠杆:在力的作用下,能绕固定点转动的硬棒杠杆的五个要素:支点——杠杆绕着转动的点动力 & 阻力——使杠杆转动的力&阻碍杠杆转动的力动力臂 & 阻力臂——杠杆平衡条件:动力*动力臂=阻力*阻力臂()杠杆的分类:省力杠杆—— 动力臂 > 阻力臂(举例:撬棒、羊角锤)——费距离等臂杠杆——动力臂 = 阻力臂(举例:天平) ——称量费力杠杆——动力臂 < 阻力臂(举例:筷子、镊子) ——省距离定滑轮:使用时位置固定不动的滑轮实质:等臂杠杆不能省力,但能改变力的方向动滑轮:使用时会随物体一起运动的滑轮实质:省力杠杆——动力臂=2*阻力臂不能改变力的方向;省一半力,多移动一倍的距离滑轮组:有n股绳子承担物重,拉力即是物重的1/n,即:F=G物/n拉力移动的距离是物体移动距离的n倍,即:s绳=n*s物Note:在滑轮组中,每个动滑轮可提供2~3股绳子。
高中物理公式——功和能
高中物理公式——功和能1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}4.电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率}7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R =I2Rt11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}13.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP注:(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;(2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化; (6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV =1.60×10-19J;*(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
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与MnO2反应,反应不再进行
【例2】()下图是实验室制SO2并验证SO2某些性质的装 置图(设二氧化硫能够依次通过)。试回答:
(1)①中发生的化学反应方程式为:____________。 (2)②中的实验现象为_______,此实验证明SO2是__ ____气体。 (3)③中的品红溶液_____,证明SO2有_______性。
【思路点拨】
【自主解答】仪器的连接应按照制备、净化、收集、尾 气吸收的顺序;F的作用是除氯化氢杂质,装臵E只有一 段导气管,是尾气吸收装臵,内装氢氧化钠溶液; 8.7 g二氧化锰物质的量为0.1 mol,MnO2与盐酸完全反
应可产生0.1 mol氯气,体积为2.24 L;10 mol·L-1的
浓盐酸40 mL,其中氯化氢的物质的量为0.4 mol,若 0.4 mol氯化氢与足量MnO2完全反应也可产生0.1 mol氯 气,但浓盐酸在反应过程中会逐渐变稀,其中的0.4mol
【例1】实验室用下列仪器和药品制取干燥纯净的氯气。
(1)按气流从左到右,装置正确的连接为(
)接
(
(
)接(
)接(
)接(
)接(
)接(
)接
)(填各接口字母)。
(2)装置F的作用是________,装置E的作用是____。 (3)装置A和E中的反应化学方程式为 A___________________________________________;
3.用向上排空气法收集Cl2和HCl时,可以用以检验瓶中
是否已经充满又可区别两气体的是( A.湿润的淀粉KI试纸 C.蘸有浓氨水的玻璃棒 ) B.湿润的蓝色石蕊试纸 D.湿润的红色石蕊试纸
【解析】选B。A项只能检验Cl2是否充满,但无法检验 HCl是否充满,故A错;B项Cl2可使湿润的蓝色石蕊试纸
【解析】实验室CO2的制取是利用石灰石或大理石与盐 酸反应,属于“固+液→气”型的装臵。题中无长颈漏 斗。只能根据试题要求来设计。如果用c和b或h组成气
体发生装臵,无法调节产生或停止CO2,所以可以否定
这种设计。如果c和e组成盛放块状大理石的装臵,让d 的烧杯里盛有盐酸。实验时,将c和e组成的装臵固定在 a的铁架台上,然后调节铁夹,使干燥管e细颈一端浸入 盐酸,并让盐酸浸没盛有块状大理石的部位,这样CO2
氯化氢不能完全反应,产生的氯气少于0.1 mol,所以 V1 >V2 。 答案:(1)a f h b c e d g (2)除掉氯气中混有的HCl 吸收多余的氯气
△ (3)MnO2+4HCl(浓) ==== MnCl2+Cl2↑+2H2O
Cl2+2NaOH====NaClO+NaCl+H2O (4)2.24 (5)> 随着反应的进行,盐酸浓度减小,稀盐酸不
A.防止氯气扩散到空气中造成污染 B.便于控制加入盐酸的量
C.长颈漏斗不便于添加液体
D.尽量避免HCl挥发到空气中
【解析】选C。制取Cl2时需要浓盐酸,为防止Cl2和HCl 挥发到空气中污染环境,同时又为了便于控制盐酸的量 和反应速率而使用分液漏斗。
4.关于工业生产的下列叙述中,正确的是(
)
A.将氢气和氯气混合后光照,使其反应生成氯化氢再用 水吸收得盐酸 B.加热氯化铵和消石灰的混合物制取氨气 C.以石灰石、纯碱、石英为原料,在玻璃熔炉中制取普 通玻璃 D.工业上采用电解熔融氧化镁的方法制取金属镁
E___________________________________________。
(4)某校化学兴趣小组称取8.7 g二氧化锰与足量
10 mol·L-1的浓盐酸反应,理论上可制得氯气的体积 (标准状况)V1=_______L。 (5)若该小组量取了10 mol·L-1的浓盐酸40 mL,与足 量的二氧化锰反应,理论上产生氯气的体积为V2(标准 状况),则V1_____V2(填“>”、“<”或“=”)原 因是______________________________________。
先变红后退色,而HCl只能使其变红,因此,既可验满
又可区别,故B对;C项Cl2和HCl气体遇到浓氨水均产生 白烟,因此,只能验满不能区别,故C错;D项只能检验 Cl2是否充满,但无法检验HCl是否充满,故D错。
4.()已知HCl难溶于CCl4。则如图所示装置中,不适
宜于HCl气体尾气吸收的是( )
【解析】选B。HCl气体极易溶于水,尾气吸收时应注意 防止倒吸。 A项,倒臵的漏斗吸水后会脱离水面,使漏斗内的水又 流入烧杯中;
B项,导管内HCl与水接触,溶于水,使导管内压强迅速
减小,会造成倒吸; C项,HCl难溶于CCl4,导管内气体压强不会减小,不会 造成倒吸; D项,由于干燥管的容积较大,水不会倒吸进前一装臵
【规范解答】熟记SO2的化学性质是解决本题的关键:
答案:(1)Na2SO3+H2SO4====Na2SO4+SO2↑+H2O (2)变红 (3)退色 酸性 漂白 氧化
(4)有黄色沉淀
(5)溴水退色
(6)吸收尾气
SO2+Br2+2H2O====H2SO4+2HBr
SO2+2NaOH====Na2SO3+H2O
中。
5.()如何除去下列气体中的杂质,括号内为杂质: (1)SO2(HCl)除杂试剂____________,化学方程式: ____________________________________________。
(2)CO2(SO2)除杂试剂______________,化学方程式:
____________________________________________。
试管C中棉团的作用是吸收尾气。 答案:(1)SO2+2OH-====SO32-+H2O (2)品红溶液退色 (3)吸收多余的SO2 溶液恢复红色 氧化
B
组
1.以下各种气体吸收装置,能用于吸收易溶性气体,并
且能够防止倒吸的装置的是(
)
A.①②
B.②③
C.③④
D.②④
【解析】选D。①中应进气管伸入集气瓶的部分短些; ③中的倒扣的漏斗下沿应刚刚接触液面。
1.能够用于鉴别SO2和CO2两种无色气体的是( A.氯化钡溶液 B.紫色石蕊试液
)
C.澄清石灰水
D.品红溶液
【解析】选D。SO2和CO2都能使氯化钡溶液都不能反应; 都能使紫色石蕊试液变红;与澄清石灰水反应都产生白 色沉淀;SO2可使品红溶液退色,CO2不能。
2.按下述实验方法制备气体,合理又实用的是( A.锌粒与稀HNO3反应制备H2 B.加热分解NH4Cl固体制NH3 C.亚硫酸钠与浓H2SO4反应制备SO2
(4)④中的现象_____________,证明SO2有____性。
(5)⑤的实验现象_________________,反应的化学方 程式为:____________________________________。 (6)⑥的作用是_________________化学方程式为: ____________________________________________。
【解析】除杂的原则①能除去杂质②不和被提纯的物质 反应③不引入新的杂质。试剂的选择一般优先考虑能跟 杂质反应的物质。在饱和NaHSO3溶液中,SO2几乎不溶,
而HCl却可以被吸收,且可与NaHSO3反应生成SO2;CO2几
乎不溶于饱和NaHCO3溶液,而SO2却可与之反应,且有 CO2生成。
答案:(1)饱和亚硫酸氢钠 NaHSO3+HCl====NaCl+SO2↑+H2O (2)饱和碳酸氢钠 NaHCO3+SO2====NaHSO3+CO2↑或2NaHCO3+SO2====Na2SO3+
Cl2能溶于CCl4)
(1)写出实验制备Cl2的化学方程式_______________
_____________________________________________。
(2)上述反应中,盐酸表现的性质是____________。 (3)氯元素在周期表中的位置__________________。 (4)①装置B中现象是_________________________。 ②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是________。
2CO2↑+H2O
6.()某研究小组制取氯气,并 将氯气通入烧碱溶液制备少量消毒液(主要成分是
NaClO),设计了下列装置,回答有关问题:
(1)仪器A的名称为______,B装置中反应的离子方程 式为_________________________________________; (2)饱和食盐水的作用是_________,能否省去盛有浓
再用浓硫酸作干燥剂除水蒸气,从而得到纯净、干燥的
氯气,但该实验的目的是用氯气与氢氧化钠反应制取消 毒液,水蒸气的存在无影响,可省略干燥装臵。
答案:(1)分液漏斗
△ MnO2+4H++2Cl-==== Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)除去氯气中的HCl 和NaOH溶液的反应
能
水的存在不影响氯气
(3)Cl2+2OH-====Cl-+ClO-+H2O (4)2NaCl+2H2O ==== 2NaOH+H2↑+Cl2↑
试管C中溶液变浑浊,则证明SO2具有_____性。
(3)试管C口部的棉团既可浸碱溶液,又可浸NaHCO3溶 液,其作用是_________________下可产生SO2,SO2具有漂 白性且加热后能恢复原来的颜色;SO2是酸性氧化物,
可与碱反应生成盐和水;SO2具有氧化性可氧化硫化氢;
通电
2.实验室里可按下图所示的装置干燥、储存气体R,多