高考物理知识点总结机械能守恒定律与动能定理的区别
区分动能定理、功能关系、机械能守恒、能量守恒及解题时如何选用(含典例分析)
区分动能定理、功能关系、机械能守恒、能量守恒及解题时选用技巧(含典例分析)一、动能定理物体所受合外力做的功等于物体动能的变化量,即使用动能定理时应注意以下2个方面的问题:(1)由于作用在物体上的诸多力往往不是同时同步作用,而是存在先后顺序,因此求合外力做的功W 合一般采取先分别求出单个力受力然后代数和相加即可,即:比如一个物体收到了三个F 1、F 2、F 3三个力的作用,三个力所做的功分别为“+10J ”、“-5J ”、“-7J ”,这样以来三个力所做的总功W 合=10+(-5)+(-7)=-2J 。
(2)动能的变化量(或称动能的增量)因此在使用动能定理之前首先要明确对哪一段过程使用,这样才能确定谁是初始,谁是末尾,下面举例说明:图1例1:如图1所示,AB 为粗糙的水平地面,AB 段的长度为L ,右侧为光滑的竖直半圆弧BC 与水平地面在B 点相切,圆弧的半径为R ,一个质量为m 的小物块放置在A 点,初速度为V 0水平向右,物块受到水平向右恒力F 的作用,但水平恒力F 在物块向右运动L 1距离时撤去(L 1<L ),物块恰好通过C 点,重力加速度为g。
求:小物块与地面之间的动摩擦因数u。
思路梳理:物块恰好通过C点,意味着小物块在C点时对轨道无压力,物块的重力恰好提供物块转弯所需的向心力,可据此求出物块在C点的速度V c,剩下的问题就变成了到底选哪一段过程使用动能定理进行解题的问题,大多数同学习惯一段一段分析,即先分析A至B段,再分析B至C段,也有同学指出可以直接分析A至C全过程即可,到底哪种比较简单,这其实要看题目有没有在B点设定问题,下面详细解答:解法一:对A至B过程运用动能定理,设小物块在B点的速度为V B再对B至C过程运用动能定理,设小物体在C点的速度为V C小物块恰好通过C点,则联立(1)(2)(3)式即可求出u。
解法二:对A至C过程运用动能定理,设小物块在C点的速度为V C小物块恰好通过C点,则联立(1)(2)式即可求出u。
动能定理与机械能守恒
动能定理和机械能及其守恒定律1.动能定理:(合外力的功等于物体动能的变化量)(1)“221mv ”是一个新的物理量(2)2221mv 是物体末状态的一个物理量,2121mv 是物体初状态的一个物理量。
其差值正好等于合力对物体做的功。
(3)物理量221mv 定为动能,其符号用E K表示,即当物体质量为m ,速度为V 时,其动能:E K=221mv (4)动能是标量,单位焦耳(J )(5)含义:动能是标量,同时也是一个状态量(6)动能具有瞬时性,是个状态量:对应一个物体的质量和速度就有一个动能的值。
①当合力做正功时,物体动能增加。
②当合力做负功时,物体动能减小。
③当物体受变力作用,可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。
④当物体做曲线运动时,可把过程分解成许多小段每一段按照恒力运动是直线分段求解。
2. 机械能及其守恒定律(关键是把握什么能转化为什么能,在不守恒情况下一般都是有摩擦力做功即产生热能)1、机械能(1)定义:物体的动能和势能之和称为物体的机械能。
机械能包括动能、重力势能、弹性势能。
(2)表达式:E=EK+EP这些不同形式的能是可以相互转化的,那么在相互转化的过程中,他们的总量是否发生变化?这节课我们就来探究这方面的问题。
2、机械能守恒定律推导:质量为m 的物体自由下落过程中,经过高度h 1的A 点时速度为v 1,下落至高度h 2的B 点处速度为v 2,不计空气阻力,取地面为参考平面,试写出物体在A 点时的机械能和B 点时的机械能,并找到这两个机械能之间的数量关系。
A 点 12121mgh mv E E E PA kA A+=+= B 点 22221mgh mv E E E PB kB B +=+=根据动能定理,有21222121mv mv W G -=重力做功在数值上等于物体重力势能的减少量。
21mgh mgh W G -=由以上两式可以得到121222mgh mv 21mgh mv 21+=+ 即 1122p k p k E E E E +=+即 12E E =可见:在只有重力做功的物体系统内,动能和重力势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
动量守恒定律与机械能守恒定律的区别
动量守恒定律与机械能守恒定律的区别一、基本概念:质点(mass;energyvector):物体所具有的动量为质点的动量定理:不受外力的作用时,系统的动量保持不变。
能量:物体由其内部运动而不断地消耗着的物质的量。
功:功的定义式:作用在质点上的力对时间的积分(1)。
功率:在单位时间里,功转化成的机械能的大小。
(2)。
momentum;energyvector):物体所具有的动量为质点的动量定理:不受外力的作用时,系统的动量保持不变。
能量:物体由其内部运动而不断地消耗着的物质的量。
功:功的定义式:作用在质点上的力对时间的积分(1)。
功率:在单位时间里,功转化成的机械能的大小。
(2)。
动量:物体质心的运动速度和质心加速度的矢量和。
三、动量守恒定律XX年8月12日发生在广东省深圳市的特大暴雨灾害就是典型的例子。
暴雨来临之前,人们不得不准备应急救灾所需要的各种器材和资源,所有的救援活动都必须以有足够的器材和资源为前提条件,只有当相应的物资储备达到最低限度时,才能进行救灾活动。
但是,就算在那样的情况下,也不可能准备出所有的器材和资源。
在救援活动中,不可避免地要动用各种器材和资源,这些器材和资源被大水从城市或农村里冲走了,或者被倒塌的房屋损坏了,这些器材和资源必须重新准备。
在某个阶段所准备的资源总量就等于总体拥有的资源的量减去已经使用的量,即资源的损失。
根据机械能守恒定律,器材和资源的损失是大于补充量的,即无论如何都不会产生“剩余”。
同样道理,在大水灾中,器材和资源的损失就等于现存的量减去再补充的量,因此不会产生“剩余”。
根据机械能守恒定律,物资的总损失等于各项动量的损失之和,这就是“动量守恒定律”。
XX年7月22日,山西沁源遭遇6。
9级大地震。
在这场大地震中,救援人员运输物资到达地震现场的运输车辆不计其数,这些运输车辆共同组成了一支浩大的抢险救灾运输队伍,大量的物资被调运到灾区。
救援人员动用了大量的汽车运输抢险救灾物资,为了避免汽车装载太多的物资造成轮胎负担过重引起爆胎,救援人员不得不控制车辆每次装载的物资数量,并且还要不断地清空后面的运输车辆,甚至将两辆车合装在一起,以此方法将物资运送到灾区。
高中物理必修2动能定理和机械能守恒定律复习
高中物理必修2动能定理、机械能守恒定律复习考纲要求1、动能定理 (Ⅱ)2、做功与动能改变的关系 (Ⅱ)3、机械能守恒定律 (Ⅱ)知识归纳1、动能定理(1)推导:设一个物体的质量为m ,初速度为V 1,在与运动方向相同的恒力F 作用下,发生了一段位移S ,速度增加到V 2,如图所示。
在这一过程中,力F 所做的功W=F ·S ,根据牛顿第二定律有F=ma ;根据匀加速直线运动的规律,有:V 22-V 13=2aS ,即aV V S 22122-=。
可得:W=F ·S=ma ·2122212221212mV mV a V V -=- (2)定理:①表达式 W=E K2-E K1 或 W 1+W 2+……W n =21222121mV mV - ②意义 做功可以改变物体的能量—所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化。
ⅰ、如果合外力对物体做正功,则E K2>E K1 ,物体的动能增加;ⅱ、如果合外力对物体做负功,则E K2<E K1 ,物体的动能减少;ⅱ、如果合外力对物体不做功,则物体的动能不发生变化。
(3)理解:①外力对物体做的总功等于物体动能的变化。
W 总=△E K =E K2-E K1 。
它反映了物体动能变化与引起变化的原因——力对物体做功的因果关系。
可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能减少。
外力可以是重力、弹力、摩擦力,也可以是任何其他力,但物体动能的变化对应合外力的功,而不是某一个力的功。
②注意的动能的变化,指末动能减初动能。
用△E K 表示动能的变化,△E K >0,表示动能增加;△E K <0,表示动能减少。
③动能定理是标量式,功和动能都是标量,不能利用矢量法则分解,故动能定理无分量式。
(4)应用:①动能定理的表达式是在恒力作用且做匀加速直线运动的情况下得出的,但它也适用于减速运动、曲线运动和变力对物体做功的情况。
②动能定理对应的是一个过程,并且它只涉及到物体初末态的动能和整个过程中合外力的功,它不涉及物体运动过程中的加速度、时间和中间状态的速度、动能,因此用它处理问题比较方便。
动能定理与机械能守恒定律的区别
动能定理和机械能守恒的区别:
1、定义不同:动能定理是描述物体动能变化的量与合外力对物体所做的功的关系,机械能守恒定理表示的是若物体只受到重力或弹力做功,则物体的动能和势能相互转化,而总的机械能保持不变。
2、表达式不同:动能定理的表达式为:W=(1/2)mv1²-(1/2)mv0²,机械能守恒定理的表达式为:Ek0+Ep0=Ek1+Ep1。
3、适用范围不同:动能定理适用于各种情况下的做功,机械能守恒定理只使用于重力或弹力做功时。
机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
这个规律叫做机械能守恒定律。
动能守恒定律和机械能守恒定律的区别
动能守恒定律和机械能守恒定律的区别
动能守恒定律和机械能守恒定律是物理学中两个重要的守恒定律,它们的区别如下:
1. 定义不同
动能守恒定律指出,一个物体的动能在运动过程中是不变的,即动能的增加必然伴随着动量的增加,动能的减少必然伴随着动量的减少。
而机械能守恒定律则是指在一个封闭系统中,机械能的总量是不变的,即机械能的增加必然伴随着势能的减少,机械能的减少必然伴随着势能的增加。
2. 适用范围不同
动能守恒定律适用于任何物体在运动过程中的动能变化,包括质点、刚体等。
而机械能守恒定律只适用于封闭系统中的机械能变化,不包括热能、化学能等其他形式的能量变化。
3. 计算方法不同
动能守恒定律的计算方法是通过动能的公式:K=1/2mv^2,来计算物体在运动过程中动能的变化。
而机械能守恒定律的计算方法则是通过机械能的公式:
E=K+U,来计算封闭系统中机械能的变化。
总之,动能守恒定律和机械能守恒定律都是物理学中重要的守恒定律,它们的区别在于定义、适用范围和计算方法不同。
在物理学中,我们需要根据具体的问题和情况来选择合适的守恒定律来解决问题。
高中物理动能定理机械能守恒定律公式
高中物理动能定理机械能守恒定律公式高中物理动能定理机械能守恒定律公式1、功的计算:力和位移同(反)方向:W=Fl, 功的单位:焦尔(J)2、功率:3、重力的功:重力做功:为重力和竖直方向位移乘积W=mglcos&alpha;=mgh重力势能:为重力和高度的乘积。
Ep=mgh位置高低与重力势能的变化: W=mglcos&theta;=mgh=mg(h2—h1)4、动能定理:物理意义:力在一个过程中对物体做功,等于物体在这个过程中动能的变化。
注意: a、假如物体受多个力的作用,则W为合力做功。
b、适用于变力做功、曲线运动等,广泛应用于实际问题。
=EK2-EK15、机械能守恒定律:只有重力或弹力做功的系统内,动能和势能能够相互转化,而总的机械能保持不变。
EP1+EK1=EK2+EP26、能量守恒定律:能量既可不能消灭,也可不能创生,它只会从一种形式转化为其它形式,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、高中物理动能定理知识点做功能够改变物体的能量、所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量。
W1+W2+W3+……=&frac12;mvt2—&frac12;mv021、反映了物体动能的变化与引起变化的原因—-力对物体所做功之间的因果关系、能够理解为外力对物体做功等于物体动能增加,物体克服外力做功等于物体动能的减小、因此正功是加号,负功是减号。
2。
“增量”是末动能减初动能。
&Delta;EK&gt;0表示动能增加,&Delta;EK&lt;0表示动能减小。
3、动能定理适用单个物体,关于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理、由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如内能)的转化、在动能定理中、总功指各外力对物体做功的代数和、这个地方我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等、4、各力位移相同时,可求合外力做的功,各力位移不同时,分别求力做功,然后求代数和。
高中物理功和机械能的知识点
高中物理功和机械能的知识点高中物理中,功和机械能是非常重要的概念,它们是描述物体运动和能量转化的关键概念。
以下是功和机械能的一些重要知识点:1. 功(Work):功是描述力对物体作用所产生的效果的物理量。
当力F作用于物体上时,物体沿着力的方向发生位移d时,力对物体所做的功可以表示为:W = Fd。
功的单位是焦耳(J)。
2. 功的正负:根据力和位移的方向,功可以是正功或负功。
当力和位移方向相同时,功为正值;当力和位移方向相反时,功为负值。
正功表示能量的减少,负功表示能量的增加。
3. 机械能(Mechanical Energy):机械能是指物体的动能和势能的总和。
动能(Kinetic Energy)是物体由于运动而具有的能量,可以表示为:K = (1/2)mv^2,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
势能(Potential Energy)是物体由于位置而具有的能量,可以表示为:U = mgh,其中m是物体的质量,g是重力加速度,h是物体离地面的高度。
机械能可以表示为:E = K + U。
4. 机械能守恒定律:在没有外力做功的情况下,系统的机械能守恒。
换言之,系统内部的能量可以在动能和势能之间相互转化,但总能量保持不变。
5. 功与机械能转化:当有外力对物体做功时,会改变物体的机械能。
外力对物体做正功时,会增加物体的机械能;外力对物体做负功时,会减少物体的机械能。
能量转化的过程中,功与机械能的变化有以下关系:ΔE = W,其中ΔE表示机械能的变化量,W表示外力对物体所做的功。
6. 功率(Power):功率是描述工作进行的快慢的物理量。
功率可以定义为单位时间内所做的功,即P = ΔW/Δt,其中P表示功率,ΔW表示某一时间段内所做的功,Δt 表示时间。
这些是关于高中物理中功和机械能的一些基本知识点,希望对你有帮助!。
高中物理动能定理和机械能守恒定律的区别和应用
高中物理动能定理和机械能守恒定律的区别和应用作者:李源潮来源:《中国科技博览》2018年第09期[摘要]现阶段,高中物理当中的难点内容以及重点内容在于机械能守恒定律和动能定理,并且以上两部分内容在高考当中占据相当大的比例,所以,在学习期间需要全面理解和区别物理动能定理和机械能守恒定律的主要内容以及适用条件等,在此次基础之上才能够对动能定理和机械能守恒定律内容进行灵活应用。
[关键词]高中物理;动能定理;机械能守恒定律;区别和应用中图分类号:G634.7 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)09-0225-011、对比分析动能定理和机械能守恒定律高中物理当中的动能定理主要是将“动”,机械能守恒定律主要是将“能”,在学习期间需要明确能与功之间的关系。
1.1 动能定理(1)定理内容:动能存在瞬时性特征,是指力在某一过程中对物体所做的功与在这个过程中动能的变化相同。
动能属于状态量,不存在负值。
合外力对物体所做的功与物体动能的变化相同。
即末动能减初动能。
(2)公式表达:动能定理一般只涉及物体运动的始末状态,通过运动过程中做功时能的转化求出始末状态的改变量。
但是总的能是遵循能量守恒定律。
其公式主要为:W=Ek2-Ek1=1/2mv22-1/2mv12。
(3)满足条件:动能定理主要反应的是初始状态和末位状态的动能产生的变化与初始状态和末位状态合力所做的功之间的数值关系。
针对所有物体运动过程以及做功是否为变力或者恒力没有存在较多的限制条件;1.2 机械能守恒定律(1)主要内容:机械能守恒定律的内容主要是在只有重力做功情况下,物体的势能和动能之间可以进行相互转化,并且机械能保持不变在只有弹力做功和重力做功的物体系统当中,势能与动能之间可以进行相互转化,然而总的机械能保持不变。
(2)守恒定理:物体在系统内部弹力做功以及重力作用下做功才能够满足机械能守恒定律。
当物体在运动期间,如果A(外)=0,A(非内保)=0,那么有△E机=E(末)-E(初)=0 或 E(k1)+E(p1)=E(k0)+E(p0)。
动能定理公式和机械能守恒定律
动能定理公式和机械能守恒定律
动能定理公式:W=1/2mvt2-1/2mvo2。
在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体系统的动能和势能发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
这个规律叫做机械能守恒定律。
动能定理的公式
初动能(A点):1/2MVo2
末动能(B点):1/2MVb2
合外力做功:可以是MGH、F合L、MV2/R……
动能定理:1/2MVb2-1/2MVo2=W总(合外力做功)
W合=F合*S*Cosθ=W1+W2+W3+W4
动能定理能用在(恒力)(变力)
W合=F合*S*Cosθ只能用在(恒力)
公式推导:
设初速度为v1,末速度为v2
L=v22-v12/2a
F=ma
W=FL=1/2mv22-1/2mv12
机械能守恒定律
在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能和势能可以相互转化,但机械能保持不变。
其数学表达式可以有以下两种形式:
过程式:
1.WG+WFn=?Ek
2.E减=E增(Ek减=Ep增、Ep减=Ek增)
状态式:
1.Ek1+Ep1=Ek2+Ep2(某时刻,某位置)
2.1/2mv12+mgh1=1/2mv22+mgh2[这种形式必须先确定重力势能的参考平面]
感谢您的阅读,祝您生活愉快。
动能定理和机械能守恒的区别
能量是贯穿整个高中物理的一条主线,也是解决动力学问题的三大主要观点之一,动能定理和机械能守恒定律是能量里的两个最基本的定律,也是高中物理中最重要的定律之一,是每年高考必考的知识点,也是高中物理的一个难点。
动能定理:合力对物体所做的功等于物体动能的变化!机械能守恒:在只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能发生相互转化,而机械能的总量保持不变!【例1】如图1所示,光滑的倾斜轨道与半径为R的圆形轨道相连接,质量为m的小球在倾斜轨道上由静止释放,要使小球恰能通过圆形轨道的最高点,小球释放点离圆形轨道最低点多高?解析:方法1:小球在运动过程中,受到重力和轨道支持力,轨道支持力对小球不做功,只有重力做功,小球机械能守恒。
取轨道最低点为零重力势能面,因小球恰能通过圆轨道的最高点C,说明此时,轨道对小球作用力为零,只有重力提供向心力,根据牛顿第二定律可列,由此可得:。
在圆轨道最高点小球机械能为,在释放点,小球机械能为。
根据机械能守恒定律,即。
解得方法2:设小球释放点离圆形轨道最低点高为h,从小球释放点到圆轨道的最高点C,由动能定理得:mg(h-2R)=m,解得:【点评】通过例题1我们可以看出,在研究对象为一个物体(地球除外),且符合机械能守恒条件时,动能定理和机械能守恒定律都可以。
;否则,动能定理还可以用,机械能守恒定律就不能用了。
【例2】如图2,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态。
一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩。
开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向。
现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升。
若将C换成另一个质量为(m1+m3)的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地面时D的速度的大小是多少?已知重力加速度为g。
方法1:开始时,A、B静止,设弹簧压缩量为x1,有k x1=m1g,挂C并释放后,C向下运动,A向上运动,设B刚要离地时弹簧伸长量为x2,有k x2=m2g;B不再上升,表示此时A和C的速度为零,C已降到其最低点。
2022年高考物理总复习第一部分常考考点复习第五章机械能守恒定律第2讲动能和动能定理
第2讲 动能和动能定理【课程标准】 1.理解动能和动能定理。
2.能用动能定理解释生产生活中的现象。
【素养目标】物理观念:了解动能的概念和动能定理的内容。
科学思维:会用动能定理分析曲线运动、多过程运动问题。
一、动能 定义 物体由于运动而具有的能公式 E k =21mv 2矢标性 动能是标量,只有正值,动能与速度方向无关状态量 动能是状态量,因为v 是瞬时速度 相对性 由于速度具有相对性,所以动能也具有相对性动能的 变化物体末动能与初动能之差,即ΔE k =12 mv 22 -12mv 21 。
动能的变化是过程量命题·生活情境滑滑梯是小朋友的乐趣所在,如图所示为一滑梯的实物图,水平段与斜面段平滑连接。
某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下,经斜面底端后水平滑行一段距离,停在水平滑道上。
整个过程小朋友的动能如何变化? 提示:先增大后减小,最后变为0。
二、动能定理命题·科技情境荷兰埃因霍芬理工大学的太阳能团队研发出一款太阳能房车,车顶上配有一个8.8平方米的太阳能电池板,搭配60 kW·h的锂离子电池,最高时速可达120 km。
在晴朗的阳光下,该车一天可以行驶约730 km,而在电池充满电后,夜间行驶的续航里程也可以达到600 km。
(1)该款房车的能量转化关系是什么?提示:太阳能转化为电能,电能转化为动能和内能。
(2)若该款房车的质量为m,以恒定功率P启动,经时间t速度达到最大v,则房车受到的阻力在此过程中做的功是多少?提示:12mv2-Pt。
角度1 动能(1)质量大的物体,动能一定大。
( ×)(2)速度方向变化,物体的动能一定变化。
( ×)(3)动能不变的物体一定处于平衡状态。
( ×)角度2 动能定理(4)如果物体所受的合外力不为零,那么合外力对物体做的功一定不为零。
( ×)(5)合外力做功是物体动能变化的原因。
( √ ) (6)动能定理只适用于同时作用的力做功。
动能定理、功能原理和机械能守恒定律
龙源期刊网 动能定理、功能原理和机械能守恒定律作者:任炳杰来源:《中学物理·高中》2013年第12期动能定理、功能原理和机械能守恒定律是解决高中物理问题的主要思路之一,是高中学生形成物理思维的关键时期.相比匀变速运动规律和牛顿运动定律,动能定理、功能原理和机械能守恒定律物理思维更趋抽象,知识体系更加复杂,学生在学习过程中往往很难建构清晰地知识脉络,造成解决物理问题时概念混淆、物理意义不清等错误.本文结合高中阶段现行主要物理教材和部分高校普通物理课程,从高中物理视角探讨动能定理、功能原理和机械能守恒定律的相关问题,以期抛砖引玉供大家参考.1质点和质点系动能定理1.1质点的动能定理物体自楼顶落下,重力对物体做正功,物体速度增加;汽车关闭发动机滑行,摩擦阻力对汽车做负功,汽车速度减小,可以看出力对物体做功可以改变物体的运动状态.因此必然存在某种描述物体运动状态的物理量,该物理量的改变应该和力对物体做功存在一定的定量关系.1.2质点系内力做功研究质点系内力做功,就需要研究两质点间作用力和反作用力做功的情况.牛顿第三定律表明作用力和反作用力大小相等、方向相反,即作用力和反作用力的矢量和为零.但是由于发生相互作用的两个物体位移并不一定相同,因此作用力与反作用力做功代数和不一定为零.例1如图2所示,质量为M的长木板B放置在光滑水平面上,一个质量为m的滑块A以某一速度(速度未知)沿木板表面由左端滑上木板,当滑块滑至木板右端时,木板在水平面上前进x.若木板的长度为L,滑块与木板间动摩擦因数为μ,求摩擦力对滑块、对木板以及对系统做功各为多少?应用动能定理、功能原理和机械能守恒定律处理物理问题是高中阶段最重要的物理思维方法之一,在教学过程中应着力于帮助学生系统构建正确的知识体系,理清它们的由来、适用条件、公式中各个部分的物理意义以及它们之间的区别和联系,从而有利于突破教学重点和难点.同时真正理解动能定理、功能原理和机械能守恒定律的含义以后,学生在物理思维能力方面将得到极大的提升,因此教学过程中还应将动能定理、功能原理和机械能守恒定律的教学作为学生物理思维能力培养的重要途径.。
高考物理知识点总结重点超详细
高考物理知识点总结重点超详细高考物理是许多学生非常关注的科目之一,它的考试分数往往直接影响着学生的大学录取结果。
为了帮助同学们更好地备考物理,本文将对高考物理知识点进行总结,并着重介绍其中的重点内容,以供参考。
1. 力学部分1.1 牛顿三大运动定律。
牛顿第一定律:物体在无外力作用下保持匀速直线运动或静止状态。
牛顿第二定律:物体所受合外力等于质量乘以加速度。
牛顿第三定律:作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
1.2 力的合成与分解。
力的合成:当多个力作用于同一物体时,可通过平行四边形法则或三角法则求得合力的大小和方向。
力的分解:当一个力沿斜面方向作用于物体时,可将该力分解为垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力。
1.3 动能、功和机械能守恒定律。
动能:物体的动能由其质量和速度共同决定,动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
功:力对物体作用产生移动的效果,功的大小等于力乘以物体的位移。
机械能守恒定律:在无摩擦、无空气阻力以及外力不做功的情况下,系统的机械能是守恒的。
2. 热学部分2.1 温度、热量和热平衡。
温度:反映物体热量高低的物理量,单位为摄氏度、华氏度或开尔文。
热量:物体之间热交换的能量,能够使物体的温度发生改变。
热平衡:两个物体之间没有净热量交换,温度相等。
2.2 理想气体状态方程。
理想气体状态方程:PV=nRT,其中P为气体压强,V为气体体积,n为气体物质的物质量,R为普适气体常量,T为气体的绝对温度。
2.3 热力学第一定律与热功等式。
热力学第一定律:能量守恒定律,系统的内能增加等于系统的吸热减去对外做功。
热功等式:热量转化为功的过程中,热机的效率等于功对热量的比值。
3. 电磁学部分3.1 简谐振动与波动。
简谐振动:物理系统围绕平衡位置以一定频率前后振动的运动。
波动:能量以波的形式在空间中传播的物理现象。
3.2 电场与电势。
电场:带电粒子周围的电力作用空间分布,与带电粒子的电荷量和距离有关。
高中物理两大守恒定律
读书破万卷下笔如有神高中物理两大守恒定律,两大定理的区别联系最近,高一学年部分学校正在学习,或刚刚学习完动量。
很多同学对机械能守恒定律,动量守恒定律,动能定理,动量定理怎么用,什么时候用有些头疼,下面我给大家来点一点。
1.先说高中物理“守恒定律”和“定理”的区别:当然在选取研究对象时,可以是一个物体,也可以是一个系统,但同学们要注意,高中阶段可以说99.9%的题,在对于求解关于单一物体的量时用定理,求解一个系统的量时用守恒定律要简单得多。
2.区别机械能守恒机械和动量守恒的条件:机械能守恒的条件:从做功角度来讲是系统只有重力或弹力做功(仅限弹簧弹力)。
也就是说机械能守恒只认识重力和弹力做功,不分系统内外,系统可以受到其它的力(如摩擦力)但只要它们不做功,或做功的代数和为零,那么系统的机械能是守恒的。
动量守恒的条件:系统外不受力,或受合力为零,或内力远远大于外力,或在某方向上满足以上条件。
也就是说,动量守恒它只认识是系统外部受力,而不管系统内部是否受力。
例如我们常见的考高基本模型之一的子弹木块模型中,由于摩擦力做功(不是因为受到摩擦力),所以机械能不守恒,但系统外部无其它力,所以动量守恒。
(虽然系统内部有摩擦力,但动量守恒不认识它)。
3.区别动量定理和动能定理:动量定理是力的时间积累,是题目中要求求解力,时间,速度,动量,动量的变化,冲量时的首选。
动能定理是力的空间积累,是题目中要求求解力,位移,速度,动能,动能的变化,做功时的首选。
4.区别机械能守恒定律和动能定理可以说机械能守恒定律是动能定理在只有重力和弹力做功时的一种特殊表达。
对于不知道两者何时应该用哪个的同学的最好的办法就是只用动能定理。
5.区别机械能守恒和机械能不变:机械能守恒是个动态过程,在变化中的守恒,也就是说要想谈守恒,先要让其变化。
机械能不变是个静态过程,也就是说是不发生变化的。
(不变不等于没有发生变化)如在水平面上匀速行驶的汽车,只能说它的机械能不变,而不能说它机械能守恒。
高中物理知识全解 1.9 动能定理与机械能守恒定律
高中物理知识全解 1.9 动能定理与机械能守恒定律注意:能量的单位是:焦耳(J )一:动能定理动能定理:K K W E E ⎧⎨=-⎩合末初合外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
【例题】如下图所示,长为L 的长木板水平放置,在木板的A 端放置一个质量为m 的小物块.现缓慢地抬高A 端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v ,则在整个过程中( )[A .支持力对物块做功为0B .支持力对小物块做功为mgLsin αC .摩擦力对小物块做功为mgL sin αD .滑动摩擦力对小物块做功为12mv2-mgLsin α【例题】如下图所示,固定于竖直面内的粗糙斜杆,与水平方向夹角为30°,质量为m 的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端.为使拉力做功最小,拉力F 与杆的夹角α=____,拉力大小F =________.【例题】质量为m 的物块,带正电q ,开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端,整个装置放在水平向左、大小为E =3mg q的匀强电场中,如下图一所示,斜面高为H ,释放物体后,物块落地的速度大小为( )A.+3 B .2gHC .22gHD .223gH【例题】如下图所示,质量为60 kg的导体棒长度S=20 cm,棒两端分别与长度L=30 cm 的细导线相连,悬挂在竖直向上的匀强磁场中,磁感应强度B=0.5 T.当导体棒中通以稳恒电流I后,棒向上摆动(摆动过程中I始终不变),最大偏角θ=45°,求:导体棒中电流I的大小.从而找出解决问题的方法.二:功、动能定理的思考高中物理中功、动能定理是解决众多物理问题的重要工具,然而对于一些较为特殊的物理问题却总是让我们产生疑惑。
例如:人从地面跳起,从功的角度似乎地面对人不做功,但是从动能定理的角度又似乎地面对人做了功,那么地面到底对人做不做功?只要通过严密的逻辑推导,我们不难发现功与动能定理是统一的,不会矛盾。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
机械能守恒定律
1.由物体间的相互作用和物体间的相对位置确定的能叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.(1)物体由于受到重力作用而具有重力势能,表达式为E P=一mgh.式中h是物体到零重力势能面的高度.(2)重力势能是物体与地球系统共有的.只有在零势能参考面确定之后,物体的重力势能才有确定的值,若物体在零势能参考面上方高h处其重力势能为E P=一mgh,若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为E P=一mgh,“一”不表示方向,表示比零势能参考面的势能小,明显零势能参考面选择的不同,同一物体在同一位置的重力势能的多少也就不同,所以重力势能是相对的.通常在不明确指出的状况下,都是以地面为零势面的.但应特殊留意的是,当物体的位置变更时,其重力势能的变更量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关切的是重力势能的变更量.
(3)弹性势能,发生弹性形变的物体而具有的势能.中学阶段不要求详细利用公式计算弹性势能,但往往要依据功能关系利用其他形式能量的变更来求得弹性势能的变更或某位置的弹性势能.
2.重力做功与重力势能的关系:重力做功等于重力势能的削减量W G=ΔE P减=E P初一E P末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔE P增=E P末—E P初
特殊应留意:重力做功只能使重力势能与动能相互转化,不能引起物体机械能的变更.
3、动能和势能(重力势能与弹性势能)统称为机械能.
二、机械能守恒定律
1、内容:在只有重力(和弹簧的弹力)做功的状况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.
2.机械能守恒的条件
(1)做功角度:对某一物体,若只有重力(或弹簧弹力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代数和为零),则该物体机械能守恒.
(2)能转化角度:对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发朝气械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.
3.表达形式:E K1+E pl=E k2+E P2
(1)我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达式中E P是相对的.建立方程时必需选择合适的零势能参考面.且每一状态的E P都应是对同一参考面而言的.
(2)其他表达方式,ΔE P=一ΔE K,系统重力势能的增量等于系统动能的削减量.
(3)ΔE a=一ΔE b,将系统分为a、b两部分,a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的削减量,
三、推断机械能是否守恒
首先应特殊提示留意的是,机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统在克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在削减.
(1)用做功来推断:分析物体或物体受力状况(包括内力和外力),明确各力做功的状况,若对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒;
(2)用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系机械能守恒.
(3)对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目的特殊说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能不守恒
说明:1.条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功.对于某个物体系统包括外力和内力,只有重力或弹簧的弹力作功,其他力不做功或者其他力的功的代数和等于零,则该系统的机械能守恒,也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化,只能使系统内的动能和势能相互转化.如图5-50所示,光滑水平面上,A与L1、L2二弹簧相连,B与弹簧L2相连,外力向左推B使L1、L2被压缩,当撤去外力后,A、L2、B这个系统机械能不守恒,因为L I对A的弹力是这个系统外的弹力,所以A、L2、B这个系统机械能不守恒.但对L I、A、L2、B这个系统机械能就守恒,因为此时L1对A的弹力做功属系统内部弹力做功.
2.只有系统内部重力弹力做功,其它力都不做功,这里其它力合外力不为零,只要不做功,机械能仍守恒,即对于物体系统只有动能与势能的相互转化,而无机械能与其他形式转化(如系统无滑动摩擦和介质阻力,无电磁感应过程等等),则系统的机械能守恒,如图5-51所示光滑水平面上A与弹簧相连,当弹簧被压缩后撤去外力弹开的过程,B相对A没有发生相对滑动,A、B之间有相互作用的力,但对弹簧A、B物体组成的系统机械能守恒.
3.当除了系统内重力弹力以外的力做了功,但做功的代数和为零,但系统的机械能不肯定守恒.如图5—52所示,物体m在速度为v0时受到外力F作用,经时间t速度变为v t.(v t>v0)撤去外力,由于摩擦力的作用经时间t/速度大小又为v0,这一过程中外力做功代数和为零,但是物体m的机械能不守恒。
四.机械能守恒定律与动量守恒定律的区分:
动量守恒是矢量守恒,守恒条件是从力的角度,即不受外力或外力的和为零。
机械能守恒是标量守恒,守恒条件是从功的角度,即除重力、弹力做功外其他力不做功。
确定动量是否守恒应分析外力的和是否为零,确定系统机械能是否守恒应分析外力和内力做功,看是否只有重力、系统内弹力做功。
还应留意,外力的和为零和外力不做功是两个不同的概念。
所以,系统机械能守恒时动量不肯定守恒;动量守恒时机械能也不肯定守恒。
判定系统动量,机械能是否守恒的关键是明确守恒条件和确定哪个过程,
五.机械能守恒定律与动能定理的区分
机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间关系,且守恒是有条件的,而动能定理揭示的是物体动能的变更跟引起这种变更的合外力的功间关系,既关切初末状态的动能,也必需仔细分析对应这两个状态间经验的过程中做功状况.
规律方法
1、单个物体在变速运动中的机械能守恒问题
2、系统机械能守恒问题
点评(1)对绳索、链条这类的物体,由于在考查过程中常发生形变,其重心位置对物体来说,不是固定不变的,能否确定其重心的位里则是解决这类问题的关键,顺便指出的是匀称质量分布的规则物体常以重心的位置来确定物体的重力势能.此题初态的重心位置不在滑轮的顶点,由于滑轮很小,可视作对折来求重心,也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能.至于零势能参考面可随意选取,但以系统初末态重力势能便于表示为宜.
(2)此题也可以用等效法求解,铁链脱离滑轮时重力势能削减,等效为一半铁链至另一半下端时重力势能的削减,然后利用ΔE P=-ΔE K求解,留给同学们思索.。