高考物理功是能量转化的量度公式总结
功的所有计算公式
功的所有计算公式功(Work)是物理学中的一个重要概念,表示物体或系统受到外力作用下产生的能量转化或能量传递。
功的计算公式与具体情况密切相关,下面将介绍一些常见情况下的功计算公式。
1.功的基本定义公式:功的基本定义是物体所受到的外力与物体移动的距离(或者力的方向与物体移动的方向之间的夹角的余弦)的乘积。
公式表示为:W = F * d * cosθ其中,W表示功,F表示外力的大小,d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.弹簧力的功:当物体受到弹簧力作用而发生变形时,弹簧力做的功可以通过弹簧劲度系数(k)和物体的位移(x)来计算。
公式表示为:W=(1/2)*k*x^23.重力的功:当物体受到重力作用而发生位移时,重力所做的功可以通过物体的重量(m*g)和物体的位移(h)来计算。
公式表示为:W=m*g*h4.冲量和速度的功:物体的动能变化或速度变化可以通过物体受到的冲量(J)和物体速度(v)的变化来计算。
公式表示为:W=J*Δv5.电场力的功:当电荷在电场中受到电场力作用而发生位移时,电场力所做的功可以通过电荷的电量(q)和电场的电势差(ΔV)来计算。
公式表示为:W=q*ΔV6.磁场力的功:当电流在磁场中受到磁场力作用而发生位移时,磁场力所做的功可以通过电流的大小(I)、位移(d)和磁场的磁感应强度(B)来计算。
公式表示为:W = I * B * d * sinθ其中,θ表示电流方向和位移方向之间的夹角。
7.摩擦力的功:当物体受到摩擦力作用而发生位移时,摩擦力所做的功可以通过物体的摩擦力(Ff)和物体的位移(d)来计算。
公式表示为:W=Ff*d8.气体扩展或压缩的功:当气体发生容器的体积变化时,外界对气体所做的功可以通过气体的压强(P)和容器体积的变化(ΔV)来计算。
公式表示为:W=P*ΔV9.波的传播的功:当波传播时,波能的传播可以通过波的能量密度(u)和波传播的体积(V)来计算。
高考物理课程复习:动能定理及其应用
【对点演练】
4.(2021湖南卷)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。
总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节
车厢发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k
为常量),动车组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是(
答案 C
解析 本题考查机车启动问题,考查分析综合能力。动车组匀加速启动过程
中,根据牛顿第二定律,有F-kv=ma,因为加速度a不变,速度v改变,所以牵引
力F改变,选项A错误。由四节动力车厢输出功率均为额定值,可得
4
4P=Fv,F-kv=ma',联立解得 a'=
− ,因为 v 改变,所以 a'改变,选项 B 错误。
量损失,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度大小为g)。则(
6
A.动摩擦因数 μ=7
2ℎ
B.载人滑沙板最大速度为 7
C.载人滑沙板克服摩擦力做功为 mgh
3
D.载人滑沙板在下段滑道上的加速度大小为5g
)
答案 AB
解析 对整个过程,由动能定理得 2mgh-μmgcos
ℎ
45°·
载人滑沙板在下段滑道上的加速度大小为
错误。
cos37 °- sin37 °
3
a=
= 35 g,故
D
考点三
应用动能定理求解多过程问题[名师破题]
应用动能定理求解多过程问题的解题步骤
(1)首先需要建立运动模型,选择合适的研究过程能使问题得以简化。当物体
的运动过程包含几个运动性质不同的子过程时,可以选择一个、几个或全部
“功”的计算
“功”的计算做功是能量的转化过程,功是能量的转化量度。
功的计算在功能关系问题以及在高中物理中占有十分重要的地位,也是高考中重点考查的内容。
对于功的计算则没有一个“万能的公式”,在实际问题中应根据不同的情况,相应的采用不同的方法来求解,因此很多学生在处理做功的问题时常常感到困难,不知如何下手。
高考复习阶段,可对“功”的计算采用立体化复习,归纳起来,有三种方法:一、直接利用求功公式计算1.恒力做功:可用公式W=FScosθ直接计算,其中S为力的作用点对地面的位移,θ为力F和位移S之间的夹角。
例1.一个人通过一个动滑轮用恒力拉动物体A,已知恒力为F,与水平地面夹角为θ,如图,不计绳子的质量和滑轮间的摩擦,当物体A被拉着向右移动了S时,人所做功为()A、FSB、2FSC、FS(1+COSθ)D、无法确定解析:本例中求“人所做的功”即人用力F作用在绳的端点P所做的功。
由图知,当物体A被拉着向右移动了S时,绳端点P的位移S’= ,力F与S’的夹角为,则力F对绳端点P所做的功为,答案选D.2. 变力做功转换为恒力做功2.1对象转换:将变力做功转换为恒力做功,即可应用公式W=FS•cosα求解例2. 如图3所示,一个人用恒力F=80牛拉绳子的C端,绳子跨过光滑的定滑轮将一个静止的物体由位置A拉到位置B,图中H=2.0m,求此过程中拉力对物体做的功。
解析:物体在运动过程中,绳作用在物体上的拉力方向不断变化,属变力做功的问题。
如果把力F的作用点C作为做功对象,求绳子拉物体的变力之功便转化为求人拉绳子的恒力之功。
物体由A运动到B的过程中,绳C端位移为:S=H(1/sin30°-1/sin53°)=1.5m。
2.2过程转换:物体做曲线运动时的变力功问题,可用微元法将曲线化为直线,把变力功问题转化为恒力做功问题。
例3. 如图4所示,磨杆长为L,在杆端施以与杆垂直且大小不变的力F。
求杆绕轴转动一周,力F做的功。
2022年高考物理一轮复习考点归纳机械能及其守恒定律
五机械能及其守恒定律一、基本概念和规律1.功的分析(1)恒力做功的判断:依据力与位移方向的夹角来判断。
(2)曲线运动中功的判断:依据F与v的方向夹角α来判断,0°≤α<90°时,力对物体做正功;90°<α≤180°时,力对物体做负功;α=90°时,力对物体不做功。
(3)依据能量变化来判断:功是能量转化的量度,若有能量转化,则必有力对物体做功。
此方法常用于判断两个相联系的物体。
2.功的计算(1)恒力做功的计算方法(2)变力做功的分析与计算方法以例说法应用动能定理用力F把小球从A处缓慢拉到B处,F做功为WF,则有:W F-mgl(1-cos θ)=0,得W F=mgl(1-cos θ)微元法质量为m的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f=f·Δx1+f·Δx2+f·Δx3+…+f·Δx n=f(Δx1+Δx2+Δx3+…+Δx n)=f·2πR功率法汽车以恒定功率P在水平路面上运动时间t的过程中,牵引力做功W F =Pt等效转换法恒力F把物块从A拉到B,轻绳对物块做的功W=F·⎝⎛⎭⎪⎫hsin α-hsin β平均力法弹簧由伸长x1被继续拉至伸长x2的过程中,克服弹力做功W=kx1+kx22·(x2-x1)图象法根据力(F)—位移(l)图象的物理意义计算变力对物体所做的功,如图,横轴上方阴影部分的面积减去横轴下方阴影部分的面积在数值上等于变力所做功的大小(1)公式P=Wt和P=F v的区别P=Wt是功率的定义式,P=F v是功率的计算式。
(2)平均功率的计算方法①利用P-=Wt。
②利用P-=F v-cos α,其中v-为物体运动的平均速度。
(3)瞬时功率的计算方法①利用公式P=F v cos α,其中v为t时刻的瞬时速度。
②利用公式P=F v F,其中v F为物体的速度v在力F方向上的分速度。
高考物理公式总结大全(精品版)
高考物理公式总结大全(精品版)高中物理公式总结在高中物理研究中,掌握公式是非常重要的。
下面是力学方面的公式总结:1.胡克定律:f=kx(其中x为伸长量或压缩量,k为劲度系数,只与弹簧的长度、粗细和材料有关)。
2.重力:G=mg(其中g随高度、纬度、地质结构而变化,g极>g赤,g低纬>g高纬)。
3.求F1、F2的合力的公式:F合=F1^2+F2^2+2F1F2cosθ。
当两个分力垂直时,F合=F1^2+F2^2.需要注意的是,力的合成和分解都遵从平行四边形定则。
在分解时,可以采用正交分解法。
此外,两个力的合力范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2,合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4.物体平衡条件:F合=0或Fx合=0、Fy合=0.推论:三个共点力作用于物体而平衡,任意一个力与剩余两个力的合力一定等值反向。
解三个共点力平衡的方法有:合成法、分解法、正交分解法、三角形法、相似三角形法。
5.摩擦力的公式:1) 滑动摩擦力:f=μN(动的时候用,或时最大的静摩擦力)。
需要注意的是,N为接触面间的弹力(压力),可以大于G,也可以等于G,也可以小于G。
μ为动摩擦因数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关。
2) 静摩擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关。
大小范围:0≤f静≤fm(fm为最大静摩擦力)。
需要注意的是,摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反。
摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6.万有引力:1) 公式:F=Gm1m2/r^2(适用条件:只适用于质点间的相互作用)。
其中,G为万有引力恒量:G=6.67×10^-11N·m^2/kg^2.2) 在天文上的应用:a。
2023年高考物理一轮复习讲义——功能关系 能量守恒定律
第4讲 功能关系 能量守恒定律目标要求 1.熟练掌握几种常见的功能关系,并会用于解决实际问题.2.掌握一对摩擦力做功与能量转化的关系.3.会应用能量守恒观点解决综合问题.考点一 功能关系的理解和应用1.对功能关系的理解(1)做功的过程就是能量转化的过程,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,一是体现在不同的力做功,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值上相等. 2.常见的功能关系能量功能关系表达式势能重力做功等于重力势能减少量 W =E p1-E p2=-ΔE p弹力做功等于弹性势能减少量静电力做功等于电势能减少量 分子力做功等于分子势能减少量动能 合外力做功等于物体动能变化量 W =E k2-E k1=12m v 2-12m v 02机械能 除重力和弹力之外的其他力做功等于机械能变化量W 其他=E 2-E 1=ΔE 摩擦 产生 的内能 一对相互作用的滑动摩擦力做功之和的绝对值等于产生的内能Q =F f ·x 相对电能 克服安培力做功等于电能增加量W 电能=E 2-E 1=ΔE1.一个物体的能量增加,必定有别的物体能量减少.( √ ) 2.合力做的功等于物体机械能的改变量.( × )3.克服与势能有关的力(重力、弹簧弹力、静电力等)做的功等于对应势能的增加量.( √ ) 4.滑动摩擦力做功时,一定会引起机械能的转化.( √ )1.功的正负与能量增减的对应关系(1)物体动能的增加与减少要看合外力对物体做正功还是做负功.(2)势能的增加与减少要看对应的作用力(如重力、弹簧弹力、静电力等)做负功还是做正功.(3)机械能的增加与减少要看重力和弹簧弹力之外的力对物体做正功还是做负功.2.摩擦力做功的特点(1)一对静摩擦力所做功的代数和总等于零;(2)一对滑动摩擦力做功的代数和总是负值,差值为机械能转化为内能的部分,也就是系统机械能的损失量;(3)说明:无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以对物体做正功,也可以做负功,还可以不做功.考向1功能关系的理解例1在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项.质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为F,当地的重力加速度为g,那么在他减速下降高度为h的过程中,下列说法正确的是()A.他的动能减少了FhB.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了(F-mg)hD.他的机械能减少了Fh答案 D解析运动员进入水中后,克服合力做的功等于动能的减少量,故动能减少(F-mg)h,故A 错误;运动员进入水中后,重力做功mgh,故重力势能减小mgh,故B错误;运动员进入水中后,除重力外,克服阻力做功Fh,故机械能减少了Fh,故C错误,D正确.例2如图所示,弹簧的下端固定在光滑斜面底端,弹簧与斜面平行.在通过弹簧中心的直线上,小球P从直线上的N点由静止释放,在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中,下列说法中正确的是()A.小球P的动能一定在减小B.小球P的机械能一定在减少C.小球P与弹簧系统的机械能一定在增加D.小球P重力势能的减小量大于弹簧弹性势能的增加量答案 B解析小球P与弹簧接触后,刚开始弹力小于重力沿斜面向下的分力,合力沿斜面向下,随着形变量增大,弹力大于重力沿斜面向下的分力,合力方向沿斜面向上,合力先做正功后做负功,小球P的动能先增大后减小,A错误;小球P与弹簧组成的系统的机械能守恒,弹簧的弹性势能不断增大,所以小球P的机械能不断减小,B正确,C错误;在此过程中,根据系统机械能守恒,可知小球P重力势能的减小量与动能减小量之和等于弹簧弹性势能的增加量,即小球P重力势能的减小量小于弹簧弹性势能的增加量,D错误.考向2功能关系与图像的结合例3(多选)(2020·全国卷Ⅰ·20)一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度取10 m/s2.则()A.物块下滑过程中机械能不守恒B.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C.物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D.当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J答案AB解析由E-s图像知,物块动能与重力势能的和减小,则物块下滑过程中机械能不守恒,故A正确;由E-s图像知,整个下滑过程中,物块机械能的减少量为ΔE=30 J-10 J=20 J,重力势能的减少量ΔE p=mgh=30 J,又ΔE=μmg cos α·s,其中cos α=s2-h2s=0.8,h=3.0m,g=10 m/s2,则可得m=1 kg,μ=0.5,故B正确;物块下滑时的加速度大小a=g sin α-μg cosα=2 m/s2,故C错误;物块下滑2.0 m时损失的机械能为ΔE′=μmg cos α·s′=8 J,故D错误.考向3摩擦力做功与摩擦生热的计算例4(多选)如图所示,一个长为L,质量为M的木板,静止在光滑水平面上,一个质量为m的物块(可视为质点),以水平初速度v0,从木板的左端滑向另一端,设物块与木板间的动摩擦因数为μ,当物块与木板相对静止时,物块仍在长木板上,物块相对木板的位移为d,木板相对地面的位移为s,重力加速度为g.则在此过程中()A.摩擦力对物块做功为-μmg(s+d)B.摩擦力对木板做功为μmgsC.木板动能的增量为μmgdD.由于摩擦而产生的热量为μmgs答案AB解析根据功的定义W=Fs cos θ,其中s指物体对地的位移,而θ指力与位移之间的夹角,可知摩擦力对物块做功W1=-μmg(s+d),摩擦力对木板做功W2=μmgs,A、B正确;根据动能定理可知木板动能的增量ΔE k=W2=μmgs,C错误;由于摩擦而产生的热量Q=F f·Δx =μmgd,D错误.例5(多选)(2019·江苏卷·8)如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态.小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度.在上述过程中()A.弹簧的最大弹力为μmgB.物块克服摩擦力做的功为2μmgsC.弹簧的最大弹性势能为μmgsD.物块在A点的初速度为2μgs答案BC解析 物块处于最左端时,弹簧的压缩量最大,然后物块先向右加速运动再减速运动,可知弹簧的最大弹力大于滑动摩擦力μmg ,选项A 错误;物块从开始运动至最后回到A 点过程,由功的定义可得物块克服摩擦力做功为2μmgs ,选项B 正确;物块从最左侧运动至A 点过程,由能量守恒定律可知E p =μmgs ,选项C 正确;设物块在A 点的初速度为v 0,对整个过程应用动能定理有-2μmgs =0-12m v 02,解得v 0=2μgs ,选项D 错误.考点二 能量守恒定律的理解和应用1.内容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为其他形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变. 2.表达式 ΔE 减=ΔE 增.3.应用能量守恒定律解题的步骤(1)首先确定初、末状态,分清有几种形式的能在变化,如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势能)、内能等.(2)明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量ΔE 减和增加的能量ΔE 增的表达式.例6 (2020·浙江1月选考·20)如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E 分别与水平轨道EO 和EA 相连)、高度h 可调的斜轨道AB 组成.游戏时滑块从O 点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道.全程不脱离轨道且恰好停在B 端则视为游戏成功.已知圆轨道半径r =0.1 m ,OE 长L 1=0.2 m ,AC 长L 2=0.4 m ,圆轨道和AE 光滑,滑块与AB 、OE 之间的动摩擦因数μ=0.5.滑块质量m =2 g 且可视为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能.忽略空气阻力,各部分平滑连接.求:(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F 时的速度v F 大小;(2)当h =0.1 m 且游戏成功时,滑块经过E 点对圆轨道的压力F N 大小及弹簧的弹性势能E p0; (3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能E p 与高度h 之间满足的关系. 答案 见解析解析 (1)滑块恰好能过F 点的条件为mg =m v F 2r解得v F =1 m/s(2)滑块从E 点到B 点,由动能定理得 -mgh -μmgL 2=0-12m v E 2在E 点由牛顿第二定律得F N ′-mg =m v E 2r解得F N =F N ′=0.14 N从O 点到B 点,由能量守恒定律得: E p0=mgh +μmg (L 1+L 2) 解得E p0=8.0×10-3 J(3)使滑块恰能过F 点的弹性势能 E p1=2mgr +μmgL 1+12m v F 2=7.0×10-3 J到B 点减速到0E p1-mgh 1-μmg (L 1+L 2)=0 解得h 1=0.05 m设斜轨道的倾角为θ,若滑块恰好能停在B 点不下滑, 则μmg cos θ=mg sin θ解得tan θ=0.5,此时h 2=0.2 m 从O 点到B 点E p =mgh +μmg (L 1+L 2)=2×10-3(10h +3) J 其中0.05 m ≤h ≤0.2 m.例7 如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A 与斜面之间的动摩擦因数μ=34,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C 点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A 和B ,滑轮右侧绳子与斜面平行,A 的质量为2m =4 kg ,B 的质量为m =2 kg ,初始时物体A 到C 点的距离L =1 m ,现给A 、B 一初速度v 0=3 m/s ,使A 开始沿斜面向下运动,B 向上运动,物体A 将弹簧压缩到最短后又恰好能弹回到C 点.已知重力加速度g =10 m/s 2,不计空气阻力,整个过程中轻绳始终处于伸直状态.求在此过程中:(1)物体A 向下运动刚到C 点时的速度大小; (2)弹簧的最大压缩量; (3)弹簧的最大弹性势能. 答案 (1)2 m/s (2)0.4 m (3)6 J解析 (1)在物体A 向下运动刚到C 点的过程中,对A 、B 组成的系统应用能量守恒定律可得 μ·2mg cos θ·L =12×3m v 02-12×3m v 2+2mgL sin θ-mgL解得v =2 m/s.(2)对A 、B 组成的系统分析,在物体A 从C 点压缩弹簧至将弹簧压缩到最大压缩量,又恰好返回到C 点的过程中,系统动能的减少量等于因摩擦产生的热量,即 12×3m v 2-0=μ·2mg cos θ·2x 其中x 为弹簧的最大压缩量 解得x =0.4 m.(3)设弹簧的最大弹性势能为E pm ,从C 点到弹簧最大压缩量过程中由能量守恒定律可得 12×3m v 2+2mgx sin θ-mgx =μ·2mg cos θ·x +E pm 解得E pm =6 J.课时精练1.(多选)如图所示,质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面,其减速运动的加速度为34g ,此物体在斜面上能够上升的最大高度为h ,则在这个过程中物体( )A .重力势能增加了mghB .机械能损失了12mghC .动能损失了mghD .克服摩擦力做功14mgh答案 AB解析 加速度大小a =34g =mg sin 30°+F f m ,解得摩擦力F f =14mg ,机械能损失等于克服摩擦力做的功,即F f x =14mg ·2h =12mgh ,故B 项正确,D 项错误;物体在斜面上能够上升的最大高度为h ,所以重力势能增加了mgh ,故A 项正确;动能损失量为克服合力做功的大小,动能损失量ΔE k =F 合x =34mg ·2h =32mgh ,故C 项错误.2.某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m ,弹簧的左端固定,木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)将其压缩,记下木块右端位置A 点,静止释放后,木块右端恰能运动到B 1点.在木块槽中加入一个质量m 0=800 g 的砝码,再将木块左端紧靠弹簧,木块右端位置仍然在A 点,静止释放后木块离开弹簧,右端恰能运动到B 2点,测得AB 1、AB 2长分别为27.0 cm 和9.0 cm ,则木块的质量m 为( )A .100 gB .200 gC .300 gD .400 g 答案 D解析 根据能量守恒定律,有μmg ·AB 1=E p ,μ(m 0+m )g ·AB 2=E p ,联立解得m =400 g ,D 正确. 3.一木块静置于光滑水平面上,一颗子弹沿水平方向飞来射入木块中.当子弹进入木块的深度达到最大值2.0 cm 时,木块沿水平面恰好移动距离1.0 cm.在上述过程中系统损失的机械能与子弹损失的动能之比为( ) A .1∶2 B .1∶3 C .2∶3 D .3∶2答案 C解析 根据题意,子弹在摩擦力作用下的位移为x 1=(2+1) cm =3 cm ,木块在摩擦力作用下的位移为x 2=1 cm ;系统损失的机械能转化为内能,根据功能关系,有ΔE 系统=Q =F f ·Δx ;子弹损失的动能等于子弹克服摩擦力做的功,故ΔE 子弹=F f x 1;所以ΔE 系统ΔE 子弹=23,所以C 正确,A 、B 、D 错误.4.如图所示,一质量为m的滑块以初速度v0从固定于地面的斜面底端A开始冲上斜面,到达某一高度后返回A,斜面与滑块之间有摩擦.下图分别表示它在斜面上运动的速度v、加速度a、势能E p和机械能E随时间的变化图像,可能正确的是()答案 C解析由牛顿第二定律可知,滑块上升阶段有:mg sin θ+F f=ma1;下滑阶段有:mg sin θ-F f=ma2,因此a1>a2,故选项B错误;速度-时间图像的斜率表示加速度,当上滑和下滑时,加速度不同,则斜率不同,故选项A错误;重力势能先增大后减小,且上升阶段加速度大,所用时间短,势能变化快,下滑阶段加速度小,所用时间长,势能变化慢,故选项C可能正确;由于摩擦力始终做负功,机械能一直减小,故选项D错误.5.如图所示,赫章的韭菜坪建有风力发电机,风力带动叶片转动,叶片再带动转子(磁极)转动,使定子(线圈,不计电阻)中产生电流,实现风能向电能的转化.若叶片长为l,设定的额定风速为v,空气的密度为ρ,额定风速下发电机的输出功率为P,则风能转化为电能的效率为()A.2Pπρl2v3 B.6Pπρl2v3 C.4Pπρl2v3 D.8Pπρl2v3答案 A解析风能转化为电能的工作原理为将风的动能转化为输出的电能,设风吹向发电机的时间为t,则在t时间内吹向发电机的风柱的体积为V=v t·S=v tπl2,则风柱的质量M=ρV=ρv tπl2,因此风吹过的动能为E k =12M v 2=12ρv t πl 2·v 2,在此时间内发电机输出的电能E =P ·t ,则风能转化为电能的效率为η=E E k =2Pπρl 2v3,故A 正确,B 、C 、D 错误.6.(多选)如图所示,在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道,半径OA 水平、OB 竖直,一个质量为m 的小球自A 点的正上方P 点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力.已知AP =2R ,重力加速度为g ,则小球从P 点运动到B 点的过程中( )A .重力做功2mgRB .机械能减少mgRC .合外力做功12mgRD .克服摩擦力做功12mgR答案 CD解析 小球从P 点运动到B 点的过程中,重力做功W G =mg (2R -R )=mgR ,故A 错误;小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力,则有mg =m v B 2R ,解得v B =gR ,则此过程中机械能的减少量为ΔE =mgR -12m v B 2=12mgR ,故B 错误;根据动能定理可知,合外力做功W 合=12m v B 2=12mgR ,故C 正确;根据功能关系可知,小球克服摩擦力做的功等于机械能的减少量,为12mgR ,故D 正确.7.质量为2 kg 的物体以10 m/s 的初速度,从起点A 出发竖直向上抛出,在它上升到某一点的过程中,物体的动能损失了50 J ,机械能损失了10 J ,设物体在上升、下降过程空气阻力大小恒定,则该物体再落回到A 点时的动能为(g =10 m/s 2)( ) A .40 J B .60 J C .80 J D .100 J 答案 B解析 物体抛出时的总动能为100 J ,物体的动能损失了50 J 时,机械能损失了10 J ,则动能损失100 J 时,机械能损失20 J ,此时到达最高点,由于空气阻力大小恒定,所以下落过程,机械能也损失20 J ,故该物体从A 点抛出到落回到A 点,共损失机械能40 J ,所以该物体再落回到A点时的动能为60 J,A、C、D错误,B正确.8.(多选)(2019·全国卷Ⅱ·18)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能E k与重力势能E p之和.取地面为重力势能零点,该物体的E总和E p随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得()A.物体的质量为2 kgB.h=0时,物体的速率为20 m/sC.h=2 m时,物体的动能E k=40 JD.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J答案AD解析根据题图可知,h=4 m时物体的重力势能E p=mgh=80 J,解得物体质量m=2 kg,抛出时物体的动能为E k0=100 J,由公式E k0=12可知,h=0时物体的速率为v=10 m/s,2m v选项A正确,B错误;由功能关系可知F f h4=|ΔE总|=20 J,解得物体上升过程中所受空气阻力F f=5 N,从物体开始抛出至上升到h=2 m的过程中,由动能定理有-mgh-F f h=E k-E k0,解得E k=50 J,选项C错误;由题图可知,物体上升到h=4 m时,机械能为80 J,重力势能为80 J,动能为零,即从地面上升到h=4 m,物体动能减少100 J,选项D正确.9.(多选)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab与水平面的夹角为60°,光滑斜面bc与水平面的夹角为30°,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(M>m)的两滑块A和B,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动,A、B不会与定滑轮碰撞.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中()A.轻绳对滑轮作用力的方向竖直向下B.拉力和重力对M做功之和大于M动能的增加量C.拉力对M做的功等于M机械能的增加量D .两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功答案 BD解析 根据题意可知,两段轻绳的夹角为90°,轻绳拉力的大小相等,根据平行四边形定则可知,合力方向与绳子方向的夹角为45°,所以轻绳对滑轮作用力的方向不是竖直向下的,故A 错误;对M 受力分析,受到重力、斜面的支持力、绳子拉力以及滑动摩擦力作用,根据动能定理可知,M 动能的增加量等于拉力和重力以及摩擦力做功之和,而摩擦力做负功,则拉力和重力对M 做功之和大于M 动能的增加量,故B 正确;根据除重力以外的力对物体做功等于物体机械能的变化量可知,拉力和摩擦力对M 做的功之和等于M 机械能的增加量,故C 错误;对两滑块组成系统分析可知,除了重力之外只有摩擦力对M 做功,所以两滑块组成的系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功,故D 正确.10.(多选)如图所示,光滑水平面OB 与足够长粗糙斜面BC 交于B 点.轻弹簧左端固定于竖直墙面,现将质量为m 1的滑块压缩弹簧至D 点,然后由静止释放,滑块脱离弹簧后经B 点滑上斜面,上升到最大高度,并静止在斜面上.不计滑块在B 点的机械能损失.换用相同材料质量为m 2的滑块(m 2>m 1)压缩弹簧至同一点D 后,重复上述过程,下列说法正确的是( )A .两滑块到达B 点的速度相同B .两滑块沿斜面上升的最大高度相同C .两滑块上升到最高点过程克服重力做的功相同D .两滑块上升到最高点过程机械能损失相同答案 CD解析 两滑块到B 点的动能相同,但速度不同,故A 错误;两滑块在斜面上运动时加速度相同,由于质量不同,则在B 点时的速度不同,故上升的最大高度不同,故B 错误;滑块上升到斜面最高点过程克服重力做的功为mgh ,由能量守恒定律得E p =mgh +μmg cos θ·h sin θ,则mgh =E p 1+μtan θ,故两滑块上升到斜面最高点过程克服重力做的功相同,故C 正确;由能量守恒定律得E 损=μmg cos θ·h sin θ=μmgh tan θ,结合C 可知D 正确. 11.(多选)如图所示,质量为M 的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA 段光滑,AB 段粗糙且长为l ,左端O 处有一固定挡板,挡板上固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接在竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F .质量为m 的小滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达到最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板停止运动,小滑块恰未掉落.重力加速度为g ,则( )A .细绳被拉断瞬间长木板的加速度大小为F MB .细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为12m v 2 C .弹簧恢复原长时滑块的动能为12m v 2 D .滑块与长木板AB 段间的动摩擦因数为v 22gl答案 ABD解析 细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F ,对长木板,由牛顿第二定律得F =Ma ,得a =F M,A 正确;滑块以速度v 从A 点向左滑动压缩弹簧,到弹簧压缩量最大时速度为0,由系统的机械能守恒得,细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为12m v 2,B 正确;弹簧恢复原长时长木板与滑块都获得动能,所以滑块的动能小于12m v 2,C 错误;弹簧最大弹性势能E p =12m v 2,小滑块恰未掉落时滑到木板的最右端B ,此时小滑块与长木板均静止,又水平面光滑,长木板上表面OA 段光滑,则有E p =μmgl ,联立解得μ=v 22gl,D 正确. 12.如图所示,一物体质量m =2 kg ,在倾角θ=37°的斜面上的A 点以初速度v 0=3 m/s 下滑,A 点距弹簧上端挡板位置B 点的距离AB =4 m .当物体到达B 点后将弹簧压缩到C 点,最大压缩量BC =0.2 m ,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D 点,D 点距A 点的距离AD =3 m .挡板及弹簧质量不计,g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,求:(结果均保留三位有效数字)(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;(2)弹簧的最大弹性势能E pm .答案 (1)0.521 (2)24.4 J解析 (1)物体从A 点到被弹簧弹到D 点的过程中,弹簧弹性势能没有发生变化,机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功,即:12m v02+mgAD·sin θ=μmg cos θ·(AB+2BC+BD)代入数据解得:μ≈0.521.(2)物体由A到C的过程中,动能减少量ΔE k=12m v02重力势能减少量ΔE p=mg sin θ·AC摩擦产生的热量Q=μmg cos θ·AC由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为:E pm=ΔE k+ΔE p-Q≈24.4 J.13.如图所示,在倾角为37°的斜面底端固定一挡板,轻弹簧下端连在挡板上,上端与物块A 相连,用不可伸长的细线跨过斜面顶端的定滑轮把A与另一物体B连接起来,A与滑轮间的细线与斜面平行.已知弹簧劲度系数k=40 N/m,A的质量m1=1 kg,与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,B的质量m2=2 kg.初始时用手托住B,使细线刚好处于伸直状态,此时物体A 与斜面间没有相对运动趋势,物体B的下表面离地面的高度h=0.3 m,整个系统处于静止状态,弹簧始终处于弹性限度内.重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.(1)由静止释放物体B,求B刚落地时的速度大小;(2)把斜面处理成光滑斜面,再将B换成一个形状完全相同的物体C并由静止释放,发现C 恰好到达地面,求C的质量m3.答案(1) 2 m/s(2)0.6 kg解析(1)因为初始时刻A与斜面间没有相对运动趋势,即A不受摩擦力,此时有:m1g sin θ=F弹此时弹簧的压缩量为:x1=F弹k=m1g sin θk=0.15 m当B落地时,A沿斜面上滑h,此时弹簧的伸长量为:x2=h-x1=0.15 m所以从手放开B到B落地过程中以A、B和弹簧为系统,弹簧伸长量和压缩量相同,弹性势能不变,弹簧弹力不做功,根据能量守恒定律可得:m 2gh =m 1gh sin θ+μm 1g cos θ·h +12(m 1+m 2)v 2 代入数据解得:v = 2 m/s(2)由(1)分析同理可知换成光滑斜面,没有摩擦力,则从手放开C 到C 落地过程中以A 、C 和弹簧为系统,根据机械能守恒可得:m 3gh =m 1gh sin θ代入数据解得m 3=0.6 kg.。
高考物理总复习第五章 第4讲 功能关系、能量守恒定律
2013-11-27 有志者事竟成 9
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3.(2012· 安徽理综)如图5-4-1所示,在竖直平面内有 一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量 为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球沿轨 道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP=2R,重力 加速度为g,则小球从P到B的运动过程中( )
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(4)电场力做功:电势能与其他能相互转化. (5)安培力做功:电能和机械能相互转化. 二、能量守恒定律 1.内容. 能量既不会消灭,也不会创生,它只能从一种形式转化 为另一种形式,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.
A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先降低后升高 D.始终不变
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解析
由题意知外力对绳索做正功,机械能增加,重心
升高,故选A项.
答案
A
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题型归类•深度剖析
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解析 功的计算公式W=Fscosα中的s是指相对于地面 的位移,滑动摩擦力和静摩擦力仅起阻碍物体间的相对运动 (或相对运动趋势)的作用,它与物体对地“绝对位移”的方 向既可能相同也可能相反,说它们一定做负功是错误的.物 体间有静摩擦力作用时两物体相对静止,物体可以对地移 动,所以静摩擦力也可能做功.物体间有相对滑动时,伴随 机械能的损耗(转化为内能),所以一对滑动摩擦力做功的总 和恒为负值.
答案 A
高考物理总复习(课标版)机械能之 功能关系 能量守恒定律
[答案]
D
2.(多选)如图所示,在升降机内固定一光滑的斜面体, 一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板 B 上,另一 端与质量为 m 的物块 A 相连,弹簧与斜面平行.整个系统由 静止开始加速上升高度 h 的过程中( )
A.物块 A 的重力势能增加量一定等于 mgh B.物块 A 的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉 力对其做功的代数和 C.物块 A 的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的 拉力对其做功的代数和 D.物块 A 和弹簧组成的系统的机械能增加量等于斜面 对物块的支持力和 B 对弹簧的拉力做功的代数和
[思维启迪] (1)明确哪种力做功引起哪种能量的变化. (2)注意功的正负和能量转化的“方向”.
[尝试解答] 由于上升过程中的加速度大小等于重力加
1 速度,则由牛顿第二定律 mgsin30° +f=mg,则 f= mg.由动 2 能定理可知 ΔEk=mgH+fL=2mgH,则 A 正确,B 错误;机 械能的减少量在数值上等于克服摩擦力做的功, Wf = fL = mgH,则 C 正确,D 错误.
能量守恒定律
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.
1.力对物体做了多少功,物体就有多少能量(
)
[答案]
× )
2.功就是能,能就是功( [答案] ×
高考物理总复习 课标版
第4讲
功能关系
能量守恒定律
基 础
知 识 回 顾
知识点一 1.功和能
功和能
(1)做功的过程就是 能量转化的 须通过 做功 来实现. (2)功是
2023届高考物理一轮复习课件:功能关系、能量守恒定律
小;
(3) B: -W-fSB=0-Ek
C:-fxC=0-Ek
SB>xC-xBC
SB为路程
得:W<fxBC
(4)若F=5f,请在所给坐标系中,画出C向右运动过程中加速度a随位移
x变化的图像,并在坐标轴上标出开始运动和停止运动时的a、x值(用f、k、
E多=Q+ ( − ) E多=0.8 J
=0.8 J
例2.如图所示,固定的粗糙弧形轨道下端B点水平,上端A与B点的高
度差为h 1 =0.3 m,倾斜传送带与水平方向的夹角为θ=37°,传送带的
上端C点与B点的高度差为h 2 =0.1125 m(传送带传动轮的大小可忽略
不计)。一质量为m=1 kg的滑块(可看作质点)从轨道的A点由静止滑下,
Ek=
。
k
[针对训练]
1.如图,一长为 L 的轻杆一端固定在光滑铰链上,另一端固定一质量为 m 的
小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点,使杆以角速度ω匀速转动,当杆
与水平方向夹角为 60°时,拉力的功率为(
C
A.mgLω
3
B. mgLω
2
1
C. mgLω
2
3
D. mgLω
6
)
PF=P克 =mgvy
v
0
f
1.水平皮带
f
v0
+
x物 =
x皮
x皮= =2x物 ∆x= x皮-x物 =x物
=
f∆x=Q
fx物= −
思考:因传送物体多做的功?
高考理综物理知识点总结
高考理综物理知识点总结高考理综物理知识点总结功、功率、机械能和能源1.做功两要素:力和物体在力的方向上发生位移2.功:功是标量,只有大小,没有方向,但有正功和负功之分,单位为焦耳(J)3.物体做正功负功问题(将α理解为F与V所成的角,更为简单)(1)当α=90度时,W=0.这表示力F的方向跟位移的方向垂直时,力F不做功,如小球在水平桌面上滚动,桌面对球的支持力不做功。
(2)当α90度时,cosα0,W0.这表示力F对物体做正功。
如人用力推车前进时,人的推力F对车做正功。
(3)当α大于90度小于等于180度时,cosα0,W0.这表示力F对物体做负功。
如人用力阻碍车前进时,人的推力F对车做负功。
一个力对物体做负功,经常说成物体克服这个力做功(取绝对值)。
例如,竖直向上抛出的球,在向上运动的过程中,重力对球做了-6J的功,可以说成球克服重力做了6J的功。
说了“克服”,就不能再说做了负功4.动能是标量,只有大小,没有方向。
表达式5.重力势能是标量,表达式(1)重力势能具有相对性,是相对于选取的参考面而言的。
因此在计算重力势能时,应该明确选取零势面。
(2)重力势能可正可负,在零势面上方重力势能为正值,在零势面下方重力势能为负值。
6.动能定理:W为外力对物体所做的总功,m为物体质量,v为末速度,为初速度解答思路:①选取研究对象,明确它的运动过程。
②分析研究对象的受力情况和各力做功情况,然后求各个外力做功的代数和。
③明确物体在过程始末状态的动能和。
④列出动能定理的方程。
7.机械能守恒定律:(只有重力或弹力做功,没有任何外力做功。
)解题思路:①选取研究对象----物体系或物体②根据研究对象所经历的物理过程,进行受力,做功分析,判断机械能是否守恒。
③恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程的初、末态时的机械能。
④根据机械能守恒定律列方程,进行求解。
8.功率的表达式:,或者P=FV功率:描述力对物体做功快慢;是标量,有正负9.额定功率指机器正常工作时的最大输出功率,也就是机器铭牌上的标称值。
高中物理功能关系-能量守恒定律
功能关系1.功和能(1)做功的过程就是能量转化的过程,能量的转化必须通过做功来实现。
(2)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.功能关系(1)重力做功等于重力势能的改变,即W G=E p1-E p2=-ΔE p(2)弹簧弹力做功等于弹性势能的改变,即W F=E p1-E p2=-ΔE p(3)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)(1)动能的改变量、机械能的改变量分别与对应的功相等。
(2)重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等,但符号相反。
(3)摩擦力做功的特点及其与能量的关系:类别比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面只有能量的转移,而没有能量的转化既有能量的转移,又有能量的转化一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数总和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零,总功W=-F f·l相对,即摩擦时产生的热量相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功,还可以不做功1.自然现象中蕴藏着许多物理知识,如图5-4-1所示为一个盛水袋,某人从侧面缓慢推袋壁使它变形,则水的势能()图5-4-1A.增大B.变小C.不变D.不能确定解析:选A人推袋壁使它变形,对它做了功,由功能关系可得,水的重力势能增加,A正确。
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,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
2.表达式ΔE减=ΔE增。
1.应用能量守恒定律的基本思路(1)某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等;(2)某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。
2.应用能量守恒定律解题的步骤(1)分清有多少形式的能(动能、势能、内能等)发生变化。
芜湖市第一中学高考物理复习 第六章 第1讲 功教案
功班级__________ 座号_____ 姓名__________ 分数__________一、知识清单1.功(1)物理意义:功是能量转化的量度。
(2)做功的两个必要因素:力和物体在力的方向上发生的位移。
(3)公式:W=Fl cos α,适用于恒力做功,其中α为F、l方向间的夹角,l为物体发生的位移(相对地面)。
(4)特点①同时性:功的公式中的F和L必须具有同时性:计算力F做功时所发生的位移,必须是在同一个力F持续作用下发生的.②同体性:F和L是对应于同一个物体的。
③无关性:做功与物体运动形式(直线或曲线、匀速或变速)无关,与物体受其他力无关。
功只与F、l及夹角α有关。
④过程量:功是表示力对空间的积累作用的物理量,说到功,必须明确是哪个力对哪个物体、在哪一个过程中做的功。
⑤标量:只有大小,没有方向。
因此物体所受合外力做的功等于其各个分力所做的功的代数和。
2.恒力做功3.斜面摩擦力做功的特点4.正功与负功动的方向5. 变力做功的计算方法 方法以例说法 应用动能定理用力F 把小球从A 处缓慢拉到B 处,F 做功为W F ,则有:W F -mgl (1-cos θ)=0,得W F =mgl (1-cos θ) 等值法 轻绳、轻杆两端点受的力做功的数值相等。
若一端为变力而另一端为恒力,则可以通过计算该恒力的功,从而求出该变力的功。
微元法质量为m 的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f =f ·Δx 1+f ·Δx 2+f ·Δx 3+…=f (Δx 1+Δx 2+Δx 3+…)=f ·2πR 平均力法弹簧由伸长x 1被继续拉至伸长x 2的过程中,克服弹力做功W =错误!·(x 2-x 1) 图象法一水平拉力F 0拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0,图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,W =F 0x 0 6. 总功的计算方法①先求物体的合外力,再求合外力的功W 总=F 合l cosα,此法适合恒力做功;②先求出各个力所做的功,再求总功W 总=W 1+W 2+…+ W n 。
高中物理功和功率的计算知识与常用结论
高中物理《功和功率的计算》知识与常用结论功和功率的计算1、求变力做功的几种方法功的计算在中学物理中占有十分重要的地位,中学阶段所学的功的计算公式W=FScosa只能用于恒力做功情况,对于变力做功的计算则没有一个固定公式可用,本文对变力做功问题进行归纳总结如下:(1)等值法等值法即若某一变力的功和某一恒力的功相等,则可以同过计算该恒力的功,求出该变力的功。
而恒力做功又可以用W=FScosa计算,从而使问题变得简单。
(2)、微元法当物体在变力的作用下作曲线运动时,若力的方向与物体运动的切线方向之间的夹角不变,且力与位移的方向同步变化,可用微元法将曲线分成无限个小元段,每一小元段可认为恒力做功,总功即为各个小元段做功的代数和。
三、平均力法如果力的方向不变,力的大小对位移按线性规律变化时,可用力的算术平均值(恒力)代替变力,利用功的定义式求功。
(4)、图象法(5)、能量转化法求变力做功功是能量转化的量度,已知外力做功情况可计算能量的转化,同样根据能量的转化也可求外力所做功的多少。
因此根据动能定理、机械能守恒定律、功能关系等可从能量改变的角度求功。
①、用动能定理求变力做功动能定理的内容是:外力对物体所做的功等于物体动能的增量。
它的表达式是W外=ΔEK,W外可以理解成所有外力做功的代数和,如果我们所研究的多个力中,只有一个力是变力,其余的都是恒力,而且这些恒力所做的功比较容易计算,研究对象本身的动能增量也比较容易计算时,用动能定理就可以求出这个变力所做的功。
③、用功能原理求变力做功功能原理的内容是:系统所受的外力和内力(不包括重力和弹力)所做的功的代数和等于系统的机械能的增量,如果这些力中只有一个变力做功,且其它力所做的功及系统的机械能的变化量都比较容易求解时,就可用功能原理求解变力所做的功。
④、用公式W=Pt求变力做功机械能及机械能守恒定律的应用一、对机械能守恒定律的理解1、对机械能中的重力势能的理解机械能中的重力势能是一个相对值,只有选定了零势能参考面才有物体相对于零势面的重力势能。
最新高考物理公式大全总结归纳整理
最新高考物理公式大全总结归纳整理(2)两个力的合力范围:úF1-F2ú£F£F1+F2(3)合力大小可以大于分力、也可以小于分力、也可以等于分力。
4、两个平衡条件:(1)共点力作用下物体的平衡条件:静止或匀速直线运动的物体,所受合外力为零。
åF=0或åFx=0åFy=0推论:[1]非平行的三个力作用于物体而平衡,则这三个力一定共点。
[2]几个共点力作用于物体而平衡,其中任意几个力的合力与剩余几个力(一个力)的合力一定等值反向(2)有固定转动轴物体的平衡条件:力矩代数和为零.力矩:M=FL(L为力臂,是转动轴到力的作用线的垂直距离)5、摩擦力的公式:(1)滑动摩擦力:f=mN说明:a、N为接触面间的弹力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于Gb.m为滑动摩擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.(2)静摩擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定律求解,与正压力无关.大小范围:O£f静£fm(fm为最大静摩擦力,与正压力有关)说明:a、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定夹角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动摩擦力的作用,运动的物体可以受静摩擦力的作用。
6、浮力:F=rVg(注意单位)7、万有引力:F=G(1).适用条件(2).G为万有引力恒量(3)在天体上的应用:(M一天体质量R一天体半径g一天体表面重力加速度)a、万有引力=向心力Gb、在地球表面附近,重力=万有引力mg=Gg=Gc.第一宇宙速度mg=mV=8、库仑力:F=K(适用条件)9.电场力:F=qE(F与电场强度的方向可以相同,也可以相反)10、磁场力:(1)洛仑兹力:磁场对运动电荷的作用力。
高考物理计算题公式
高考物理计算题公式高中物理所需要记住的公式实在太多了,可能有些学生记不了。
下面是店铺为你整理关于高考物理计算题公式的内容,希望大家喜欢! 高考物理计算题公式------直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0}8.实验用推论Δs=aT2 {Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差}9.主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s;加速度(a):m/s2;末速度(Vt):m/s;时间(t)秒(s);位移(s):米(m);路程:米;速度单位换算:1m/s=3.6km/h.注:(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大,加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式,不是决定式;(4)其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕.2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注:(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小,在高山处比平地小,方向竖直向下).(3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g (从抛出落回原位置的时间)注:(1)全过程处理:是匀减速直线运动,以向上为正方向,加速度取负值;(2)分段处理:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性,如在同点速度等值反向等.高考物理计算题公式----曲线运动、万有引力1)平抛运动1.水平方向速度:Vx=Vo2.竖直方向速度:Vy=gt3.水平方向位移:x=Vot4.竖直方向位移:y=gt2/25.运动时间t=(2y/g)1/2(通常又表示为(2h/g)1/2)6.合速度Vt=(Vx2+Vy2)1/2=[Vo2+(gt)2]1/2合速度方向与水平夹角β:tgβ=Vy/Vx=gt/V07.合位移:s=(x2+y2)1/2,位移方向与水平夹角α:tgα=y/x=gt/2Vo8.水平方向加速度:ax=0;竖直方向加速度:ay=g注:(1)平抛运动是匀变速曲线运动,加速度为g,通常可看作是水平方向的匀速直线运与竖直方向的自由落体运动的合成;(2)运动时间由下落高度h(y)决定与水平抛出速度无关;(3)θ与β的关系为tgβ=2tgα;(4)在平抛运动中时间t是解题关键;(5)做曲线运动的物体必有加速度,当速度方向与所受合力(加速度)方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.2)匀速圆周运动1.线速度V=s/t=2πr/T2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf3.向心加速度a=V2/r=ω2r=(2π/T)2r4.向心力F心=mV2/r=mω2r=mr(2π/T)2=mωv=F合5.周期与频率:T=1/f6.角速度与线速度的关系:V=ωr7.角速度与转速的关系ω=2πn(此处频率与转速意义相同)8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径?:米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2.注:(1)向心力可以由某个具体力提供,也可以由合力提供,还可以由分力提供,方向始终与速度方向垂直,指向圆心;(2)做匀速圆周运动的物体,其向心力等于合力,并且向心力只改变速度的方向,不改变速度的大小,因此物体的动能保持不变,向心力不做功,但动量不断改变.3)万有引力1.开普勒第三定律:T2/R3=K(=4π2/GM){R:轨道半径,T:周期,K:常量(与行星质量无关,取决于中心天体的质量)}2.万有引力定律:F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)3.天体上的重力和重力加速度:GMm/R2=mg;g=GM/R2 {R:天体半径(m),M:天体质量(kg)}4.卫星绕行速度、角速度、周期:V=(GM/r)1/2;ω=(GM/r3)1/2;T=2π(r3/GM)1/2{M:中心天体质量}5.第一(二、三)宇宙速度V1=(g地r地)1/2=(GM/r 地)1/2=7.9km/s;V2=11.2km/s;V3=16.7km/s6.地球同步卫星GMm/(r地+h)2=m4π2(r地+h)/T2{h≈36000km,h:距地球表面的高度,r地:地球的半径}注:(1)天体运动所需的向心力由万有引力提供,F向=F万;(2)应用万有引力定律可估算天体的质量密度等;(3)地球同步卫星只能运行于赤道上空,运行周期和地球自转周期相同;(4)卫星轨道半径变小时,势能变小、动能变大、速度变大、周期变小(一同三反);(5)地球卫星的最大环绕速度和最小发射速度均为7.9km/s.高考物理计算题公式---力(常见的力、力的合成与分解)1)常见的力1.重力G=mg (方向竖直向下,g=9.8m/s2≈10m/s2,作用点在重心,适用于地球表面附近)2.胡克定律F=kx {方向沿恢复形变方向,k:劲度系数(N/m),x:形变量(m)}3.滑动摩擦力F=μFN {与物体相对运动方向相反,μ:摩擦因数,FN:正压力(N)}4.静摩擦力0≤f静≤fm (与物体相对运动趋势方向相反,fm为最大静摩擦力)5.万有引力F=Gm1m2/r2 (G=6.67×10-11N?m2/kg2,方向在它们的连线上)6.静电力F=kQ1Q2/r2 (k=9.0×109N?m2/C2,方向在它们的连线上)7.电场力F=Eq (E:场强N/C,q:电量C,正电荷受的电场力与场强方向相同)8.安培力F=BILsinθ (θ为B与L的夹角,当L⊥B时:F=BIL,B//L 时:F=0)9.洛仑兹力f=qVBsinθ (θ为B与V的夹角,当V⊥B时:f=qVB,V//B时:f=0)注:(1)劲度系数k由弹簧自身决定;(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关,由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)fm略大于μFN,一般视为fm≈μFN;(4)其它相关内容:静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕;(5)物理量符号及单位B:磁感强度(T),L:有效长度(m),I:电流强度(A),V:带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定.2)力的合成与分解1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2)2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围:|F1-F2|≤F≤|F1+F2|4.力的正交分Fx=Fcosβ,Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算.高考物理计算题公式----动力学(运动和力)1.牛顿第一运动定律(惯性定律):物体具有惯性,总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止2.牛顿第二运动定律:F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定,与合外力方向一致}3.牛顿第三运动定律:F=-F?{负号表示方向相反,F、F?各自作用在对方,平衡力与作用力反作用力区别,实际应用:反冲运动}4.共点力的平衡F合=0,推广 {正交分解法、三力汇交原理}5.超重:FN>G,失重:FN6.牛顿运动定律的适用条件:适用于解决低速运动问题,适用于宏观物体,不适用于处理高速问题,不适用于微观粒子〔见第一册P67〕注:平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态,或者是匀速转动.五、振动和波(机械振动与机械振动的传播)1.简谐振动F=-kx {F:回复力,k:比例系数,x:位移,负号表示F的方向与x始终反向}2.单摆周期T=2π(l/g)1/2 {l:摆长(m),g:当地重力加速度值,成立条件:摆角θ<100;l>>r}3.受迫振动频率特点:f=f驱动力4.发生共振条件:f驱动力=f固,A=max,共振的防止和应用〔见第一册P175〕5.机械波、横波、纵波〔见第二册P2〕6.波速v=s/t=λf=λ/T{波传播过程中,一个周期向前传播一个波长;波速大小由介质本身所决定}7.声波的波速(在空气中)0℃:332m/s;20℃:344m/s;30℃:349m/s;(声波是纵波)8.波发生明显衍射(波绕过障碍物或孔继续传播)条件:障碍物或孔的尺寸比波长小,或者相差不大9.波的干涉条件:两列波频率相同(相差恒定、振幅相近、振动方向相同)10.多普勒效应:由于波源与观测者间的相互运动,导致波源发射频率与接收频率不同{相互接近,接收频率增大,反之,减小〔见第二册P21〕}注:(1)物体的固有频率与振幅、驱动力频率无关,取决于振动系统本身;(2)加强区是波峰与波峰或波谷与波谷相遇处,减弱区则是波峰与波谷相遇处;(3)波只是传播了振动,介质本身不随波发生迁移,是传递能量的一种方式;(4)干涉与衍射是波特有的;(5)振动图象与波动图象;(6)其它相关内容:超声波及其应用〔见第二册P22〕/振动中的能量转化〔见第一册P173〕.六、冲量与动量(物体的受力与动量的变化)1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}3.冲量:I=Ft {I:冲量(N?s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F 决定}4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’?也可以是m1v1+m2v2=m1v1?+m2v2?6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:v1?=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2?=2m1v1/(m1+m2)10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}注:(1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;(2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;(3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);(4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;(5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕.高考物理计算题公式----功和能(功是能量转化的量度)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.高考物理计算题公式----分子动理论、能量守恒定律1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力.4.分子间的引力和斥力(1)r(2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)(3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力(4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈05.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}6.热力学第二定律克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}注:(1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;(2)温度是分子平均动能的标志;3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;(4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;(5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0(6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;(7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;(8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕.高考物理计算题公式----气体的性质1.气体的状态参量:温度:宏观上,物体的冷热程度;微观上,物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志,热力学温度与摄氏温度关系:T=t+273 {T:热力学温度(K),t:摄氏温度(℃)}体积V:气体分子所能占据的空间,单位换算:1m3=103L=106mL压强p:单位面积上,大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力,标准大气压:1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)2.气体分子运动的特点:分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外,相互作用力微弱;分子运动速率很大3.理想气体的状态方程:p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量,T为热力学温度(K)}注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体,使用公式时要注意温度的单位,t为摄氏温度(℃),而T为热力学温度(K).高考物理计算题公式-----电场1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷:(e=1.60×10-19C);带电体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律:F=kQ1Q2/r2(在真空中){F:点电荷间的作用力(N),k:静电力常量k=9.0×109N?m2/C2,Q1、Q2:两点电荷的电量(C),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:E=F/q(定义式、计算式){E:电场强度(N/C),是矢量(电场的叠加原理),q:检验电荷的电量(C)}4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2 {r:源电荷到该位置的距离(m),Q:源电荷的电量}5.匀强电场的场强E=UAB/d {UAB:AB两点间的电压(V),d:AB两点在场强方向的距离(m)}6.电场力:F=qE {F:电场力(N),q:受到电场力的电荷的电量(C),E:电场强度(N/C)}7.电势与电势差:UAB=φA-φB,UAB=WAB/q=-ΔEAB/q8.电场力做功:WAB=qUAB=Eqd{WAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J),q:带电量(C),UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关),E:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.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)}10.电势能的变化ΔEAB=EB-EA {带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值}11.电场力做功与电势能变化ΔEAB=-WAB=-qUAB (电势能的增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式,计算式) {C:电容(F),Q:电量(C),U:电压(两极板电势差)(V)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πkd(S:两极板正对面积,d:两极板间的垂直距离,ω:介电常数)常见电容器〔见第二册P111〕14.带电粒子在电场中的加速(Vo=0):W=ΔEK或qU=mVt2/2,Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的情况下)类平垂直电场方向:匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中:E=U/d)抛运动平行电场方向:初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2,a=F/m=qE/m注:(1)两个完全相同的带电金属小球接触时,电量分配规律:原带异种电荷的先中和后平分,原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记〔见图[第二册P98];(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身决定,而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,导体内部没有净电荷,净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算:1F=106μF=1012PF;(7)电子伏(eV)是能量的单位,1eV=1.60×10-19J;(8)其它相关内容:静电屏蔽〔见第二册P101〕/示波管、示波器及其应用〔见第二册P114〕等势面〔见第二册P105〕.高考物理计算题公式-----恒定电流1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}2.欧姆定律:I=U/R {I:导体电流强度(A),U:导体两端电压(V),R:导体阻值(Ω)}3.电阻、电阻定律:R=ρL/S{ρ:电阻率(Ω?m),L:导体的长度(m),S:导体横截面积(m2)}4.闭合电路欧姆定律:I=E/(r+R)或E=Ir+IR也可以是E=U内+U 外{I:电路中的总电流(A),E:电源电动势(V),R:外电路电阻(Ω),r:电源内阻(Ω)}5.电功与电功率:W=UIt,P=UI{W:电功(J),U:电压(V),I:电流(A),t:时间(s),P:电功率(W)}6.焦耳定律:Q=I2Rt{Q:电热(J),I:通过导体的电流(A),R:导体的电阻值(Ω),t:通电时间(s)}7.纯电阻电路中:由于I=U/R,W=Q,因此W=Q=UIt=I2Rt=U2t/R8.电源总动率、电源输出功率、电源效率:P总=IE,P出=IU,η=P 出/P总{I:电路总电流(A),E:电源电动势(V),U:路端电压(V),η:电源效率}9.电路的串/并联串联电路(P、U与R成正比) 并联电路(P、I与R 成反比)电阻关系(串同并反) R串=R1+R2+R3+ 1/R并=1/R1+1/R2+1/R3+电流关系 I总=I1=I2=I3 I并=I1+I2+I3+电压关系 U总=U1+U2+U3+ U总=U1=U2=U3 功率分配 P总=P1+P2+P3+ P总=P1+P2+P3+。
高考物理功
例1.重30N的物体在大小为20N、方向与地面成 30°角的拉力作用下沿光滑水平面前进3m,则合 外力对物体做了 30 3 J的功.
练习1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各放一质量 不同的木块,在相同的拉力作用下,通过相同的位移, 拉力对木块做的功( )C A.在光滑的水平面上较多
B.在粗糙的水平面上较多
f
V
开始物体在摩擦力的作用下做匀加速运 动,摩擦力对物体做正功。 达到速度v后,物体不受摩擦力,做匀速 运动,不做功.
5.AB两物体叠放在水平面上,A物体在 力 F作用下在B物体上相对滑动, 负 功,f2对B做———— 正 功。 则f1对A做————
f1
A
F
B
S1 S2
f2
ΔS
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
W1= - fS1
W2= fS2
例 5 、两个底面积都是 S 的圆桶,放在同一水平
面上,桶内装水,水的密度为ρ,两桶间有一细
管连通,细管上装有阀门,阀门关闭时,两只
桶内水面高度差为 h ,如图所示 . 现在把阀门打
开,最后两桶水面高度相等,则在此过程中, 1 2 gSh . . 重力做的功为 4
h
练习3. 挂在竖直墙上的画长1.8m,画面质量为 100g,下面画轴质量为200g,今将它沿墙缓慢卷 起,需做 J的功.(g取10m/s2)
7.合力的功——有两种方法:
(1)先求出合力,然后求总功,表达式为
W F S cos
(为合力与位移方向的夹角) (2)合力的功等于各分力所做功的代数和,即
W W W
1
2
8.功和冲量的比较 (1)功和冲量都是过程量,功表示力在空间上的积累效果, 冲量表示力在时间上的积累效果.
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2019年高考物理功是能量转化的量度公式
总结
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=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)}
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+mgh2
16.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≤α90O 做正功;90Oα≤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。