高中物理的能量守恒定律知识点
高中物理能量守恒知识点
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高中物理能量守恒知识点引言简述能量守恒定律在物理学中的核心地位强调掌握能量守恒对于理解物理现象的重要性一、能量守恒定律的基本概念1.1 能量的定义描述能量的不同形式:机械能、内能、电能等解释能量的转换和传递1.2 能量守恒定律的表述提供能量守恒定律的标准表述讨论能量守恒在封闭系统中的适用性二、能量守恒在不同系统中的运用2.1 孤立系统解释孤立系统的特征通过实例展示能量守恒在孤立系统中的应用2.2 封闭系统对比封闭系统与孤立系统分析封闭系统中能量守恒的特殊情况2.3 开放系统描述开放系统的能量交换讨论能量守恒在开放系统中的表现形式三、能量守恒与物理定律的关系3.1 与牛顿运动定律的关联讨论能量守恒与动量守恒的关系通过实例展示两者在物理问题中的综合运用3.2 与热力学定律的联系简述热力学第一定律与能量守恒的关系讨论热力学第二定律对能量转换方向的限制四、能量守恒在物理习题中的应用4.1 基础习题提供基础的能量守恒问题详细分析解题步骤和思路4.2 进阶习题介绍更复杂的能量守恒问题讨论解题策略和技巧4.3 实验案例描述能量守恒在物理实验中的应用分析实验数据,验证能量守恒定律五、能量守恒在现代科技中的应用5.1 在工程技术中的应用举例说明能量守恒在机械设计中的重要性讨论能量守恒对提高能源利用效率的作用5.2 在环境科学中的应用讨论能量守恒在环境影响评估中的作用分析可再生能源开发中能量守恒的应用5.3 在宇宙学中的应用简述能量守恒在宇宙学研究中的重要性讨论宇宙尺度下能量守恒的特殊性结语总结能量守恒定律的核心知识点强调能量守恒在物理学习和实际应用中的重要性。
高中物理的能量守恒定律知识点
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高中物理的能量守恒定律知识点高中物理的学习中会有很多关于守恒的定律,下面店铺的小编将为大家带来能量守恒的定律介绍,希望能够帮助到大家。
高中物理的能量守恒定律介绍能量守恒定律内容能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。
其内容: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另一个物体;在转化或转移的过程中,能量的总量不变。
高中物理都研究了哪些形式的能量?研究能量守恒定律,要搞明白咱们主要研究哪些能量呢?从解高中物理题的角度来分析,我们主要分析的是这五种形式的能量:动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。
注:内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式,高中不考磁能。
动能、弹性势能、重力势能这三种形式能量之和称之为机械能。
当然,上述五种形式的能量,是力学与电磁学常考到的。
选修内容中的机械振动也是具有能量的,还有光子能量,核能等等,这些都不在本文讨论范围内,不过同学们需要知道,光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推导。
能量守恒定律的公式E1=E2即,初始态的总能量,等于末态的总能量。
或者说,能量守恒定律,就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的。
机械能守恒定律与能量守恒定律关系机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。
两者大多都是针对系统进行分析的。
(1)在只有重力、弹力做功时,系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式能量之间的变化。
(2)在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等,众多形式的力做功时,系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能量变化,而这些能量也是守恒的。
从上述对比中不难看出,机械能守恒是能量守恒的一种特例。
因此,在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上,我们可以使用能量守恒来解决机械能守恒的问题。
或者说,能量守恒掌握的非常棒了,我们就可以把机械能守恒忘掉了。
能量守恒定律的前提条件问:什么情况下能用能量守恒定律解题?回答,我们是建立在解物理题技巧的基础上的。
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【高中物理能量守恒定律公式
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高中物理能量守恒定律【高中物理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,下面是小编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=×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,S:油膜表面积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{,W:外界对物体做的正功,Q:物体吸收的热量,ΔU:增加的内能,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;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{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:-摄氏度}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W0;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/能源的开发与利用、环保/物体的内能、分子的动能、分子势能。
高中物理能量守恒知识点功是一个过程量,与力在空间的作用过程相关。
恒力功的计算公式与物体运动过程无关;重力功、弹力功与路径无关。
功是一个标量,但有正负之分。
功率P:功率是表征力做功快慢的物理量、是标量:P=W/t 。
高考物理总复习功能关系 能量守恒定律
![高考物理总复习功能关系 能量守恒定律](https://img.taocdn.com/s3/m/82d7bda00342a8956bec0975f46527d3250ca605.png)
2023:山东T4;
题是高考的热点.预计2025年高考题
2022:江苏T10;
出题可能性较大,有可能会结合体
2019:全国ⅡT18
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
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第4讲
功能关系
能量守恒定律
核心考点
五年考情
命题分析预测
功能关系在选择题中考查的频率比
2 570
车牵引力大小F2= =
2
2
N=285 N,从P到Q,小车匀速行驶,小车牵引力F2=f2+
mg sin 30°,解得f2=F2-mg sin 30°=285
1
N-50×10×
2
N=35 N;从P到Q,小车克服
摩擦力做的功Wf2=f2·PQ=35×20 J=700 J,故D正确.从P到Q,小车上升的高度h=
动能定理得mgh-μmgs cos θ=Ek-0,h=xtan
θ,s=
,解得Ek=mgx(tan
cos
θ-μ),木块
在水平面上运动时,设初动能为Ek0,根据动能定理得-μmg(x-x1)=Ek-Ek0,解得Ek=
Ek0-μmg(x-x1),B正确.木块克服摩擦力做功转化为内能,木块在斜面上时,Q=μmgs
2023:浙江6月T18;
能量守恒定律的应用
2022:河北T9;
2021:山东T18;
2019:江苏T8
较高,特别是功能关系中的图像问
题是高考的热点.预计2025年高考题
出题可能性较大,有可能会结合体
育运动等实际情境进行考查.能量守
恒定律可能会结合弹簧模型以计算
题形式考查.
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识汇总大全(带答案)
![高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识汇总大全(带答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/b2e15ab5534de518964bcf84b9d528ea81c72fc3.png)
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识汇总大全单选题1、热现象过程中不可避免地出现能量耗散的现象。
所谓能量耗散是指在能量转化的过程中无法把散失的能量重新收集、加以利用。
下列关于能量耗散的说法中正确的是()A.能量耗散说明能量不守恒B.由于能量的转化过程符合能量守恒定律,所以不会发生能源危机C.能量耗散过程中能量不守恒D.能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中涉及热运动的宏观过程具有方向性答案:D能量耗散是指能量在转化和转移的过程中扩散到周围环境中无法再收集起来,其满足能量守恒定律,能量在数量上并未减少,但在可利用的品质上降低了。
能量耗散反映了涉及热运动的宏观过程都具有方向性,故D 正确,ABC错误。
故选D。
2、下列关于电功的说法中错误的是()A.导体内静电力移动电荷所做的功叫作电功B.电流做功的过程就是电能转化为其他形式的能的过程C.电流做功消耗的能量由电源提供D.电功就是电能答案:DA.导体内静电力移动电荷所做的功即为电功,故A正确;B.电流做功的过程是将电能转化为其他形式能的过程,故B正确;C.电源是把其他形式的能转化为电能的装置,所以电流做功消耗的能量由电源提供,故C正确;D.电功是过程量,电能是状态量;在纯电阻电路中,虽然电功的数值等于消耗的电能,但电功不是电能,故D错误。
故选D。
3、如图所示,电解池内有一价离子的电解液,在时间t内通过溶液截面S的正离子数为n1,负离子数为n2。
设元电荷为e,则以下说法正确的是()A.溶液内电流方向从A到B,电流大小为n1etB.溶液内电流方向从B到A,电流大小为n2etC.溶液内电流方向从A到B,电流大小为(n1+n2)etD.溶液内电流方向从A到B,电流大小为(n1−n2)et答案:C电流的方向与正电荷定向移动的方向相同,与负电荷定向移动的方向相反,由图可得溶液内电流的方向从A 到B;设电解液中通过截面S的电荷量为q,根据题意得q=(n1+n2)e故溶液内电流的大小为I=qt=(n1+n2)et故选C。
高中物理人教必修三第12章第3节能源与可持续发展 讲义
![高中物理人教必修三第12章第3节能源与可持续发展 讲义](https://img.taocdn.com/s3/m/8e02554924c52cc58bd63186bceb19e8b8f6ecf1.png)
4 能源与可持续发展1.知道自然界中能量的转化情况,知道能量守恒定律的内容.2.知道能量转移或转化的方向性,知道什么是能量耗散.3.知道什么是不可再生能源和可再生能源,了解能源的利用与社会发展的关系.一、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.这个规律叫作能量守恒定律.二、能量转移或转化的方向性1.能量转移或转化的方向性:一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.2.能量耗散(1)能量耗散的概念:燃料燃烧时一旦把热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用.电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用.(2)能量品质降低:能量耗散虽然不会导致能量总量的减少,却会导致能量品质的降低,从便于利用的能源变成不便于利用的能源.(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.三、能源的分类与应用1.可再生能源:在自然界中可以再生的能源,如:水能、风能、潮汐能等.2.不可再生能源:自然界中无法在短时间内再生的能源,如:煤炭、石油、天然气等.3.我国在能源的开发利用方面,有以下几种发电方式:太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电.四、能源与社会发展1.人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期.2.人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡.人类要树立新的能源安全观,转变能源的供需模式:既要提倡节能,又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源.一、能量的转化与守恒1.自然界中不同形式的能量可以相互转化,一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加,能量的总量保持不变.2.能量守恒定律的适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是在各种自然现象中普遍适用的一条规律.3.能量守恒定律的表达式(1)E初=E末,初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和.(2)ΔE增=ΔE减,某些能量的增加量等于其他能量的减少量.4.应用步骤(1)明确研究对象及研究过程;(2)明确该过程中,哪些形式的能量在变化;(3)确定参与转化的能量中,哪些能量增加,哪些能量减少;(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式).二、能源的分类与应用1.地球上的绝大部分能源来源于太阳的辐射能2.能源的分类(1)可再生能源:自然界可以源源不断地提供,或在自然界中可以再生,如:水能、风能、潮汐能.(2)不可再生能源:自然界无法在短时间内再生,如:煤炭、石油、天然气.三、能源与社会发展1.能源的重要性:能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品,是国民经济运动的物质基础,它与材料、信息构成现代社会的三大支柱.2.能源和环境污染(1)温室效应:石油、煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量,由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用,且像暖房的玻璃一样,只准太阳光的热辐射进来,不让室内长波热辐射出去,使地球气温上升,这种效应叫温室效应.温室效应造成的影响:温室效应使两极的冰雪融化,海平面上升,淹没沿海城市,使海水倒流入河流,从而使耕地盐碱化;温室效应使全球降水量变化,影响气候和植被变化,影响人体健康.(2)酸雨:酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水.形成酸雨的主要原因是燃烧煤炭和石油,以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高,形成“酸雨”,腐蚀建筑物、酸化土壤.(3)光化学烟雾:内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应,产生氮的氧化物和碳氢化合物.这些化合物在大气中受到紫外线的照射,产生二次污染物质——光化学烟雾.这些物质有毒,能引起人的多种疾病.另外,常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染物.1.以下属于一次能源的是()A.太阳能B.电能C.煤气D.焦炭2.在阳光的照射下,悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动,这说明()A.动能可以凭空产生B.不同形式的能可以相互转化C.可以制造出不需要消耗能量的“永动机”D.太阳可以提供无穷无尽的能量,不需要节约能源3.能量守恒定律是自然界最基本的规律之一。
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。
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律必考知识点归纳(带答案)
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高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律必考知识点归纳单选题1、如图所示是根据某次实验记录数据画出的U-I图象,下列关于这个图象的说法中正确的是()A.纵轴截距表示待测电源的电动势B.横轴截距表示短路电流C.根据r=EI短,计算出待测电源内电阻为12ΩD.电流为0.3A时的外电阻是1.8Ω答案:AA.根据闭合电路欧姆定律U=-Ir+E可知,纵轴截距表示待测电源的电动势。
A正确;B.当路端电压为零时,横坐标为短路电流,由图可知,原点纵坐标不是零,则横轴截距不表示短路电流,B 错误;C.图中不能直接得出短路电流,通过斜率可知,电源内阻为r=6.0-5.00.5Ω=2ΩC错误;D.电流为0.3A时,外电阻为R=5.40.3Ω=18ΩD错误。
故选A。
2、如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,电压表和电流表均为理想电表。
闭合电路,当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,下列说法中正确的是()A.电流表的示数变大B.电压表的示数不变C.滑动变阻器接入电路的阻值变大D.定值电阻消耗的电功率变小答案:A当滑动变阻器的滑片P由a端向b端滑动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变小,则总电阻变小,总电流变大,电源内阻上的电压变大,路端电压减小,即电流表示数变大,电压表示数减小;根据P=I2R可知,定值电阻消耗的电功率变大。
故选项A正确,BCD错误。
故选A。
3、某研究性学习小组用如图所示的电路,测定一节干电池的电动势和内阻。
电池的内阻较小,为了防止在调节滑动变阻器时造成短路,电路中用一个定值电阻R0起保护作用。
按正确的器材连接好实验电路后,接通开关,改变滑动变阻器的阻值R,读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U,并作记录。
某同学记录的实验数据,根据这些数据在图中画出了U−I图线。
内电阻r为()A.1.45 ΩB.1.37 ΩC.1 ΩD.2 Ω答案:B由题中电路图,根据闭合回路的欧姆定律有U=E−Ir 根据题中U−I可知r=1.44−0.800.475Ω≈1.37Ω故ACD错误B正确。
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。
高中物理能量守恒知识点
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高中物理能量守恒知识点
高中物理能量守恒的知识点主要包括以下几个方面:
1. 能量的定义:能量是物体或系统所具有的做功或产生热的能力,是物体或系统的物理属性。
2. 能量守恒定律:一个封闭系统中,能量总量在时间上保持不变。
能量既不会被创造也不会被消失,只会在不同形式之间进行转化。
3. 动能定理:动能是物体由于运动而具有的能量,其大小与物体的质量和速度有关。
动能定理表明,物体的动能等于它的质量乘以速度的平方的一半,即K = 1/2mv^2。
4. 功与功率:功是力作用下物体所做的功,即W = F·s,其中F为施加力的大小,s为力的方向上的位移。
功率是单位时间内所做的功,即P = W/t。
5. 功与能量的转化:力所做的功等于力所应用的物体的能量的变化,即W = ΔE,其中W为力所做的功,ΔE为物体的能量变化量。
6. 机械能守恒:在只有重力做功的情况下,物体的机械能守恒,即机械能的总量在运动过程中保持不变。
机械能包括动能和势能,其中势能分为重力势能和弹性势能。
7. 能量转化的例子:例如,物体从较高的位置下落时,势能转化为动能;在弹簧振动中,弹性势能与动能互相转化。
以上是高中物理能量守恒的主要知识点,通过对这些知识点的学习和理解,可以更好地理解和应用能量守恒定律,解决相关的物理问题。
高考物理知识点之动能定理与能量守恒
![高考物理知识点之动能定理与能量守恒](https://img.taocdn.com/s3/m/2ddb5e5c5727a5e9856a61ff.png)
高考物理知识点之动能定理与能量守恒1、理解功的六个基本问题(1)做功与否的判断问题:关键看功的两个必要因素,第一是力;第二是力的方向上的位移。
而所谓的“力的方向上的位移”可作如下理解:当位移平行于力,则位移就是力的方向上的位的位移;当位移垂直于力,则位移垂直于力,则位移就不是力的方向上的位移;当位移与力既不垂直又不平行于力,则可对位移进行正交分解,其平行于力的方向上的分位移仍被称为力的方向上的位移。
(2)关于功的计算问题:①W=FS cosα这种方法只适用于恒力做功。
②用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。
当F为变力时,高中阶段往往考虑用这种方法求功。
这种方法的依据是:做功的过程就是能量转化的过程,功是能的转化的量度。
如果知道某一过程中能量转化的数值,那么也就知道了该过程中对应的功的数值。
(3)关于求功率问题:①所求出的功率是时间t内的平均功率。
②功率的计算式:,其中θ是力与速度间的夹角。
一般用于求某一时刻的瞬时功率。
(4)一对作用力和反作用力做功的关系问题:①一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零;②一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能为负(滑动摩擦力),但不可能为正。
(5)了解常见力做功的特点:①重力做功和路径无关,只与物体始末位置的高度差h有关:W=mgh,当末位置低于初位置时,W>0,即重力做正功;反之重力做负功。
②滑动摩擦力做功与路径有关。
当某物体在一固定平面上运动时,滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积。
在两个接触面上因相对滑动而产生的热量,其中滑F为滑动摩擦力,相对S为接触的两个物体的相对路程。
(6)做功意义的理解问题:做功意味着能量的转移与转化,做多少功,相应就有多少能量发生转移或转化。
2.理解动能和动能定理(1)动能是物体运动的状态量,而动能的变化ΔEK是与物理过程有关的过程量。
(2)动能定理的表述:合外力做的功等于物体动能的变化。
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。
高中物理第十二章电能能量守恒定律知识汇总大全(带答案)
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高中物理第十二章电能能量守恒定律知识汇总大全单选题1、有一款绿色环保冰箱的产品规格如下表,该冰箱每天正常工作的平均功率()B.接近于90 W电热毯的功率C.相当于125 W彩电的功率D.小于40 W白炽灯泡的功率答案:D有功率的定义可知,该冰箱每天正常工作的平均功率为P=Wt=0.9kW⋅ℎ24ℎ=37.5W可知该冰箱每天正常工作的平均功率小于40 W白炽灯泡的功率。
故选D。
2、在如图所示的电路中,已知电源的电动势E=6 V,内电阻r=0.5 Ω,外电阻R=2.5 Ω。
闭合开关S后,外电阻R两端的电压为()A.5 VB.3 VC.2 VD.1 V答案:A根据闭合电路欧姆定律,闭合S后,电流I=ER+r=2 AR两端电压U=IR=5 V故选A。
3、导体的电阻是导体本身的一种性质,对于同种材料的导体,下列表述正确的是()A.横截面积一定,电阻与导体的长度成正比B.长度一定,电阻与导体的横截面积成正比C.电压一定,电阻与通过导体的电流成反比D.电流一定,电阻与导体两端的电压成正比答案:AAB.对于同种材料的导体,电阻率是个定值,根据电阻定律R=ρl可知,横截面积一定,电阻与导体的长度s成正比,长度一定,电阻与导体的横截面积成反比,故A正确,B错误;,此式是电阻的定义式,电阻R与电压U、电流I无正反比关系,故CD错误。
CD.由欧姆定律知R=UI故选A。
4、如图所示为两个不同闭合电路中两个不同电源的U−I图像,则下列说法正确的是()A.电动势E1=E2,短路电流I1>I2B.电动势E1=E2,内阻r1>r2C.电动势E1>E2,内阻r1<r2D.当两电源的工作电流变化量相同时,电源1的路端电压变化较大答案:AAC.由题图可知两电源的U−I图线交纵轴于一点,说明两电源的电动势相同;两图线交横轴于两不同的点,可判断出电源1的短路电流大于电源2的短路电流,故C错误,A正确;B.由两图线的倾斜程度可知图线2的斜率的绝对值大于图线1的斜率的绝对值,所以电源2的内阻大于电源1的内阻,故B错误D.由图像可判断出当两电源的工作电流变化量相同时,电源2的路端电压的变化量大于电源1的路端电压的变化量,故D错误。
高中物理常用公式:能量守恒定律公式
![高中物理常用公式:能量守恒定律公式](https://img.taocdn.com/s3/m/c565e4013b3567ec102d8a89.png)
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。
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识点总结归纳(带答案)
![高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识点总结归纳(带答案)](https://img.taocdn.com/s3/m/55965dd2690203d8ce2f0066f5335a8102d2669d.png)
高中物理必修三第十二章电能能量守恒定律知识点总结归纳单选题1、某一电源的电动势为E,内阻为r,外电路(纯电阻电路)的电阻为R,此电路()A.短路电流为ER B.短路电流为ErC.正常工作时的电流为Er D.正常工作时的电流为ER答案:BAB.短路是指外电路电阻为零,则短路电流为I 短= Er选项A错误,B正确;CD.根据闭合电路的欧姆定律,知此电路正常工作时的电流为I=E R+r选项C、D错误。
故选B。
2、某同学将一直流电源的总功率P E、电源内部的发热功率P r和输出功率P R随电流I变化的图线画在了同一坐标系中,如图中的a、b、c所示。
以下判断不正确的是()A.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,这三点的纵坐标一定满足关系P A=P B+P C B.b、c图线的交点与a、b图线的交点的横坐标之比一定为1:2,纵坐标之比一定为1:4C.电源的最大输出功率P m=9WD.电源的电动势E=3V,内阻r=1Ω答案:CA.在a、b、c三条图线上分别取横坐标相同的A、B、C三点,因为直流电源的总功率P E等于输出功率P R和电源内部的发热功率P r之和,所以这三点的纵坐标一定满足关系P A=P B+P C故A正确;B.当内电阻和外电阻相等时,电源的输出功率最大,此时电路中的电流即为b、c图线的交点处的电流,此时电流的大小为E R+r =E 2r功率的大小为E24r,a、b图线的交点表示电源的总功率P E和电源内部的发热功率P r相等,此时电路中只有电源的内阻,此时电流的大小为Er ,功率的大小为E2r,所以两个交点的横坐标之比为1:2,纵坐标之比为1:4,故B正确;C.图线c表示电源的输出功率与电流的关系图像,由图可知最大输出功率小于3 W,故C错误;D.当I=3A时,P R=0,说明外电路短路,根据P E=EI知电源的电动势E=3V内阻r=EI=1Ω故D正确。
本题选不正确项,故选C。
能量守恒定律
![能量守恒定律](https://img.taocdn.com/s3/m/e2a237300b4c2e3f572763c6.png)
能量守恒定律㈠知识点讲解1、不同能量之间是可以相互转化的:(1)能源的分类。
①能源:凡是能够提供可利用能量的物质统称为能源.②化石能源:煤、石油、天然气是埋在地下的动植物经过数亿年的地质演变而形成的,这些能源统称为化石能源.③一次能源:直接取之于自然界,未经人类加工转换的能源称之为一次能源. 如:煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、生物能、海洋能、地热能等.④二次能源:从一次能源直接或间接转化而来的能源称之为二次能源. 如:电能、氢能、焦炭等.⑵能源的利用与能量转化①常规能源:煤、石油、天然气、水电等;②新能源:太阳能、核能、地热能、海洋能等的利用如图所示.2、功能原理⑴机械能守恒定律成立的条件是只有重力或弹力做功.外力(除了重力和弹力之外的力)对系统做负功,系统的机械能减少.当外力(除了重力或弹力以外的力)对物体做正功,物体的机械能增加,物体机械能的增加量等于外力对物体做的功.⑵功能原理:物体所处的系统除了物体本身重力和弹力之外的力对物体做功时,系统的机械能不守恒,此时外力对系统做的功等于系统机械能的变化.W=ΔE= E2一E1=(E P2+E k2)一(E k1+E P1)这里的外力是指除了物体本身重力和弹力之外的力,弹力仅指弹簧类的力.滑动摩擦力和空气阻力做功W=fd路程 E内能(发热)⑶功是能量转化的量度。
有两层含义:①做功的过程就是能量转化的过程;②做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度。
强调:功是一种过程量,它和一段位移(一段时间)相对应;而能是一种状态量,它与一个时刻相对应。
两者的单位是相同的(都是J),但不能说功就是能,也不能说“功变成了能”。
3、能量守恒定律⑴导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实:是确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的能量的相互联系与转化.⑵能量守恒定律不是一个人发现的。
19世纪40年代前后,不同国家、不同领域的十几位科学家,以不同的方式,各自独立提出了能量守恒定律的内容.对能量守恒定律贡献比较大的科学家有:德国物理学家和医生迈尔,英国物理学家焦耳,德国物理和生理学家亥姆霍兹等人.⑶能量守恒定律内容:能量既不会消灭,也不会创生,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外一个物体.而在转化和转移的过程中.能量的总和保持不变.对一个相对独立的系统而言:E总1=E总2,或者ΔE=E总2一E总1=0⑷能量守恒定律建立的意义①能量守恒定律是指能量的总量不变,但更重要的是指转化和转移过程中的守恒.在不同形式的能量间发生转化,在不同的物体间发生转移.不需要任何外界动力而持续对外做功的机器是违背能量守恒定律的,是永远不可能制成的.机械能转化成了其他形式的能量而不能消失,能量是不会消失的.②能量守恒定律的建立过程,是人类认识自然的一次重大的飞跃,是哲学和自然科学长期发展和进步的结果.它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式.和谐美是科学的魅力所在.③恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”,认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一.(另两个发现是细胞学说,达尔文的生物进化论)2、能源和能量耗散⑴人类应用能源的历程从人类应用能源的历程看,能源对人类社会发展所起的作用巨大;但是,人类在利用能源的同时也对环境造成了严重污染。
高中物理之热力学第一定律和能量守恒定律知识点
![高中物理之热力学第一定律和能量守恒定律知识点](https://img.taocdn.com/s3/m/59eb882e6edb6f1afe001f10.png)
高中物理之热力学第一定律和能量守恒定律知识点热力学第一定律能量守恒定律热力学是研究物质世界中有关热现象的宏观理论,它不涉及物质的微观结构,而是将一物质系统中大量粒子看作一个整体,研究系统所表现的各种宏观性质和规律。
热力学第一定律是热力学的基本定律,是一个包括热现象在内的能量守恒与转化的定律。
热力学第一定律首先涉及到内能功热量的基本概念内能功热量内能广义上的内能,是指某物体系统由其内部状态所决定的能量。
某给定理想气体系统的内能,是组成该气体系统的全部分子的动能之和,其值为,由状态参量T决定,内能E=E(T),是状态参量T的单值函数。
真实气体的内能除了其全体分子的动能外还包括分子之间的引力势能。
实验证明人,真实气体的内能,是状态参量T 和V (或ρ)的函数,即E=E(T,V)或E=E(T,P)。
总之,某给定气体系统的内能。
只由该系统的状态所决定,在热力学中内能是一个重要的状态量。
功气体系统体积变化过程所做的功(体积功)元功气体膨胀dV>0 系统对外做正功dA>0 气体被压缩dV<0 系统对外做负功dA<0 体积从Va变到Vb系统所做的功沿a c d过程的功不等于沿a d b过程的功系统通过体积变化实现作功。
热力学中的功是与系统始末状态和过程都有关的一种过程量。
热量热量是系统与外界仅由于温度不同而传递的能量。
若改用摩尔热容C,即1mol的物质温度升高1K时所吸收的热量则系统由温度T1 变到温度T2的过程中所吸收的热量系统吸收的热量为正Q>0。
若计算结果Q<0则表示系统放热。
热量必须与过程相联系,只有发生过程才有吸收或放出热量可言。
系统从某一状态变到另一状态,若其过程不同,则吸或放的热量也会不同。
故热量也是过程量内能、功、热量的国际标准单位都是焦耳(J )热力学第一定律在任何一个热力学过程中,系统所吸收的热量等于系统内能的增量E2-E1与系统对外作功 A 之和。
Q=E2-E1+A热力学第一定律是包括热现象在内的能量守恒与转化定律的一种表达形式。
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高中物理的能量守恒定律知识点能量守恒定律也称能的转化与守恒定律。
其内容: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另一个物体;在转化或转移的过程中,能量的总量不变。
高中物理都研究了哪些形式的能量?研究能量守恒定律,要搞明白咱们主要研究哪些能量呢?从解高中物理题的角度来分析,我们主要分析的是这五种形式的能量:动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。
注:内能包括摩擦生热与焦耳热两种形式,高中不考磁能。
动能、弹性势能、重力势能这三种形式能量之和称之为机械能。
当然,上述五种形式的能量,是力学与电磁学常考到的。
选修内容中的机械振动也是具有能量的,还有光子能量,核能等等,这些都不在本文讨论范围内,不过同学们需要知道,光电效应方程与波尔能级方程也都是能量守恒定律的推导。
能量守恒定律的公式E1=E2即,初始态的总能量,等于末态的总能量。
或者说,能量守恒定律,就是说上文提到的五种形式的能量之和是恒定的。
机械能守恒定律与能量守恒定律关系机械能守恒定律是能的转化与守恒定律的特殊形式。
两者大多都是针对系统进行分析的。
(1)在只有重力、弹力做功时,系统对应的只有动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式能量之间的变化。
(2)在有重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等等,众多形式的力做功时,系统对应的有动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等众多形式的能量变化,而这些能量也是守恒的。
从上述对比中不难看出,机械能守恒是能量守恒的一种特例。
因此,在熟练掌握能的转化与守恒定律内容的基础上,我们可以使用能量守恒来解决机械能守恒的问题。
或者说,能量守恒掌握的非常棒了,我们就可以把机械能守恒忘掉了。
能量守恒定律的前提条件问:什么情况下能用能量守恒定律解题?回答,我们是建立在解物理题技巧的基础上的。
系统的能量,未必什么时候都守恒。
当我们研究的系统,外界的力并没有对其做功(或外界力做功代数和为零),且没有其他能量导入这个系统时(即没有热交换),系统的总能量(各种形式能量和)是守恒的,这种情况下,我们才可以使用能量守恒定律解题。
这时,系统内的能量,只是内部各组成部分能量的转移,或不同能量形式间的转化。
举个例子,牛顿第二定律验证实验中,小车及其装载的砝码,能量就不守恒。
因为外界的拉力(托盘和砝码提供)在对这个系统做功,让其能量增加。
补充一句,在上述案例中,如果你认为拉力做的功,属于能量的注入,等于系统能量的增加量,也是可以的,这当然也算是能量守恒定律的推广式了。
能量守恒定律的推导便于同学们更为深入的理解能量守恒,我们布置两道作业题,有兴趣的同学可以课下自己推导下。
(1)系统内存有摩擦力做功的能量守恒定律的推导过程(2)安培力做功的能量守恒定律推导过程能量守恒定律、动能定理与机械能守恒定律的解题使用下面我把与能量守恒定律相关的公式(动能定理、机械能守恒)在解物理题题中的技巧,或者说,遇到问题的第一切入点进行系统的整理。
如下:(1)单独一个物体,或多个物体组成的整体(彼此没有相对运动)二话不说就先尝试动能定理。
(注意动能定理的第二表达式,各个力做功代数和等于动能改变量,考这个公式的题更多。
)(2)题中有多个物体的运动过程,且满足只有重力、弹力做功,大部分情况下在考机械能守恒定律。
(3)摩擦力出现,一般否掉机械能守恒定律,考的十之八九是动能定理。
要是设计多个物体,比如某个物块冲上木板车,还可能考能量守恒定律。
(4)常见的能量有五种,动能+重力势能+弹性势能+内能(摩擦热与焦耳热)+电势能。
对高一学生而言,电势能还没学。
能量守恒的表达式,就是这五种形式能量加起来是不变的。
(5)出现时间t和加速度a的问题,大多题,既不是考动能定理,也不是考机械能守恒,而是在考察牛顿动力学(牛二定律+直线运动三方程)。
(6)摩擦生热的公式是Q=μN△x,△x指的是相对位移。
这个是Q的定义式,考试可以直接用。
用在哪里?当然是能量守恒定律啦。
以上六句话,不是看了就理解的,就记住了,就会用了。
搞懂这些,需要同学们课下好好品味下。
而且,这些要点,还会延续、贯穿整个高考物理重要模块,特别是高二上学期要学到的静电场、磁场、电磁感应与交流电。
能量守恒定律的一些现象解释(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷一种永动机的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。
(2)不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。
这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。
(3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.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。
能量守恒定律的重要意义能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体。
小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒定律。
从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用。
人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。
能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
力、功、能的关系通过上文的分析,我们能更深入的理解能的转化与守恒定律。
力与功、能息息相关。
各种不同的力,通过做功的过程,可以改变系统内不同形式的能量的大小。
高中物理动量守恒定律的知识点动量守恒定律的内容如果一个系统不受外力或所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。
还可以表述为,当没有外界的力作用时,系统内部不同物体间动量相互交换,但总动量之和为固定值。
动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于低速运动物体,也适用于高速运动物体。
提醒同学们,动量也是矢量。
如静止的铀核发生α衰变,反冲核和α粒子的动量的动量变化大小相同,方向相反,动量变化的矢量和是零,但两个动量在数量上都增大了。
动量守恒定律的公式基本公式:m1v1+m2v2= m1v1′+m2v2′;此公式为两个物体动量守恒的表达式,多个物体碰撞可以写成:m1v1+m2v2+……= m1v1′+m2v2′ +……公式还可以写成p1+p2=p1′+p2′,或者Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2(动量变化量守恒)下面,我们来探究动量守恒定律的条件是什么?动量守恒定律的条件用一句话来说动量守恒的前提条件:在规定的方向上,系统不受“外力”。
这句话共有三个要素:1方向;2系统;3外力。
(1)关于方向的说明:在探究动量是否守恒的时候,要首先明确方向,一般规定碰撞或运动所在的直线对应的方向(正负两个方向均可)。
(2)对“外力”的理解:这个“外力”指的是“外界的力”,与研究系统内部的力无关,什么是内部的力呢?举个例子,比如两个人在理想冰面互推的“推力”,等等。
而外力呢?对于这两个人来说,墙给某个人的力就是(这个系统)外界的力。
(3)系统的说明:使用动量守恒定律,必须是两个或两个以上的物体构成的系统,或者爆破为两个物体的整体。
总之一句话,我们研究动量的对象是多个物体组成的系统。
(4)需要记忆的动量守恒定律模型:给大家一个总结:“光滑面两球相撞”、“冰面互推”、“两个弹簧链接的物体”、“斜面上滑动小物块”、“子弹射入木块”、“火箭发射”、“人在船面上走动”、“二起脚空中爆破”、“粒子裂变”等。
严格意义上来说,动量守恒定律的条件有如下四个,满足其中之一系统动量守恒:(1)系统不受外力或者所受外力之和为零;(2)系统受外力,但外力远小于内力,可以忽略不计;(子弹打木块、列车撞接等。
)(3)系统在某一个方向上所受的合外力为零,则该方向上满足动量守恒定律。
(物块沿斜面下滑不计任何摩擦力时,水平方向动量守恒。
)(4)全过程的某一阶段系统受的合外力为零,则该阶段系统满足动量守恒定律。
如果你仔细研究的话,就会发现,这句话:在规定的方向上,系统不受“外力”,对动量守恒定律前提条件的总结很到位吧。
关于动量是否守恒的一个思考题如图所示,质量分别为m和2m的物体A与B中间用弹簧连接(焊接),放置于光滑地面的墙角处,用力把B向左推,使得弹簧具有E的弹性势能,并保持B处于静止,然后撤去外力,问A离开墙后弹簧所具有的最大弹性势能为多少?大家可以做一下这个题。
在解决这个问题的时候,首先要高明白的就是,在各个运动过程中,动量是否守恒?推论:质点系的内力不能改变质心的运动状态动量问题是力学的重要难点之一。
动量守恒还有一个推论:一个质点系的内力不能改变质心的运动状态。
这个推论包含如下的三层含义:(1)若一个质点系的质点原来是不动的,那么在无外力作用的条件下,这个质心的位置不变。
(2)若一个质点系的质心原来是运动的,那么在无外力作用的条件下,这个质点系的质心将以原来的速度做匀速直线运动。
(3)若一个质点在某一外力作用下做某种运动,那么内力不改变质心的这种运动,比如原某以物体做抛体运动时,突然炸成两块,那么这两块物体的质心仍然继续做原来的抛体运动。
这种情况就是导弹在空中爆破的动力学分析问题了。
系统质心位置不变的问题,常考的是船在水中,人在船上走的运动模型。
同学们可以结合一些题,来验证上述结论。
弹性碰撞的结论碰撞的问题总是用动量守恒定律来解决。
在很多考题中,我们总是会遇到弹性碰撞的概念。
什么是弹性碰撞呢?弹性碰撞指的是两个物体碰撞过程中没有能量损失的碰撞过程。
这样的碰撞实际上是一种理想模型。
弹性碰撞中满足机械能守恒(水平面内重力势能没有改变即简化为动能守恒),也满足动量守恒,其结论我们整理如下:上述的结论,我们物理网的编辑并不建议同学们记住。
不过是怎么推导过来的,用的是哪些方程,同学们要牢记。
动量守恒定律实验当系统不受外力或所受合外力为零时,系统的动量守恒,但在处理碰撞一类的问题时,也认为系统的动量守恒,因为在此过程中,虽然系统所受合外力不为零,但此时系统内力远大于系统的外力,外力可忽略,近似认为系统动量守恒,这种做法是否正确,尚需进一步的实践证明,下面我们用实验来研究这个问题:动量守恒定律实验的验证。
动量守恒定律实验实验原理验证公式:m1·OP=m1·OM +m2·ON验证公式的推导过程;即为什么上述式子成立就说明系统的动量守恒了。
下面是具体的推导过程。
让质量较大的小球m1从斜槽上滚下,与放在斜槽末端的质量较小的小球m2发生正碰,碰前m1的入射速度为υ1,两球总动量为m1υ1.碰撞后,入射小球m1的速度为υ1′,被碰小球m2的速度为υ2′,两球总动量为队m1υ1′+m2υ2′,根据动量守恒定律,应有m1υ1=m1υ1+m2υ2如果测出两球的质量m1和m2及两球在碰撞前后的速度υ1、υ1′、υ2′,代入上式,就可以验证动量是否守恒.用天平可测出两球质量m1、m2.用平抛运动知识可以测出其速度:因它们下落的高度相同,故飞行时间相同,设为t,则它们飞行的水平距离s=υt,在图中有OP=υ1t……① OM=υ1′t ……② ON=υ2′t ……③如果实验中测得的m1、m2,OP、OM、ON满足关系m1·OP=m1·OM +m2·ON把①②③代入上式后消去t可得到mυ1= m1υ1′+ m2υ2′就验证了动量守恒定律。