高中物理:能量守恒定律
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律
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高中物理常见的各种能量及能量守恒定律在我们的日常生活中,能量是无处不在的,它以各种形式存在并持续转化。
在物理学中,能量被视为一个物体或系统在一定时间内所能完成的功能,或者说是物体或系统状态的度量。
高中物理课程中,我们主要学习了几种常见的能量形式,并且了解到能量守恒定律的重要性。
我们要了解的是动能。
动能是物体由于运动而具有的能量,它的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
在公式中,K=1/2mv²,其中K代表动能,m是物体的质量,v是物体的速度。
我们讨论势能。
势能是物体由于其相对位置、状态等因素而具有的能量。
例如,重力势能是物体由于其高度和质量而具有的能量,弹性势能是物体由于其形状和弹性系数而具有的能量。
势能的公式因势能类型而异,但它们都与物体的质量和状态有关。
我们还要了解电磁能。
电磁能是由于电磁场的作用而产生的能量。
在电场中,电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量;在磁场中,洛伦兹力可以对带电粒子做功,从而产生电能。
我们要探讨的是内能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
对于理想气体,其内能只与温度有关;但对于复杂物质,内能还与物质的相变、化学反应等因素有关。
在学习了各种能量的形式之后,我们引入了能量守恒定律。
这个定律表明,在一个封闭系统中,总能量保持不变。
也就是说,能量不能被创造或消除,只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是自然界的普适规律,它帮助我们理解并预测物质和能量的行为。
高中物理中常见的各种能量及能量守恒定律是我们理解和解释世界的重要工具。
通过学习这些概念,我们可以更深入地理解自然界的规律和现象,从而更好地掌握物理学知识。
随着科学技术的不断发展,能量转换与守恒定律在日常生活和生产实践中发挥着越来越重要的作用。
高中物理作为学生认识自然界规律的重要学科,能量相关知识是其中不可或缺的重要组成部分。
本文将从高中物理能量相关的知识点、教学方法、实验设计等方面进行阐述,以期为提高高中物理能量教学的效果提供参考。
高中物理:能量守恒定律
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1836
1841
年
年
焦耳测定 做功与传 热的关系
1842
1843
1847
年
年
年
伦福德的 实验表明 热ຫໍສະໝຸດ 本质 是运动塞贝克发 现温差电 现象
盖斯发现 化学反应 放出的热 量与反应 步骤无关
迈尔表述 了能量守 恒定律
亥姆霍兹在 理论上概括 和总结能量 守恒定律
二、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,而在转化或转移过程中,能量 的总量保持不变。
高中物理:能量守恒定律
一、探索能量守恒的足迹 1.不同形式的能
内能
机械能
光能
电能
2.能量之间的转化
风能转化为电能
电能转化为内能
太阳能转化为电能
化学能转化为电能
3.能量守恒观念的形成
奥斯特发 现电流的 磁效应
1798 年
1820 年
法拉第发 现电磁感 应现象
1821
1831
年
年
焦耳发现 电流的热 效应
永 动
那时还没有建立库仑定律,不知道磁力大小
机
是与距离的平方成反比变化的,只要认真想
一想,其荒谬处就一目了然了。
1.第一类永动机 概念:不需要任何动力或燃料,却能源源不断地对外做功。 结果:无一例外地归于失败。 原因:违背了能量守恒定律。
2.永动机给我们的启示 人类利用和改造自然时,必须遵循自然规律。
三、永动机不可能制成
揭秘小鸭饮水
三、永动机不可能制成
永动机:不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功, 这种机器叫永动机。 (人们把这种不消耗能量的永动机叫第一类永动机)。
高中物理能量守恒定律公式_能量守恒定律公式
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高中物理能量守恒定律公式_能量守恒定律公式在高中物理学习过程中,能量守恒属于一项极为重要的知识点,熟练掌握这一内容对于提高学生的物理知识分析能力有很大帮助,下面是店铺给大家带来的高中物理能量守恒定律公式,希望对你有帮助。
高中物理能量守恒定律公式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)r10r0,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}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}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/能源的开发与利用、环保/物体的内能、分子的动能、分子势能。
新教材-人教版高中物理必修第三册-第12章-电能-能量守恒定律-知识点考点重点难点提炼汇总
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第12章电能能量守恒定律1.电路中的能量转化 (1)2.闭合电路的欧姆定律 (5)3.实验:电池电动势和内阻的测量 (11)4.能源与可持续发展 (17)1.电路中的能量转化一、电功和电功率1.电流做功的实质:导体中的恒定电场对自由电荷的静电力做功。
2.电功(1)定义:电流在一段电路中所做的功,等于这段电路两端的电压、电路中的电流、通电时间三者的乘积。
(2)公式:W=UIt。
(3)单位:国际单位是焦耳,符号是J。
3.电功率(1)定义:电流在一段电路中所做的功与通电时间之比。
(2)公式:P=Wt=UI。
(3)单位:国际单位是瓦特,符号是W。
二、焦耳定律1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻及通电时间成正比。
2.表达式:Q=I2Rt。
3.热功率三、电路中的能量转化1.电动机工作时的能量转化(1)能量关系:电动机从电源获得的能量一部分转化为机械能,还有一部分转化为内能。
(2)功率关系:电动机消耗的功率P电等于电动机的输出功率P机与电动机损失的功率P损之和,即:P电=P机+P损,P电=UI,P损=I2R。
2.电池充电时的能量转化电池从电源获得的能量一部分转化为化学能,还有一部分转化为内能。
考点1:串、并联电路中电功率的计算1.串联电路功率关系(1)各部分电路电流I相同,根据P=I2R,各电阻上的电功率与电阻成正比。
(2)总功率P总=UI=(U1+U2+…+U n)I=P1+P2+…+P n。
2.并联电路功率关系(1)各支路电压相同,根据P=U2R,各支路电阻上的电功率与电阻成反比。
(2)总功率P总=UI=U(I1+I2+…+I n)=P1+P2+…+P n。
3.结论无论是串联电路还是并联电路,电路消耗的总功率均等于各负载消耗的功率之和。
【例1】有额定电压都是110 V,额定功率P A=100 W,P B=40 W 的电灯两盏,若接在电压是220 V的电路上,两盏电灯均能正常发光,那么电路中消耗功率最小的电路是( )A B C D思路点拨:(1)电路的总功率等于各用电器消耗的功率之和。
高中物理常见的各种能量与能量守恒定律
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高中物理常见的各种能量及能量守恒定律能量形式功能关系能量守恒动能:物体因为运动所具有能量。
动能定理:力对物体所做的总功,等功能原理:除了重力(弹簧机械能守恒定律:除重力之外其他力只有重力做功,动能和重力势能之和保持不变:自由落体运机械12E k mv;②标量性——只有大小,没有2①正负;瞬时性—动能是状态量;相对性——一般选地面为参考系。
重力势能:物体由于被举高而具有的能量。
①E p=mgh;②系统性——重力势能属于物体和地球系统;相对性——数值与所选择的参考平面于物体动能的增量。
①W总E k;②a.要注意各功的正负; b.计算功和动能要选择同一惯性参考系,如地面。
势能定理:保守力所做的功,等于对应势能的减少量。
①W F E;p弹力)之外其他的力所做的功,等于系统机械能的增量。
①W G外E机;②a“.除重力之外其他的力”包括所有除重力之外的系统内力和系统外力,如系统做功为零,则系统的机械能守恒。
①E动E E E EE重弹动重弹②守恒条件一:W0,两种情形:G外a.只有重力做功,其他力不做功;b.除重力之外其他力做功,但其他力动,平抛斜抛物体的运动,光滑斜面、曲面上物体的运动,竖直平面内的圆周运动,单摆运动,带电小球、液滴在重力场、磁场的复合场中的运动(洛仑兹力不做功)等。
弹簧问题:水平弹簧问题,竖直、光滑斜面弹簧问题——注意弹簧的初态分析和整个过程中的重力势能变化,注意弹簧问题与简谐运动综合的问题。
能(零势面)有关,正负表示大小。
内的摩擦力等;做功的代数和为零。
②a.重力做功与具体路径无关,而只弹性势能:弹簧由于弹性形变而具有的能量。
b.轻绳弹力、轻杆弹力、光连接体问题:轻绳连接,轻杆(板)连接,光滑斜面、曲面连与初末位置的高度差有关; b.弹簧弹③守恒条件二:系统与外界没有能量①12E p kx;②大小只与形变量绝对值有关。
2力的功用F-x图像求解,或用对位移的平均力求解;滑斜面弹力、静摩擦力只传递机械能。
高中物理常用公式:能量守恒定律公式
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高中物理常用公式:能量守恒定律公式克氏表述: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〕}注: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;温度是分子平均动能的标志;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;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;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;r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;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〕。
网友1能量守恒定律定律内容: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别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。
(1)机械能守恒定律内容:在只有重力或系统内弹力做功的物体系统内,物体的动能Ek和势能Ep可以相互转化,但机械能保持不变。
公式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2适用条件:只有重力或系统内弹力做功(2)动量守恒定律内容:一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。
公式:m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…,其中v1,v2…都是作用前同一时刻的瞬时速度,v1ˊ,v2ˊ都是作用后同一时刻的瞬时速度。
适用条件:一个系统不受外力或所受外力之和为零网友2动量守恒定律公式:一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律.?可表述为:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′(等式两边均为矢量和);机械能守恒定律:在只有重力对物体做功的条件下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
高中物理电能能量守恒定律总结
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高中物理电能与能量守恒定律深度解析在高中物理中,电能与能量守恒定律是两个核心概念,它们不仅相互关联,而且在实际问题中经常同时出现。
电能作为能量的一种形式,在电路中流动和转化,而能量守恒定律则确保在整个过程中能量的总量保持不变。
下面我们将详细探讨这两个概念,并通过具体的例题和解答来展示其应用方法和技巧。
一、电能的基本概念电能是指电荷在电场中移动时所做的功,通常用符号E 表示,单位是焦耳(J)。
在直流电路中,电能可以通过以下公式计算:E = UIt其中U是电压(伏特,V),I是电流(安培,A),t是时间(秒,s)。
这个公式告诉我们,电能在电路中的流动与电压、电流和时间三个因素密切相关。
二、能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的一个基本定律,它表明在一个孤立的系统中,能量不能被创造或消失,只能从一种形式转化为另一种形式。
在电路中,电能可以转化为热能、光能、动能等其他形式的能量,但总能量始终保持不变。
三、方法和技巧理解电能与能量守恒的关系:在解决涉及电能和能量守恒的问题时,首先要明确电能是能量的一种形式,它在电路中流动和转化时遵循能量守恒定律。
应用公式进行计算:在解题过程中,要灵活运用电能和能量守恒的相关公式进行计算。
例如,在直流电路中,可以使用E = UIt公式来计算电能;在涉及能量转化的问题中,要注意不同形式能量之间的转换关系。
分析电路图:在解决电路问题时,要学会分析电路图,理解电路中各个元件的连接方式和作用,以便正确应用相关公式进行计算。
注意单位换算:在解题过程中,要注意不同物理量之间的单位换算,确保计算结果的准确性。
四、例题及解答例1:一个电阻为10欧姆的灯泡接在220伏特的电源上,通电5分钟,求灯泡消耗的电能。
解答:根据电能公式E = UIt,我们知道电压U=220V,电阻R=10Ω,因此电流I=U/R=220V/10Ω=22A。
时间t=5分钟=300秒。
将这些值代入公式,得到E = 220V ×22A ×300s = 1452000J。
高中物理功能关系-能量守恒定律
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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。
高考物理 能量守恒定律公式总结
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高考物理能量守恒定律公式总结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:油膜外表积(m)2}3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规章的热运动;分子间存在互相作用力。
4.分子间的引力和斥力(1)r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈05.热力学第肯定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种转变物体内能的方式,在效果上是等效的),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体汲取的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不行造出〔见其次册P40〕}6.热力学其次定律克氏表述:不行能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它改变(热传导的方向性);开氏表述:不行能从单一热源汲取热量并把它全部用来做功,而不引起其它改变(机械能与内能转化的方向性){涉及到其次类永动机不行造出〔见其次册P44〕}7.热力学第三定律:热力学零度不行到达{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)物理学问记忆十五法人的一切学习都包含有记忆。
培育同学的任何力量,都离不开记忆力。
记忆是才智的仓库,是智力活动的基础和源泉。
在肯定程度上,记忆力标志着一个人的智力水平。
一个人记忆得如何,跟是否把握正确的记忆方法有亲密的关系。
因此,引导同学把握正确的记忆方法,培育和训练他们的记忆力,是教学中的一个重要的、影响深远的环节。
1.联想法联想,是一种制造性的活动。
联想的特点是思路开阔、富有延展性、敏捷性,联想能使脑神经细胞兴奋,在大脑皮层留下清楚的印迹,因此,记忆非常坚固。
坚持使用这种记忆方法,有助于进展想象力,培育制造精神。
如在高中教材:弹性碰撞一节里,讲解并描述了一个运动钢球〔m1〕对心碰撞另一个静止钢球〔m2〕的规律,推导出了两钢球碰撞后的速度表达式:在实际处理问题时,只要记住①、②两式就能解决这一类碰撞问题,而不必要每次解题都要重新推导①、②两式的来龙去脉。
高中物理人教版2019选修第三册能量守恒定律
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a
b
O
d
cc
解析:由于负电荷受到的电场力是变力,加速度 是变化的。所以A错;由等量正电荷的电场分布知 道,在两电荷连线的中垂线O点的电势最高,所 以从b到a,电势是先增大后减小,故B错;由于只 有电场力做功,所以只有电势能与动能的相互转 化,故电势能与机械能的和守恒,C错;由b到O 电场力做正功,电势能减小,由O到d电场力做负 功,电势能增加,D对。
3. 如图所示,固定位置在同一水平面内的两根
平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为
R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小
为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)
的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好
接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水
平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导
2. 解:草堆的温度升高了。在这个过程中, 植物体发酵使其内部的化学能转化为内能。
3. 解:正确答案是C。根据能量守恒定律, 能量不能消失,所Байду номын сангаасB错。在本题中,秋千通过 克服空气阻力做功,使机械能逐渐减少而转化 为内能。
✓ 理解能量守恒的基本内容。 ✓ 了解第一类永动机不能实现的道理。
2 . 过程与方法
✓ 会用能量守恒的观点解释常见的物理现象。 ✓ 理解能量之间的转换。
3. 情感态度与价值观
✓ 通过能量之间的相互转化来研究 生活中的物体的运动 ✓ 培养热爱生活的情趣
教学重难点
重点
能量守恒定律的基本内容
难点
在能量转换的过程中理解能量守恒
2.把碎冰放入低温端烧 杯中加少许冷水,高温端的杯 中加冷水,即可发现电压表指 针偏转。读出高温端温度和电 压表示数,记入表1中。
高中物理能量守恒定律学霸笔记
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高中物理能量守恒定律学霸笔记一、能量守恒定律1、定义: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其总量不变。
2、内容:(1)自然界中存在着多种形式的能量,如动能、势能、内能、电磁能等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化,如动能和势能的转化、内能和机械能的转化、电磁能和光能的转化等。
(3)能量在转移或转化过程中,总量保持不变。
3、表达式:ΔE=0解释:能量守恒定律是无条件成立的,即没有任何条件限制能量守恒,没有任何原因导致能量消失或产生。
因此,任何物理过程或自然现象都可以用能量守恒定律来解释。
二、能量守恒定律的应用4、简单机械能守恒:物体在只受重力或弹力作用时,动能和势能的总和保持不变。
例如,从静止开始下落的物体,忽略空气阻力的影响,其动能和势能的总和保持不变。
5、热力学第一定律:物体内能的增量等于物体吸收的热量和对物体所做的功的总和。
公式为ΔU=Q+W。
其中,ΔU表示物体内能的增量;Q表示物体吸收的热量;W表示对物体所做的功。
6、光电效应:光照射在物体表面上,使物体表面上的电子获得足够的能量而脱离物体表面,这个现象称为光电效应。
其中,光电子的最大初动能Ekm与照射光的频率v有关,而与照射光的强度无关。
公式为Ekm=hν-W0。
其中,h是普朗克常数;ν是照射光的频率;W0是电子的逸出功。
7、爱因斯坦质能方程:E=mc²。
其中,E表示物体的能量;m表示物体的质量;c是光速。
这个方程表明物体的能量和质量之间存在等价关系,物体的质量增加时,其能量也相应增加。
三、能量守恒定律的意义8、能量守恒定律是自然界中最基本的定律之一,它揭示了自然界中能量转化和守恒的普遍规律。
9、能量守恒定律是人类对自然界最深刻的认识之一,它为我们解释了各种自然现象之间的相互关系,提供了科学的理论基础。
10、能量守恒定律对于人类社会的发展也具有重要的意义。
高中物理中的能量守恒定律
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高中物理中的能量守恒定律在高中物理的学习中,能量守恒定律无疑是一个极其重要的概念。
它就像一把万能钥匙,能够帮助我们解开许多物理现象和问题的谜团。
能量守恒定律指出,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另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在这个过程中,总能量始终保持不变。
让我们先从日常生活中的一些简单现象来理解这个定律。
比如,当我们把一个球抛向空中,球在上升的过程中,速度逐渐减小,动能逐渐减小;而与此同时,球的高度在增加,重力势能逐渐增大。
当球到达最高点时,速度为零,动能为零,重力势能达到最大值。
然后球开始下落,重力势能逐渐减小,速度逐渐增大,动能逐渐增大。
在整个过程中,动能和重力势能在不断地相互转化,但球的总能量(动能与重力势能之和)始终保持不变。
再比如,我们骑自行车下坡。
在下坡时,不用蹬踏板,车速也会越来越快。
这是因为自行车的重力势能在减小,而动能在增大,重力势能转化为了动能。
同时,由于地面和车轮之间的摩擦力,一部分机械能会转化为内能,但总的能量依然是守恒的。
在物理实验中,也有很多能体现能量守恒定律的例子。
比如验证机械能守恒定律的实验,通过让重物自由下落,测量重物下落过程中不同位置的速度和高度,计算出相应的动能和重力势能,最后发现重物在下落过程中,动能和重力势能的总和基本保持不变。
能量守恒定律在各种物理过程中都有着广泛的应用。
在力学中,除了上面提到的重力势能和动能的相互转化,还有弹性势能与动能的转化。
比如,一个压缩的弹簧在恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能转化为物体的动能。
在热学中,能量守恒定律也起着关键作用。
当我们对一个物体加热时,物体的内能增加,这部分能量来自于外界提供的热能。
而当物体与外界进行热交换时,热量会从高温物体传递到低温物体,但总能量是不变的。
在电学中,电能可以转化为热能(如电阻发热)、机械能(如电动机工作)等形式,而这些能量的转化和转移过程中,总能量依然守恒。
高中物理中的能量守恒定律
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高中物理中的能量守恒定律在高中物理的学习中,能量守恒定律是一个极其重要的概念,它贯穿了整个物理学的研究领域,对于我们理解自然界中的各种现象和解决实际问题都具有关键意义。
首先,我们来理解一下什么是能量。
简单地说,能量是物体做功的能力。
它以多种形式存在,比如动能、势能、内能、电能、光能等等。
动能,大家应该比较熟悉,一个运动的物体就具有动能,物体运动得越快,质量越大,其动能也就越大。
势能则相对抽象一些,像重力势能,一个被举高的物体就具有重力势能,它的大小取决于物体的质量、被举高的高度以及重力加速度。
而内能,就是物体内部分子热运动的能量总和。
那能量守恒定律到底说的是什么呢?它指的是在一个孤立的系统中,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。
为了更直观地理解这个定律,我们来看几个例子。
比如,一个自由落体的物体,在下落的过程中,它的高度逐渐降低,重力势能不断减少。
但与此同时,它的速度越来越快,动能不断增加。
在这个过程中,重力势能转化为了动能,但是总的机械能(动能与重力势能之和)是保持不变的。
再比如,一个在粗糙水平面上滑行的木块,由于受到摩擦力的作用,它的速度会逐渐减小,动能不断减少。
同时,木块和水平面因为摩擦会发热,内能增加。
在这里,动能转化为了内能,能量的总量依然没有改变。
在实际生活中,能量守恒定律也有着广泛的应用。
比如水力发电,水从高处流下,带动水轮机转动,将水的重力势能转化为电能。
还有太阳能热水器,太阳能被吸收转化为水的内能,从而使水温升高。
能量守恒定律的发现,对于人类认识自然界和推动科技发展起到了巨大的作用。
它让我们明白,在设计和改进各种机械装置、能源利用系统时,都要考虑能量的转化和守恒。
如果违背了这个定律,那是不可能实现的。
在解决物理问题时,能量守恒定律常常能为我们提供一种简洁而有效的思路。
当我们面对一个复杂的物理过程,涉及到多种能量形式的变化时,如果从力和运动的角度分析可能会非常困难,但是如果运用能量守恒定律,往往能使问题迎刃而解。
高中物理公式:分子动理论、能量守恒定律
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高中物理公式:分子动理论、能量守恒定律r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0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〕}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〕}注: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;温度是分子平均动能的标志;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;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;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;r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;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〕。
加速度a=(Vt-V0)/t(以V0为正方向,a与V0同向(加速)a>0;a与V0反向(减速)则a<0)实验用推论Δs=aT2(Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差)主要物理量及单位:初速度(V0):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。
a=(Vt-V o)/t只是测量式,不是决定式;其它相关内容:质点、位移和路程、参考系、时间与时刻、s--t 图、v--t图/速度与速率、瞬时速度。