功和能知识点应用
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。
物理中考《功和能》知识点总结
功和能
一、机械能和功:
(一)机械能:
1.一个物体能够做功,我们就说它具有能量。
2.机械能:动能和势能统称为机械能。
3.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。
影响动能的因素:
①质量:物体速度一定时,质量越大的,动能就越大;
②速度:物体质量一定时,速度越大的,动能就越大。4.重力势能:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。影响重力势能的因素:
①高度:当物体质量相同时,位置越高的,重力势能越大;
②质量:当物体高度相同时,质量越大的,重力势能越大。5.弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量叫弹性势能。影响弹性势能的因素:物体的弹性形变大小,物体发生弹性形变的难易程度。
(二)功(W)
1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;
二是物体在这个力的方向上移动的距离。
2.公式:功 = 力×距离即:W = F·s
3.单位:在国际单位中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),功的单位是焦耳(J)。
4.功的原理:使用任何机械都不省功。
5.有用功(W有):必须要做的功叫有用功。
额外功(W额):并非我们需要但又不得不做的功叫额外功。总功(W总):有用功加上额外功是总共做的功,叫总功。
W总 = W有+ W额
6.机械效率(η):有用功跟总功的比值叫机械效率。
η = W有/ W总(有用功总小于总功,机械效率总小于1)(三)功率(P):
1.物体在单位时间内所做的功叫做功率。功率是表示物体做功
快慢的物理量。
2.公式: P=W /t =FV
W:表示功(焦耳J); t:表示时间(秒s)
计算时单位要统一:如果W用焦、t用秒,则P的单位是瓦
高一物理功和能知识点全部
高一物理功和能知识点全部能量是物体所具备的做功能力。在物理学中,功和能是两个重要的概念,它们与物体的运动和相互作用密切相关。本文将详细介绍高一物理学习中涉及到的功和能的知识点。
一、功(Work)
功是指力在物体上所做的功或对物体的能量转移。用数学表示为:
W = F · s · cosθ
其中,W代表功,F代表作用力,s代表物体位移,θ代表力和位移之间的夹角。
功的单位是焦耳(J)。当力和位移的方向相同时,所做的功为正值;当力和位移的方向垂直时,所做的功为零;当力和位移的方向相反时,所做的功为负值。
通过计算功,我们可以判断力是否对物体做了功,以及功的大小和方向。
二、能量(Energy)
能量是物体所具备的做工能力,是物体在任何形式的运动或相互作用中具有的物理性质。常见的能量形式有机械能、动能、势能、热能、电能、光能等。
1. 机械能
机械能是指物体具有的由位置和速度决定的能量。它可分为动能和势能两种形式。
动能(Kinetic Energy)是由于物体的运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关。动能的计算公式为:
EK = 1/2mv²
其中,EK代表动能,m代表物体的质量,v代表物体的速度。
势能(Potential Energy)是指物体由于位置或形状而具有的能量。常见的势能有重力势能、弹性势能、化学势能等。
重力势能(Gravitational Potential Energy)是指物体由于被提升
到一定高度而具有的能量,计算公式为:
EP = mgh
其中,EP代表重力势能,m代表物体的质量,g代表重力加速度,h代表物体的高度。
功和能知识点总结PPT
功和能知识点总结PPT
一、功的概念及公式
1.1 功的概念
功是描述力对物体作用的效果的物理量,是衡量力的作用效果的大小。当力使物体发生位
移时,我们就说力对物体做了功。
1.2 功的公式
在恒力作用下,物体在沿着力方向位移s的过程中所做的功W可以用下面的公式表示:
\[ W = F \cdot s \cdot \cos\theta \]
其中,F为作用力的大小,s为物体的位移,\(\theta\)为作用力与位移方向夹角的余弦值。
二、能的概念及分类
2.1 能的概念
能是物体由于自身的性质或者受到外力的作用而具有的做功能力,是物体的一种属性,是
描写物体在某一过程中所具有的状态的物理量。
2.2 能的分类
根据能量的形式和来源,能可以分为以下两类:
(1)动能:物体由于运动而具有的能量。
(2)势能:物体由于位置关系而具有的能量。
三、能的转化和守恒
3.1 能的转化
在自然界和人类社会中,能的形式经常发生转化。动能可以转化为势能,势能也可以转化
为动能,而且能够相互转化。
3.2 能的守恒
能量守恒定律是自然界中最基本的规律之一。它表明在一个封闭系统中,系统内所有能量
的代数和始终保持不变。
四、功率概念及计算
4.1 功率的概念
功率是描述力的作用速度的物理量,是衡量单位时间内所做功的大小。公式如下:
\[ P = \frac{W}{t} \]
其中,P为功率,W为作用力在时间t内所做的功。
4.2 功率的计算
在恒力作用下,力F对物体做功的功率可以用下面的公式表示:
\[ P = F \cdot \cos\theta \cdot v \]
八年级物理功和能知识点
八年级物理功和能知识点
物理学涵盖了近乎所有存在的事物,包括我们身边的一切物质
和能量。学习物理学需要循序渐进地掌握一些基础概念和知识。
为此,本文将介绍八年级物理学中关于功和能的知识点。
一、什么是功?
涉及物理学中功的概念,我们需要先定义一下力。力是一种加
速物体的作用,同时也是改变物体运动状态的原因。功是力对物
体做的事情。当一个力作用于物体上时,它会改变物体的运动状态,从而对物体做功。
二、如何计算功?
为了正确计算功,我们需要知道两个要素:作用力和运动距离。当一个力作用于物体上时,在物体的运动过程中,作用力的方向
必须与运动方向一致或相反。计算公式如下:
功=作用力 ×运动距离× cosθ
其中,θ是作用力偏离运动方向的角度。
三、什么是能?
能量是物理学中另一个重要的概念。能量是物体所拥有的一种势能或动能。明白了这一点之后,我们就可以将能量定义为物体的状态转换或变化的量度。在运动中,物体有两种能量:动能和势能。
四、什么是动能?
动能是物体由于运动而产生的一种能量,可以由下列公式计算得出:
动能 = ½×物体的质量 ×物体的速度²
五、什么是势能?
势能是物体由于位置而产生的一种能量,可以由下列公式计算得出:
势能 = 物体的重量 ×物体的高度
六、势能和重力势能之间的关系
在物理学中,势能和重力势能是两个基础概念。重力势能是物体在高度为h时与地面之间的势能。因此,它可以被表示为:
重力势能= μgh
其中,μ是物体的质量,g是重力加速度,h是物体的高度。
七、能量的守恒
能量守恒是一个重要的物理概念,指的是在系统任何变化过程中总能量是不变的。当物体在作用力作用下从一个状态转换到另一个状态时,系统总能量保持不变,这个过程称为能量守恒。
【高中物理】功能关系、能量守恒定律的知识点汇总,务必掌握
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知识网络图
一、功能关系
1.功和能
(1)功是能量转化的量度,即做了多少功,就有多少能量发生了转化。
(2)做功的过程一定伴随有能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现。
2.力学中常用的四种功能对应关系
(1)合外力做功等于物体动能的改变:
即W(合)=Ek2-Ek1=ΔEk。(动能定理)
(2)重力做功等于物体重力势能的减少:
即W(G)=Ep1-Ep2=-ΔEp。
(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少:
即W(弹)=Ep1-Ep2=-ΔEp。
(4)除了重力和弹簧弹力之外的其他力所做的总功,等于物体机械能的改变,即W(其他力)=E2-E1=ΔE。(功能原理)
二、能量守恒定律
1.内容
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,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。
2.表达式
ΔE减=ΔE增。
三、功能关系的应用
1.对功能关系的进一步理解
(1)做功的过程是能量转化的过程。
不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的。
(2)功是能量转化的量度,功和能的关系,一是体现到不同的力做功,对应不同形式的能转化,具有一一对应关系;
二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等。2.不同的力做功对应不同形式的能的改变
四、能量守恒定律的应用
1.对定律的理解
(1)某种形式的能量减少,一定有另外形式的能量增加,且减少量和增加量相等。
(2)某个物体的能量减少,一定有别的物体的能量增加,且减少量和增加量相等。
2.应用定律的一般步骤
高三物理电场知识点:功和能
高三物理电场知识点:功和能【】:已经步入高三了,大家对各科的知识点掌握了多少呢?小编为大家整理了高三物理电场知识点,希望大家喜欢,也希望高三物理电场知识点对大家有帮助。
功和能(功是能量转化的量度)
1.功:W=Fsco sα(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=I2Rt
11.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)}
初二物理-功和能知识点及习题
力学—功和能
考试内容
知识点
分项细目
考试目标
了解
理解
功和能
功
1.做功的两个必要因素
√ )
2.功的单位
√ *
3.运用功公式解决有关简单问题
√ 功率
1.功率的概念
√ 2.功率的单位及单位换算 √
3.运用功率公式解决有关问题 。
√ 机械能
1.动能、重力势能、弹性势能
√ 2.机械能
√
3. 动能、势能的相互转化
√
,
知识点1.功
—
(1)功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向移动了一段距离,我们就说
力对物体做了功.做功的两个必要因素:作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离.
(2)计算公式:W Fs ,功的单位:J (焦耳) (3)不做功的几种情况:
①物体受到力的作用,但物体没有移动,这个力对物体不做功.如小孩搬大石头搬不动.
②由于惯性保持物体的运动,虽有通过的距离,但没有力对物体做功.
③当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时,这个力对物体不做功.如提着重物在水平地面上行走.
甲、乙图是力做功的实例,丙、丁图是力不做功的实例
知识讲解
考纲要求
}
(4)功的原理:使用任何机械都不省功.这个结论叫做功的原理
知识点2.功率
(1)概念:单位时间里完成的功叫功率.功率是描述做功快慢的物理量.功率只反映做功的快慢,不能表示做功的多少.
.
(2)功率的公式:
W
P Fv
t
==,功率的单位:瓦特,简称“瓦”,用“W”表示,常用的单位还有“kW”.其中1W=1J/s,1kW=1000W
(3)当物体在F的作用下,以速度v匀速运动时,有
W
P F v
t
==⋅,由此可知,当功率一定时,力和速度成反比.
(4)比较功率大小的三种方法:①在相同时间内,比较做功的多少,做功越多的物体,功率越大;②在完成相同功的条件下,比较所用时间长短,所用时间越短的物体,
初中物理功和能的知识点总结(精练版)
第十一章功和机械能
1、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W=FS
F表示力,单位:牛( N )。S表示距离,单位:米(m)
W表示功,单位是牛米,叫作焦耳,简称焦,符号是J。
1J=1N·m
2、功与做功所用的时间之比叫做功率,功率是表示做功快慢的物理量。
功率等于功与做功所用的时间之比。
P=W/t
W表示功,单位是焦(J)。t表示时间,单位是秒(s)
P表示功率,单位是焦耳每秒,叫做瓦特,简称瓦,符号是W。
1W=1J/s。
功率的单位还有千瓦,符号kW
1kW=103W
3、物体由于运动而具有的能叫动能。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
能量(能)的单位与功的单位相同。
E表示能量,单位是焦耳,简称焦,符号是J
4、物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
5、物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
6、动能和势能统称为机械能。
7、机械能是守恒的(能量守恒):物体的动能和势能是可以相互转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和保持不变。
8、势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。势能是一个相对量,选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
初中物理功与能知识点详解
初中物理功与能知识点详解
物理是一门研究物质运动和能量转化的学科,而功与能是物理学中
非常重要的概念。在本文中,我们将详细解释功与能的概念、特征以
及它们之间的关系。
一、功的概念和特征
功是指力对物体的作用所做的功,通常用符号W表示。它的单位
是焦耳(J),在国际单位制中还可以用牛·米(Nm)来表示。功的作
用是改变物体的能量状态。
力对物体做功的大小与力的大小、物体的位移以及力和位移的夹角
有关。当力和位移方向相同时,力对物体做正功;当力和位移方向相
反时,力对物体做负功。物体在受到力的作用下做正功,其能量增加;而受到力的阻碍而做负功时,物体的能量减少。
功的计算公式为:W = F · s · cosθ,其中F表示力的大小,s表示物
体的位移,θ表示力和位移的夹角。这个公式表明,功与力、位移以及
夹角的大小密切相关。
二、能的概念和特征
能是物体具有的做功能力,分为动能和势能两种形式。
1. 动能
动能是指物体由于运动而具有的能量,通常用符号KE表示。动能
的大小与物体的质量和速度平方成正比。动能的计算公式为:KE =
1/2mv²,其中m表示物体的质量,v表示物体的速度。动能是一个正值,它描述了物体运动时所具有的能量。
2.势能
势能是指物体所具有的由于位置或状态而产生的能量。常见的势能
有重力势能、弹性势能等。势能的大小与物体的位置和状态有关。
- 重力势能:重力势能是指物体由于位置较高而具有的能量,通常
用符号PE表示。重力势能的计算公式为:PE = 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。
- 弹性势能:弹性势能是指物体由于受到形变而具有的能量,通常
高中物理功和能知识点与题型总结剖析
功和能
专题要点
1.做功的两个重要因素:有力作用在物体上且使物体在力的方向上发生了位移。功的求解可利用θ
cos Fl W =求,但F 为恒力;
也可以利用F-l 图像来求;变力的功一般应用动能定理间接求解。 2.功率是指单位时间内的功,求解公式有θcos V F t
W
P ==
平均功率,θcos FV t
W
P ==
瞬时功率,当0=θ时,即F 与v 方向相同时,P=FV 。 3.常见的几种力做功的特点
⑴重力、弹簧弹力,电场力、分子力做功与路径无关 ⑵摩擦力做功的特点
①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零,在静摩擦力做功的过程中,只有机械能的转移,没有机械能的转化为其他形式的能;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值,在一对滑动摩擦力做功的过程中,不仅有相互摩擦物体间机械能的转移,还有机械能转化为内能。转化为内能的量等于系统机械能的削减,等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。 ③摩擦生热,是指动摩擦生热,静摩擦不会生热 4.几个重要的功能关系
⑴重力的功等于重力势能的变更,即P G E W ∆-= ⑵弹力的功等于弹性势能的变更,即P E W ∆-=弹
⑶合力的功等于动能的变更,即K E W ∆=合
⑷重力之外的功(除弹簧弹力)的其他力的功等于机械能的变更,即E W ∆=其它
⑸一对滑动摩擦力做功等于系统中内能的变更,相对Fl Q =
⑹分子力的功等于分子势能的变更。 典例精析
题型1.(功能关系的应用)从地面竖直上抛一个质量为m 的小球,小球上升的最大高度为H 。设上升过程中空气阻力为F 恒定。则对于小球上升的整个过程,下列说法错误的是( )
2023届高考物理一轮复习讲义:专题四 功和能
专题四 功和能
重点
1. 机械能守恒的条件及其表达方式。
2.以正确的步骤运用机械能守恒定律。 3.动能定理及其导出过程。 4.动能定理的应用。
难点
1.如何判断机械能是否守恒,及如何运用机械能守恒定律解决实际问题。
2.建立物理模型、状态分析和寻找物理量之间的关系。 3.多过程和变力做功情况下动能定理的应用。
易错点
1. 如何判断机械能是否守恒,及如何运用机械能守恒定律解决实际问题。 2.多过程和变力做功情况下动能定理的应用。 高频考点 1.动能定理的应用。
2. 运用机械能守恒定律解决实际问题。
考情分析:能量问题是历年来高考的重点和热点,考查比较全面而且有较强的综合性。其中动能定理和功能关系更是重中之重,明确功是能量转化的途径和量度;而机械能守恒定律是另一个重点,要求学生能用守恒观点去解决问题,压轴题也会与此部分知识有关。本专题内容常与牛顿定律、圆周运动、电磁学知识综合,高考对本部分知识的考查核心会在分析综合能力上。
考点预测:功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点,也是高考考查的重点,常以选择题、计算题的形式出现,考题常与生产生活实际联系紧密,题目的综合性较强.预计在高考中,仍将对该部分知识进行考查,复习中要特别注意功和功率的计算,动能定理、机械能守恒定律的应用以及与平抛运动、圆周运动知识的综合应用。
【解读】
功和功率是物理学中两个重要的基本概念,是学习动能定理、机械能守恒定律、功能原理的基础,也往往是用能量观点分析问题的切入点。复习时重点把握好功德概念、正功和负功;变力的功;功率的概念;平均功率和瞬时功率,发动机的额定功率和实际功率问题;与生产生活相关的功率问题。解决此问题必须准确理解功和功率的意义,建立相关的物理模型,对能力要求较高。
八年级功和能的知识点
八年级功和能的知识点
功和能是物理学中的基本概念,也是初中物理学习的重难点之一。在初中物理中,力是产生物体运动和变形的原因,而功和能
则是力对物体做工作的效果的表现和度量。本文将详细介绍八年
级功和能的知识点,包括功、势能、动能、机械能守恒定律和简
单机械等方面。
一、功
功是力对物体做功的效果的度量。当物体沿力方向发生位移时,力对物体做功,这个过程中的功等于力与位移的乘积,即:
W=F*s。单位是焦耳(J)。
1.正功和负功
当力与物体位移方向相同时,所做的功为正功;当力与物体位
移方向相反时,所做的功为负功。
2.功率
功率是功对时间的比值,它表示单位时间内所做的功,通常用符号P表示,单位是瓦特(W),公式为:P=W/t。
二、势能
势能是物体因处于某些位置而具有的能量,它是一种静能。势能可以转化为动能,也可以通过力做功将一种形式的能量转换成另一种形式的能量。势能可以分为重力势能和弹性势能。
1.重力势能
重力势能是由于物体高度位置不同而具有的势能,公式为:Ep=mgh。其中,m为物体的质量,g为重力加速度,h为物体的高度。
2.弹性势能
弹性势能是由于弹性物体受到的形变而具有的势能,公式为:Ee=1/2kx²。其中,k为弹性系数,x为形变量。
三、动能
动能是物体由于运动而具有的能量,它是一种动能。动能可以由静止或初始状态到达末速度或动作状态的改变,也可以通过力做功将一种形式的能量转换成另一种形式的能量。动能可以分为转动动能和平动动能。
1.转动动能
转动动能是由于物体绕轴的旋转而具有的能量,公式为:
Er=1/2Iω²。其中,I为物体的转动惯量,ω为角速度。
高中物理功和能知识点总结(详细)
高中物理功和能知识点总结(详细)
高中物理功和能知识点总结
⒈功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s 间的夹角}
⒉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)}
⒊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}
⒋电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
⒌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)}
⒍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}
⒎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)
⒏电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
⒐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)}
⒑纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
⒒动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
⒓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)}
⒔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)}
⒕动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
高一物理《功能关系及其应用》知识点总结
高一物理《功能关系及其应用》知识点总结
1.只有重力或系统内弹力做功,只有重力势能、弹性势能和动能的相互转化,系统机械能守恒;若有其他力做功,就有其他能量和机械能相互转化,系统的机械能就会发生变化.2.除重力和弹力以外的其他力做了多少正功,物体的机械能就增加多少;其他力做了多少负功,物体的机械能就减少多少.
3.常见的几种关系
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功和能知识点应用
一、掌握恒力做功的计算,判断某个力F是否做功,是正功还是负功(或克服力F做功).提高对物理量确切含义的理解能力
【例1】用水平恒为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位移s,该恒力做功为W1;再用该恒力F作用于质量m(m<M)的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样位移s,该恒力F做功为W2.两次恒力F做功的关系正确的是
[ ]
A.W1>W2 B.W1<W2
C.W1=W2 D.无法判断
正确答案:C
说明根据做功的定义,恒力F所做的功,只与F的大小及在力F的方向上相对不动参照物发生的位移的大小乘积有关,不需考虑其他力的影响;因此两次该力F不变,在力的方向上相对不动参照物发生的位移s相同.所以,力F所做的功相等.正确答案选C项.
【例2】如图5-4所示,三角劈质量为M,放在光滑水平面上,三角劈的斜面光滑,将质量为m的物块放在三角劈斜面顶端由静止滑下,则在下滑过程中,M对m的弹力对m所做的功为W1,m 对M的弹力对M所做的功为W2,下列关系正确的是[ ]
A.W1=0,W2=0
B.W1≠0,W2=0
C.W1=0,W2≠0
D.W1≠0,W2≠0
正确答案:D.
说明当m沿三角劈的斜面下滑时,因水平面光滑,M在m的压紧下将向右加速运动.用图5-5分析物理现象,画出物块m的实际位移的方向,由于弹力N恒垂直斜面,因而N与s夹角θ>90°,所以M对m的弹力对m物块做负功,即W1≠0,而m对M弹力N'对三角劈的水平位移的夹角小于90°,因而m对M的弹力N'对M所做的功W2>0,做正功,即W2≠0,所以选D项是正确的.
该题也可由系统的机械能守恒来研究.M与m组成一个系统,系统内只有重力和弹力做功,系统的机械能守恒.由于M在m压紧下向右运动,M的动能不断增大,而由机械能守恒可知m的机械能不断减小,因而M对m的弹力一定对m做负功,m对M的弹力对M一定做正功.所以,正确答案为D项.
【例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,运动中空气阻力大小恒为f,则小球从抛出点抛出到再回到原抛出点的过程中,空气阻力对小球做的功应为
[ ]
A.0 B.-fh C.-2fh D.-4fh
正确答案:C.
说明有些同学错选A项,其原因是认为整个过程位移为零,由公式W=Fscosθ可得Wf=0.错误的另一原因是,没有准确掌握公式W=Fscosθ直接计算时,F必须是恒力(大小和方向均不变);另外,缺乏对物理过程的分析.小球在上升和下降过程中空气阻力都是做负功,所以全过程空气阻力对小球所做的功应为Wf=Wf上+W f下=-fh+(-fh)=-2fh.
【例4】如图5-6所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的大小保持不变,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,则转动一周这个力F做的总功应为 [ ]
A.0J B.20πJ
C.10J D.20J.
正确答案:B
说明某个力做功,其大小不变而方向改变.在计算这个力所做功时,切莫把初末位置的位移s直接代入WF=F·s·cosθ来计算总功.由于力F的方向始终保持与作用点的速度方向(切线方向)一致.因此,这个力做功不能为零,此时应把圆周划分很多小段Δs研究.如图5-7所示,当各小段弧长Δsi足够小(Δsi→0)时,在这Δsi内,F方向几乎与该小段位移方向重合.
∴ WF=FΔs1+FΔs2+…+FΔsi
=F2πR
通过该题,能提高准确理解功这基本量的物理意义的能力.
【例5】质量为M的长木板放在光滑的水平面上,如图5-8所示,一质量为m的滑块,以某一速度v沿长木板表面从A点滑至B点在木板上前进了Lm,而长木板前进了sm,若滑块与木板间动摩擦因数为μ,问:a)摩擦力对滑块所做的功多大?b)摩擦力对木板所做的功多大?
解 a)滑块受力情况如图5-9(a)所示,滑块在摩擦力的方向上相对地面的位移为(s+L).
∴摩擦力对滑块所做的功为
W m=-f(s+L)
b)木板受力情况如图5-9(b)所示,木板在摩擦力的方向上相对地面位移为s.
∴摩擦力对木板所做的功为
W M=fs
说明:滑动摩擦力可以做正功,滑动摩擦力也可以做负功.在滑块与长木板组成的系统中,这一对滑动摩擦力所做的总功一定为负值.请同学们思考,这是为什么?若该题改为,m与M叠放在水平地面上,对M施加一水平力F作用,使m和M一起沿水平地面加速运动中,则静摩擦力对m做正功,静摩擦力对M做负功,但这一对静摩擦力在对m和M组成的系统内所做的总功一定为零.请同学们思考,这又是为什么?
【例6】如图5-10所示,定滑轮至滑块高度为H,已知细绳的拉力为FN(恒定),滑块沿水平地面由A点前进s米至B点.滑块在初、末位置时细绳与水平方向夹角分别为α和β.求滑块由A 点运动到B点过程中,拉力F对滑块所做的功.
解拉力F做功等于该力乘以细绳经过滑轮的长度(即力的作用点在F方向上的位移大小).
【例7】在光滑水平面上有一静止的物体。现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体。当恒为乙作用时间与恒为甲作用时间相同时,物体恰好回到
原处,此时物体的动能为32J。则在整个过程中,恒力甲做的功等于_______J,恒力乙做的功等于_______J。
解如图5-11所示,OA段作用力为F甲,ABO段作用力为F乙。设AB=s,向右为正,则有
由牛顿第二定律
另有
将①、③、④代入②得
所以有
F乙=3F甲
显然,恒力甲做正功,W甲=F甲s;恒力乙的方向和物体在恒力乙作用下的位移的方向相同,所以,恒力乙也做正功,W乙=F乙s。则
所以 W甲=8J
W乙=24J
说明此题较为复杂,对学生的分析综合能力要求较高。解决本题要分析清楚物理过程,且要对恒力做功公式有非常深刻的理解,两恒力先后作用下物体的两位移的大小是相等的,两位移的方向