高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结
高中物理《机械能》知识点总结
高中物理《机械能》知识点总结一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:.力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cosθ--某力功,单位为焦耳(--某力(要为恒力,单位为牛顿(S--物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m--力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成"物体克服某力做功"。
当时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功;当时,即力与位移垂直功为零,力不做功;当时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功;5功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F、S、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W总=W1+W2+...+Wn或W总=F合Scosθ8合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体做功的快慢。
2公式:(平均功率(平均功率或瞬时功率3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P实≤P额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma6应用:(1机车以恒定功率启动时,由(为机车输出功率,为机车牵引力,为机车前进速度机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力时,速度不再增大达到最大值,则。
(2机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力恒定为,速度不断增加汽车输出功率随之增加,当时,开始减小但仍大于因此机车速度继续增大,直至时,汽车便达到最大速度,则。
三、重力势能1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:h--物体具参考面的竖直高度3参考面a重力势能为零的平面称为参考面;b选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
机械能守恒定律知识点总结
机械能守恒定律知识点总结机械能守恒定律是高中物理中一个非常重要的定律,它描述了在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
下面我们来详细总结一下机械能守恒定律的相关知识点。
一、机械能的概念机械能包括动能、重力势能和弹性势能。
动能:物体由于运动而具有的能量,表达式为$E_{k}=\frac{1}{2}mv^2$,其中$m$是物体的质量,$v$是物体的速度。
重力势能:物体由于被举高而具有的能量,表达式为$E_{p}=mgh$,其中$m$是物体的质量,$g$是重力加速度,$h$是物体相对于参考平面的高度。
弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量,与弹簧的劲度系数和形变程度有关。
二、机械能守恒定律的内容在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
三、机械能守恒定律的表达式1、初状态的机械能等于末状态的机械能,即$E_{k1} + E_{p1} =E_{k2} + E_{p2}$。
2、动能的增加量等于势能的减少量,即$\Delta E_{k} =\Delta E_{p}$。
四、机械能守恒定律的条件1、只有重力或弹力做功。
2、受其他力,但其他力不做功或做功的代数和为零。
需要注意的是,“只有重力或弹力做功”不能简单地理解为“只受重力或弹力”。
例如,物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,虽然受到绳子的拉力,但拉力始终与速度方向垂直,不做功,所以物体的机械能守恒。
五、机械能守恒定律的应用1、单个物体的机械能守恒分析物体的受力情况,判断机械能是否守恒。
确定初末状态,选择合适的表达式列方程求解。
例如,一个物体从高处自由下落,我们可以根据机械能守恒定律$mgh_1 =\frac{1}{2}mv^2 + mgh_2$来求解物体下落某一高度时的速度。
2、多个物体组成的系统的机械能守恒分析系统内各个物体的受力情况,判断机械能是否守恒。
确定系统的初末状态,注意研究对象的选择和能量的转化关系。
人教版高中物理必修二第七章-机械能守恒定律-知识点归纳
第七章《机械能守恒定律》知识点总结一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:. 力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cos θW ——某力功,单位为焦耳(J )F ——某力(要为恒力),单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m )θ——力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。
当)2,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2πθ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2(ππθ∈时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5 功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W1+W2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ8 合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcos α求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。
2公式:tW P =(平均功率) θυc o s F P =(平均功率或瞬时功率)3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P 实≤P 额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv 和F-f = ma 6 应用:(1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力f F =时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。
(2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m ax υ,则f P /max =υ。
高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结
一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:. 力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cos θW ——某力功,单位为焦耳(J )F ——某力(要为恒力),单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m )θ——力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。
当)2,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2πθ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2(ππθ∈时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5 功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W1+W2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ8 合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcos α求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
二、功率1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。
2公式:tW P =(平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率)3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P 实≤P 额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv 和F-f = ma 6 应用:(1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力f F =时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。
(2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m ax υ,则f P /max =υ。
高中物理关于机械能守恒的知识点
高中物理机械能守恒_高中物理关于机械能守恒的
知识点
一、知识点
(一)能、势能、动能的概念
(二)功
1功的定义、定义式及其计算
2正功和负功的判断:力与位移夹角角度、动力学角度
(三)功率
1功率的定义、定义式
2额定功率、实际功率的概念
3功率与速度的关系式:瞬时功率、平均功率
4功率的计算:力与速度角度、功与时间角度
(四)重力势能
1重力做功与路径无关
2重力势能的表达式
3重力做功与重力势能的关系式
4重力势能的相对性:零势能参考平面
5重力势能系统共有
(五)动能和动能定理
1动能的表达式
2动能定理的内容、表达式
(六)机械能守恒定律:内容、表达式
二、重点考察内容、要求及方式
1正负功的判断:夹角角度、动力学角度:力对物体产生的加速度与物体运动方向一致或相反,导致物体加速或减速,动能增大或减小(选择、判断)
2功的计算:重力做功、合外力做功(动能定理或功的定义角度)(填空、计算)
3功率的计算:力与速度角度、功与时间角度(填空、计算)
4机车启动模型:功率与速度、力的关系式;运动学规律(填空、计算)
5动能定理与受力分析:求牵引力、阻力;要求正确受力分析、运动学规律(计算)
6机械能守恒定律应用:机械能守恒定律表达式、设定零势能参考平面;求解动能、高度等。
高中物理必修二知识点公式汇总
第7章 机械能及其守恒定律1.恒力做功:W=Flcos αα为F 方向与物体位移l 方向的夹角 1两种特殊情况:①力与位移方向相同:α=0,则W=Fl②力与位移方向相反:α=1800,则W=-Fl ,如阻力对物体做功2α<900,力对物体做正功;α=900,力不做功;900<α≤1800,力对物体做负功 3总功:⋅⋅⋅++=321W W W W 总正.、负.功代数和;αcos l F W 合总= 4重力做功:h mg W G ∆±=h ∆是初、末位置的高度差,升高为负,下降为正 重力做功的特点:只跟起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关2.功率单位:瓦特:平均功率:tW P =、-=v F P ;瞬时功率:P=Fv 瞬注意:交通工具发动机的功率指牵引力做功的功率:P=F 牵v在水平路面上最大行驶速度:阻F Pv =m ax 当F 牵最小时即F 牵=F 阻,a =0 3.重力势能:E P =mghh 是离参考面的高度,通常选地面为参考面,具有相对性 4.弹簧的弹性势能:221l k E P ∆=k 为弹簧的劲度系数,l ∆为弹簧的形变量 5.动能:221mv E K =6.探究功与物体速度变化关系:结果为如下图所示W -v 2关系 7.动能定理:在一个过程中合力对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化,即末动能减去初动能;12K K E E W -=合或21223212121mv mv W W W -=⋅⋅⋅+++ 8.机械能:物体的动能、重力势能和弹性势能的总和,P K E E E += 9.机械能守恒定律:2211P K P K E E E E +=+2221212121mgh mv mgh mv +=+动能只跟重力势能转化的 条件:只有重力....做功或只有重力、弹簧弹力做功即动能只跟势能转化思路:对求变力做功、瞬间过程力做功、只关注初、末状态的,动能定理优势大大地方便对求曲线运动、只关注初、末状态的,且不计摩擦的只有动能与势能间相互转化用机械能守恒定律较好如下面的几种情况,用机械能守恒定律方便不计阻力,若有阻力,则用动能定理来求速度、阻力做的功等;W2v 0⨯⨯⨯⨯⨯60ºL mA BhA Bhv 0AB R第5章 曲线运动1.运动的合成与分解:运动的合成与分解是指 l 、v 、 a 的合成与分解;由于位移、速度、加速度都是矢量,合成时均遵循平行四边形定则;2.平抛运动及其规律: 1平抛运动:物体以一定速度水平抛出,只受重力作用的运动a =g ,方向竖直向下2处理方法:运动的合成与分解平抛运动可看成是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成3规律:分位移 水平位移 x =v 0t 竖直位移 y=h =221gt 落地时间仅由抛出点高度决定 分速度 水平速度v x =v 0 竖直速度 v y =gt某一时刻瞬时速度合速度大小:22y x v v v +=此刻瞬时速度的方向:t v gv v y0tan ==θ物体位移合位移大小:l =22y x +,方向:xy=αtan3.圆周运动: 1线速度:Trv π2=;角速度:T πω2=单位:弧度每秒rad/s2线速度与角速度、半径r 的关系:v=r ω 3转速n 与周期的关系:nT 1=1秒转多少圈叫转速,转1圈的时间叫周期 4向心加速度:22224T r r r v a n πω===,方向始终指向圆心,不断变化 5向心力:22224Tmr mr r v m F n πω===,方向始终值向圆心,不断变化 注意:向心力是指向圆心的合力..,按效果命名的,不能说物体除受到其它力外又受到一个向心力;如图所示,汽车、小球在最高低点的向心力就是重力和支持力重力和拉力、B 点:重力和轨道对球的压力的合力; 支持力与压力是作用力和反作用力,大小相等;A Bv v 1 v 2 θ)α)ORMm 60ºL m v 0AB R1k 与行星无关,仅由恒星中心天体质量决定大多数行星轨道近似为圆,这样定律中半长轴a 即为轨道半径r ,2为引力常量,由卡文迪许首先测出 3.一天体绕着另一天体称为中心天体做匀速圆周运动时,基本方程有②在地球表面质量为m 1即注意:aR 为地球星球的半径,r 为轨道半径,也是天体间的距离;M 为中心天体质量,m 为做匀速圆周运动的天体质量,g 为地球星球表面..的重力加速度 b 对卫星来说:r =R +h 推广:在星球表面质量为m常见题型:1r =R +h周期2由①与②可分析中心天体的质量、中心天体的密度及天体表面的重力加速度4.第一宇宙速度:近地..卫星的运行速度叫第一宇宙速度 由于近地卫星的h 远远小于R ,可近似认为r ≈R ,得7.9km/s 即近地..卫星的运行速度叫地球第一宇宙速度,也是最小..的发射..速度;高空卫星的运行速度小于7.9km/s ,但发射速度大于7.9km/s ;卫星1.牛顿第二定律:ma F =合 2.滑动摩擦力:N F F μ= 3.匀变速直线运动: 1位移公式:2021at t v x +=2速度公式:at v v +=0 3速度与位移公式:ax v v 2202=-4平均速度:20vv v +=-只适用匀变速直线 4.自由落体运动: 1位移公式:221gt h =2速度公式:gt v = 5.向心加速度的推导:设做匀速圆周运动的物体的线速度的大小为v ,轨迹半径为r ;经过时间△t ,物体从A 点运动到B 点;尝试用v 、r 写出向心加速度的表达式; v A 、v B 、△v 组成的三角形与ΔABO 相似当△t 很小很小时,AB =Δl 6.验证机械能守恒定律: 1打B 点时的速度:txv v AC B 2==-式中t =0.02s ;在计算时x 要注意单位.. 2器材:刻度尺、交流电源电磁打点计时器:电压为10v 以下;电火花计时器:电压为220v 、导线、铁架台其它见图 3实验步骤:A.把打点计时器固定在铁架台上,用导线连接到低压交流电源B.将连有重锤的纸带穿过限位孔,将纸带和重锤提升到一定高度C.先接通电源....,再释放纸带D.更换纸带,重复实验,根据记录处理数据 4实验原理:221mv mgh =5误差分析:数据处理结果:221mv mgh >,主要原因是重锤受到空气阻力及纸带受到摩擦阻力,这样减少的重力势能有部分转化为热,所以221mv mgh >; 7.平抛规律:左图说明竖直方向:自由落体运动右图说明水平方向:匀速直线运动上图中斜槽末端水平目的:保证小球飞出的初速度方向水平r v AB v =∆∴r v AB v ⨯=∆∴t ABr v t v a n ∆⋅=∆∆=∴v t l t AB =∆∆=∆∴r v v r v a n 2=⋅=∴。
高中物理必修二第七章—7.8机械能守恒定律
⑵W=-3.2 J
例题13:在一个半径为R的半圆形轨道上端固定一个 小定滑轮,一根轻绳跨过定滑轮两端分别系着质量 分别为m1、m2可视为质点的小物块,如图所示。 释放轻绳,m1将从半圆形光滑轨道的顶端沿轨道由 静止下滑。求m1经过轨道最低点时的速度。
⑴试推导出第二宇宙速度的表达式。
⑵若要发射一颗距离地面的高度h=R的卫星,求该卫
星的发射速度。
(1)v2
2gR;(2)v0
3gR 2
强调:卫星在某轨道运行的线速度为v,则在该轨
道处脱离地球的速度为运行速度的√2倍。
资料:第三宇宙速度的推导,地球以30km/s的速度绕
太阳运动,地球上的物体也随着地球以这个速度绕太阳
A、子弹射入木块过程中,A、B系统的机械能守恒
B、子弹射入木块过程中,A、B系统的机械能不守恒
C、木块压缩弹簧的过程中,B、C系统的机械能守恒
D、木块压缩弹簧的过程中, A、B、C组成的系统机 械能守恒。
例题4:如图所示,小球自a点由静止自由下落,到b 点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若 不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运 动过程中:( AD )
⑵守恒是针对某个特定的系统而言的。当过程中外界 (即外力)对系统(或系统对外界)做的总功不为零时, 即有能量的进、出系统时,系统的机械能就不守恒。
⑶守恒是机械能守恒,不是能量守恒。当过程中系统的 内力做功,使机械能与其它形式的能量有相互转化时, 系统机械能将不守恒。
⑷下列情况机械能不守恒:系统内有滑动摩擦力、电磁 力做功;系统内有动力装置(人、机械)做功;系统内 物体之间发生有动能损失的非弹性碰撞。
A.物体在A点具有的机械是:12 mv 2 mgH
高中物理必修二机械能守恒定律考点大全笔记
(每日一练)高中物理必修二机械能守恒定律考点大全笔记单选题1、据报道,山东将持续加大高铁建设力度,规划到2022年,全省高铁建成和在建里程达到3900千米,不仅让老百姓的出行更加方便,也将推动各地经济文化技术交流。
现有一列质量为m的动车,从静止开始,以恒定功率P在平直轨道上运动,经时间t达到该功率下的最大速度v m,设动车行驶过程所受到的阻力f保持不变。
动车在时间t内()A.动车启动过程所受合外力不变B.动车位移为s=2Pt−mv m22fC.平均速度为v m2D.动车先做匀加速运动后做加速度减小的加速运动答案:B解析:A.动车的功率恒定,根据P=Fv可知v增大,动车的牵引力减小,受到的合力F合=F﹣f将减小,A错误;B.在整个运动过程中,根据动能定理可得Pt−fs=12mv m2−0解得s=2Pt−mv m22fB正确;CD.根据牛顿第二定律可知F﹣f=ma由于牵引力F减小,则动车的加速度减小,所以动车做加速度减小的变加速运动,其平均速度v̅>v m2,CD错误。
故选B。
2、质量为m的小球,从离地面ℎ1高的水平桌面由静止落下,地面下有一深度为ℎ2的沙坑,小球落到坑底时速度为零。
若以桌面为零势能参考平面,不计空气阻力,则小球落到地面时的机械能和落到坑底时的重力势能分别为()A.0,−mgℎ1B.0,−mg(ℎ1+ℎ2)C.mgℎ1,−mgℎ2D.mgℎ1,−mg(ℎ1+ℎ2)答案:B解析:以桌面为零势能参考平面,小球在桌面时,机械能为0,不计空气阻力,下落过程只受重力作用,机械能守恒,则小球落到地面时的机械能为0;坑底距桌面的高度为ℎ1+ℎ2,落到坑底时的重力势能为−mg(ℎ1+ℎ2)。
故选B。
3、如图所示,在水平地面上方固定一水平平台,平台上表面距地面的高度H=2.2m,倾角θ= 37°的斜面体固定在平台上,斜面底端B与平台平滑连接。
将一内壁光滑血管弯成半径R=0.80m的半圆,固定在平台右端并和平台上表面相切于C点,C、D为细管两端点且在同一竖直线上。
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。
高中物理必修二机械能守恒定律总结(重点)超详细
(每日一练)高中物理必修二机械能守恒定律总结(重点)超详细单选题1、动车组是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成的,带动力的车厢叫动车,不带动力的车厢叫拖车。
每节动车与拖车质量都相等,每节动车的额定功率都相等。
动车组运行过程中总阻力来自两部分:一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生的机械阻力,阻力大小与动车组的质量成正比;另一部分来自于空气阻力,阻力大小与动车组速度的平方成正比。
一列12节车厢的动车组,有3节动车时最大速度为160 km/h,此时空气阻力是总阻力的0.5倍。
若要使12节车厢的动车组的速度达到240 km/h,则动车的节数至少为()A.7节B.8节C.9节D.10节答案:B解析:12节车厢的质量为m,动车组受到的机械阻力为f1,受到的空气阻力为f2,则有f1=k1mf2=k2v2设每节动车的功率为P,则3节动车,速度为160km/h时3P=(k1m+k2v12)v1由题意可知k2v12=0.5(k1m+k2v12)则当有n节动车,速度达到240km/h时,nP=(k1m+k2v22)v2解得n≈7.3故至少有8节动车,故B正确。
故选B。
2、质量为m的小球,从离地面ℎ1高的水平桌面由静止落下,地面下有一深度为ℎ2的沙坑,小球落到坑底时速度为零。
若以桌面为零势能参考平面,不计空气阻力,则小球落到地面时的机械能和落到坑底时的重力势能分别为()A.0,−mgℎ1B.0,−mg(ℎ1+ℎ2)C.mgℎ1,−mgℎ2D.mgℎ1,−mg(ℎ1+ℎ2)答案:B解析:以桌面为零势能参考平面,小球在桌面时,机械能为0,不计空气阻力,下落过程只受重力作用,机械能守恒,则小球落到地面时的机械能为0;坑底距桌面的高度为ℎ1+ℎ2,落到坑底时的重力势能为−mg(ℎ1+ℎ2)。
故选B。
3、如图所示,物体静止于水平面上的O点,这时弹簧恰为原长l0,物体的质量为m,与水平面间的动摩擦因数为μ,现将物体向右拉一段距离后自由释放,使之沿水平面振动,下列结论正确的是()A.物体通过O点时所受的合外力为零B.物体将做阻尼振动C.物体最终只能停止在O点D.物体停止运动后所受的摩擦力为μmg答案:B解析:A.物体通过O点时弹簧的弹力为零,但摩擦力不为零,A错误;B.物体振动时要克服摩擦力做功,机械能减少,振幅减小,做阻尼振动,B正确;CD.物体最终停止的位置可能在O点也可能不在O点。
高中物理机械能守恒定律知识点归纳
高中物理机械能守恒定律知识点归纳1.由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能.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,显然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情况下,都是以地面为零势面的.但应特别注意的是,当物体的位置改变时,其重力势能的变化量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量.(3)弹性势能,发生弹性形变的物体而具有的势能.高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能,但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化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减少量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初特别应注意: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化.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)做功的情况下,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,系统和外界没有发生机械能的传递,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.建立方程时必须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减少量.(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的机械能的减少量,三、判断机械能是否守恒首先应特别提醒注意的是,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减少.(1)用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,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别说明,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,但系统的机械能不一定守恒.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。
高中物理必修二知识点总结
高中物理必修二知识点总结一、功与机械能1. 功:力对物体做功,即改变物体的位置、速度或形状。
力的功的大小:F·s=FScosφ。
其中,F为力的大小,s是力的方向上的位移的大小,φ是力与位移方向的夹角。
2. 功与能:功是一种能的转移。
把能从一个物体或一个系统转移到另一个物体或系统,就是做功。
功是能的量度。
3. 功率:单位时间内做功的多少。
功率的大小P等于功W对时间t的比值,即P=W/t。
功率的单位是瓦特(W),1W=1J/s。
4. 机械能守恒定律:系统总机械能守恒的条件是:只要物体之间的相互作用力是保守力,当没有非保守力对系统做功时,系统的总机械能守恒。
二、牛顿运动定律1. 牛顿第一定律:当物体没有受到合外力,或合外力为零时,物体要么静止,要么以匀速直线运动。
2. 牛顿第二定律:物体受合外力作用时,其加速度与合外力成正比,与物体的质量成反比。
F=ma。
其中,F为合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
3. 牛顿第三定律:当两个物体相互作用时,彼此之间的作用力大小相等,方向相反。
这两个物体所受的合外力是相等的,方向相反。
三、万有引力与万有引力定律1. 万有引力:地球是一个大质量物体,可以给周围的物体施加吸引力,这种吸引力称为地球引力。
地球引力的大小与物体的质量和地球的质量成正比,与物体和地球的距离的平方成反比。
2. 万有引力定律:两个物体之间的引力与它们质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
两个物体之间的引力大小由万有引力定律来描述:F=G(m1m2/r^2),其中,F为引力的大小,m1、m2分别是两个物体的质量,r为它们之间的距离,G为万有引力常量。
四、牛顿引力定律1. 地球引力:地球上物体所受重力,是一种宏观现象。
重力的大小与物体的质量成正比,与地球到物体距离的平方成反比。
2. 重力加速度:地球每个地方都存在一个重力加速度g,大小约为9.8m/s²。
3. 牛顿引力定律:两个质量分别为m1,m2的物体之间的引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
机械能守恒定律和静电场基础知识
必修二第七章机械能守恒定律重要知识点小结1.功(1)功的定义:力和作用在力的方向上通过的位移的乘积.是描述力对空间积累效应的物理量,是过程量.定义式:W=F·s·cosθ,其中F是力,s是力的作用点位移(对地),θ是力与位移间的夹角. (2)功的大小的计算方法:①恒力的功可根据W=F·S·cosθ进行计算,本公式只适用于恒力做功.②根据W=P·t,计算一段时间内平均做功. ③利用动能定理计算力的功,特别是变力所做的功.④根据功是能量转化的量度反过来可求功.(3)摩擦力、空气阻力做功的计算:功的大小等于力和路程的乘积.发生相对运动的两物体的这一对相互摩擦力做的总功:W=fd(d是两物体间的相对路程),且W=Q (摩擦生热)2.功率(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量,是标量.求功率时一定要分清是求哪个力的功率,还要分清是求平均功率还是瞬时功率.(2)功率的计算①平均功率:P=W/t(定义式)表示时间t内的平均功率,不管是恒力做功,还是变力做功,都适用. ②瞬时功率:P=F·v·cosα P和v分别表示t时刻的功率和速度,α为两者间的夹角.(3)额定功率与实际功率:额定功率:发动机正常工作时的最大功率. 实际功率:发动机实际输出的功率,它可以小于额定功率,但不能长时间超过额定功率.(4)交通工具的启动问题通常说的机车的功率或发动机的功率实际是指其牵引力的功率.①以恒定功率P启动:机车的运动过程是先作加速度减小的加速运动,后以最大速度v m=P/f 作匀速直线运动, .②以恒定牵引力F启动:机车先作匀加速运动,当功率增大到额定功率时速度为v1=P/F,而后开始作加速度减小的加速运动,最后以最大速度vm=P/f作匀速直线运动。
3.动能:物体由于运动而具有的能量叫做动能.表达式:E k=mv2/2 (1)动能是描述物体运动状态的物理量.(2)动能和动量的区别和联系①动能是标量,动量是矢量,动量改变,动能不一定改变;动能改变,动量一定改变.②两者的物理意义不同:动能和功相联系,动能的变化用功来量度;动量和冲量相联系,动量的变化用冲量来量度.③两者之间的大小关系为E K=P2/2m4.动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化.表达式(1)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的.但它也适用于变力及物体作曲线运动的情况. (2)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.(3)应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.(4)当物体的运动是由几个物理过程所组成,又不需要研究过程的中间状态时,可以把这几个物理过程看作一个整体进行研究,从而避开每个运动过程的具体细节,具有过程简明、方法巧妙、运算量小等优点.5.重力势能(1)定义:地球上的物体具有跟它的高度有关的能量,叫做重力势能,EP=mgh.①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.②重力势能的大小和零势能面的选取有关.③重力势能是标量,但有“+”、“-”之分.(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度差,与物体的运动路径无关.W G =mgh.(3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值.即W G =-ΔE P .6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量.7.机械能守恒定律(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=E k +E p .(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变. (3)机械能守恒定律的表达式(4)系统机械能守恒的三种表示方式:①系统初态的总机械能E 1 等于末态的总机械能E 2,即E1 =E2②系统减少的总重力势能ΔE P减等于系统增加的总动能ΔE K增,即ΔE P减=ΔE K增③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即ΔE A减=ΔE B 增[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面,而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量.(5)判断机械能是否守恒的方法①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,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,则物体系统机械能守恒.③对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等问题,除非题目特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒.8.功能关系(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒.(2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2 .(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1(动能定理)(4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F=E 2-E 19.能量和动量的综合运用动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题.分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图景,抽象出物理模型,选择物理规律,建立方程进行求解.这一部分的主要模型是碰撞.而碰撞过程,一般都遵从动量守恒定律,但机械能不一定守恒,对弹性碰撞就守恒,非弹性碰撞就不守恒,总的能量是守恒的,对于碰撞过程的能量要分析物体间的转移和转换.从而建立碰撞过程的能量关系方程.根据动量守恒定律和能量关系分别建立方程,两者联立进行求解,是这一部分常用的解决物理问题的方法.机械能守恒定律练习题(一)一.不定项选择题1. 关于机械能是否守恒的叙述,正确的是()A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速运动的物体机械能可能守恒C.外力对物体做功为零时,机械能一定守恒D.若只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒2.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是()A.只有重力和弹力作用时,机械能守恒B.当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能守恒C.当有其他外力作用时,只要合外力的功为零,机械能守恒D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒3.若不计空气的阻力,以下实例中运动物体机械能守恒的是()A.物体沿斜面匀速下滑 B.物体做竖直上抛运动C.物体做自由落体运动D.用细绳拴着小球,一端为圆心,使小球在竖直平面内做圆周运动4.绳子拉着物体沿竖直方向减速上升,下面关于物体上升过程中的叙述正确的是()A.动能减小,重力势能增加B.机械能不变C.机械能一定增加D.机械能一定减小5.物体在平衡力作用下的运动中()A.物体的机械能一定不变B.如果物体的重力势能有变化,则它的机械能一定有变化C.物体的动能一定不变,但重力势能一定变化D.物体的重力势能可能变化,但它的机械能一定不变6.质量为m的小球,从桌面上竖直抛出,桌面离地面高为h,小球能达到的最大高度离地面为H.若以桌面作为重力势能的参考面,不计空气阻力,则小球落地时的机械能为()A.mgHB.mghC.mg(H+h)D.mg(H-h)7.设质量m=1.0kg的物体从倾角为300,高2.0m的光滑斜面由静止开始下滑,那么当它滑到斜面中点时刻所具有的机械能是(取地面为参考平面)()A、零B、20焦耳C、40焦耳D、10焦耳8.如图右所示,物体在斜面上受到平行于斜面向下拉力F作用,沿斜面向下运动,已知拉力F 大小恰好等于物体所受的摩擦力,则物体在运动过程中( )A、作匀速运动;B、作匀加速运动;C、机械能保持不变;D、机械能减小。
高中物理必修2-机械能守恒定律
机械能守恒定律知识集结知识元机械能守恒定律知识讲解一、机械能1.内容:物体的动能和势能(包括:重力势能和弹性势能)之和.2.表达式:E=E k+E p.3.机械能的理解:(1)机械能是状态量;标量,单位为焦耳;数值有正负(2)相对性:势能具有相对性(须确定零势能参考平面),同时,动能也具有相对性(与所选参考系有关),故机械能具有相对性.二、机械能守恒定律1、内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变.2、表达式:E k+E p=Ek+Ep.3、适用对象:系统.4、适用条件:只有系统内的重力或弹力做功,其他力不做功或做功的代数和为0.5、解题的基本步骤:(1)明确所选取的研究对象(物体或系统)(2)分析研究对象的受力情况及各力做功情况,判断是否符合机械能守恒的条件.(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在研究过程的初、末状态的机械能(包括动能和势能).(4)根据机械能守恒定律列方程,进行求解.例题精讲机械能守恒定律例1.下列说法正确的是()A.物体所受合力不为零,则其速度一定不为零B.物体所受合力不为零,则其速度方向一定发生变化C.合外力对物体做了功,物体的速度一定发生变化D.合外力对物体不做功,物体的机械能一定不变例2.下列说法正确的是()A.物体处于平衡状态时,机械能一定守恒B.物体的机械能守恒时,一定只受重力作用C.不计空气阻力,小孩沿滑梯匀速滑下过程中机械能守恒D.不计空气阻力,被投掷出的铅球在空中运动过程中机械能守恒例3.关于机械能守恒,下列说法正确的是()A.做自由落体运动的物体,机械能一定守恒B.人乘电梯加速上升的过程,机械能守恒C.物体必须在只受重力作用的情况下,机械能才守恒D.物体以g的加速度竖直向上做匀减速运动例4.如图所示,一根长为L,重为G的均匀软绳悬于O点,若将其下端向上提起使绳双折,至少要做功()A.GL B.C.D.例5.如图所示,质量相同的两物体a和b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质滑轮两侧,b在水平粗糙桌面上。
高中物理之机械能守恒定律知识点
高中物理之机械能守恒定律知识点机械能包括动能;重力势能;弹性势能。
在不牵涉到弹力做功的情况下,物体所具有的机械能就是动能和重力势能的和。
机械能守恒的应用分为两种情况:判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法:(1)物体在运动过程中只有重力做功,物体的机械能守恒。
(2)物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力,物体的机械能守恒。
四类题型(1)阻力不计的抛体类包括竖直上抛;竖直下抛;斜上抛;斜下抛;平抛,只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。
那么物体在运动过程中就只受重力作用,也只有重力做功,通过重力做功,实现重力势能与机械能之间的等量转换,因此物体的机械能守恒。
(2)固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体,同时受到重力和支持力的作用,由于支持力和物体运动的方向始终垂直,对运动物体不做功,因此,只有重力做功,物体的机械能守恒。
(3)固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体,只受到重力和支持力的作用,由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直,对运动物体不做功,故只有重力做功,物体的机械能守恒。
(4)悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样,小球在绕固定的悬点摆动时,受到重力和拉力的作用。
由于悬线的拉力自始至终都沿法线方向,和物体运动的速度方向垂直而对运动物体不做功。
因此只有重力做功,物体的机械能守恒。
系统的机械能守恒由两个或两个以上的物体所构成的系统,其机械能是否守恒,要看两个方面(1)系统以外的力是否对系统对做功,系统以外的力对系统做正功,系统的机械能就增加,做负功,系统的机械能就减少。
不做功,系统的机械能就不变。
(2)系统间的相互作用力做功,不能使其它形式的能参与和机械能的转换。
系统内物体的重力所做的功不会改变系统的机械能系统间的相互作用力分为三类①刚体产生的弹力:比如轻绳的弹力,斜面的弹力,轻杆产生的弹力等。
②弹簧产生的弹力:系统中包括有弹簧,弹簧的弹力在整个过程中做功,弹性势能参与机械能的转换。
高中物理必修二机械能守恒定律知识点复习
分析:当汽车起动后做匀加速直线运动时,发动机牵引力F为恒力, 随着运动速度v的增大,汽车发动机的即时功率P=F·v正比增大,直
到增大到额定功率 P额为止.此后,汽车速度 继续增大,发动机牵引 力F
就要减小(以保持汽车在额定功率下运行),因此汽车将做加速度 越来越小的加速运动,直到发动机牵引力F减小到与汽车运动阻力 f 相等时, 汽车加速度降到零,运 动速度达到最大值 v max.此后,汽车就在额定 功
(四)动能定理
1、内容 外力对物体所做功的代数和等于物体动能的增量, 也可表述为:合外力对物体所做的功等于物体动能的增 量. 2、表达式
Σ W = △E k = E k2 - E k1 1 1 2 = mv 2 mv 1 2 2 2
(五)势能:由相互作用的物体的相对位置或由物体内部各部 分之间的相对位置所决定的能,叫做势能. 1、重力势能 地球上的物体均受到重力的作用,物体具有的与它 的高度有关的能,叫重力势能.重力势能是物体与地球 所共有的. E p = mgh (1)定义式; 式中h物体离零势面的高度,零势面以上h为正,以 下为负.可见,物体所具有的重力势能与零势面的选选 择有关,在计算重力势能时须首先确定零势能面.一般 取地面或初末位置为零势能参考面.物体在零势面之上 重力势能为正;物体在零势面之下重力势能为负. (2)重力势能的变化
3、正功和负功 功是标量,但也有正,负之分.功的正负仅表 示力在物体运动过程中,是起动力还是起阻力的作 用.功的正,负取决于力 F 与位移 x 的夹角α.从功的 公式可知: 当 0≤α< 90°时, W 为正,表示力 F 对物体做 正功,这时的力是动力. 当 a=90°时, W=0 ,表示力对物体不做功,这 时的力既不是动力,也不是阻力. 当 90°<α≤180°时, W 为负,表示力 F 对物 体做负功,这时的力是阻力.
物理必修二机械能守恒知识点
物理必修二机械能守恒知识点物理必修二机械能守恒知识点1. 内容:在只有重力(和系统内弹簧或弹性绳弹力)做功的情况下,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.条件:(1)对某一物体,若只有重力(或系统内弹力)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)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,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒。
注:①竖直方向匀速直线运动和竖直方向匀速圆周运动机械能不守恒。
3. 机械能守恒定律的各种表达形式(1)E1E2 Ek1Ep1Ek2Ep2需要选择重力势能的零势能面(2)EpEk Ep减Ek增4.应用机械能守恒定律解题的基本步骤:(1)根据题意选取研究对象(物体或系统),判断机械能是否守恒。
(2)明确研究对象的运动过程,分析对象在过程中的受力情况,弄清各力做功的情况。
(3)恰当地选取零势能面,确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能。
(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列式方程。
能量转化和守恒定律(1)某种形式的能的减少量,一定等于其他形式能的增加量.(2)某物体能量的减少量,一定等于其他物体能量的增加量.物理学习方法有目的的做题在高中物理学习的过程中,习题的作用千万不能忽视,做题不是说题海战术,而是要通过有目的的做题理解相关的物理知识;这就需要我们在学习中有选择性地做题,包括认真分析教科书上的例题,根据教学重点和难度选择课外习题.选题不能一味依靠老师,要品味出老师选题的思路和要求,逐步做到能自己选题;在解题时要保持思路清晰,围绕知识点加深学习效果.当然,在学习中多向老师请教,将自己的想法与老师沟通一直是我们的极佳选择.多读课外参考书对于学有余力的学生们来说,课后利用剩余时间可以阅读物理课外参考书以及其他读物。
此过程是课堂学习的继续和延伸过程,可以培养学生们的自学能力和非智力优秀品质。
高中物理机械能守恒定律知识点总结
中学物理机械能守恒定律学问点总结(一)一、功1.公式和单位:,其中是F和l的夹角.功的单位是焦耳,符号是J.2.功是标量,但有正负.由,可以看出:(1)当0°≤<90°时,0<≤1,则力对物体做正功,即外界给物体输送能量,力是动力;(2)当=90°时,=0,W=0,则力对物体不做功,即外界和物体间无能量交换.(3)当90°<≤180°时,-1≤<0,则力对物体做负功,即物体向外界输送能量,力是阻力.3、推断一个力是否做功的几种方法(1)依据力和位移的方向的夹角推断,此法常用于恒力功的推断,由于恒力功W=Flcos α,当α=90°,即力和作用点位移方向垂直时,力做的功为零.(2)依据力和瞬时速度方向的夹角推断,此法常用于推断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时,作用点在力的方向上位移是零,力做的功为零.(3)依据质点或系统能量是否变更,彼此是否有能量的转移或转化进行推断.若有能量的变更,或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功.4、各种力做功的特点(1)重力做功的特点:只跟初末位置的高度差有关,而跟运动的路径无关.(2)弹力做功的特点:对接触面间的弹力,由于弹力的方向与运动方向垂直,弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功,中学阶段没有给出相关的公式,对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等.(3)摩擦力做功的特点:摩擦力做功跟物体运动的路径有关,它可以做负功,也可以做正功,做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运输到高处,摩擦力就充当动力.摩擦力的大小不变、方向变更(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时,摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算,即W=F·l.(1)W总=F合lcosα,α是F合与位移l的夹角;(2)W总=W1+W2+W3+¡为各个分力功的代数和;(3)依据动能定理由物体动能变更量求解:W总=ΔEk.5、变力做功的求解方法(1)用动能定理或功能关系求解.(2)将变力的功转化为恒力的功.①当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积,如滑动摩擦力、空气阻力做功等;②当力的方向不变,大小随位移做线性变更时,可先求出力对位移的平均值=2F1+F2,再由W=lcosα计算,如弹簧弹力做功;③作出变力F随位移变更的图象,图线与横轴所夹的¡°面积¡±即为变力所做的功;④当变力的功率P确定时,可用W=Pt求功,如机车牵引力做的功.二、功率1.计算式(1)P=tW,P为时间t内的平均功率.(2)P=Fvcosα5.额定功率:机械正常工作时输出的最大功率.一般在机械的铭牌上标明.6.实际功率:机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率.方式恒定功率启动恒定加速度启动过程过程分析设牵引力为F阶段一:v↑⇒F=v(P↓⇒a=m(F-F阻↓阶段二:F=F阻⇒a=0⇒P=F·vm=F阻·vm阶段一:a=m(F-F阻不变⇒F不变⇒v↑⇒P=F·v↑,直到P=P额=F·vm′阶段二:v↑⇒F=v(P额↓⇒a=m(F-F阻↓阶段三:F=F阻时⇒a=0⇒v达最大值vm=F阻(P额运动规律加速度渐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)⇒以vm匀速直线运动(对应下图中的AB段)以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)⇒匀加速运动能维持的时间t0=a(vm′⇒以vm匀速直线运动,对应下图中的BC段vt图象三、动能1.定义:物体由于运动而具有的能.2.公式:Ek=21mv2.单位:焦耳(J),1J=1N·m =1kg·m2/s2.4.矢标性:动能是标量,只有正值.四、动能定理1.内容:全部外力对物体做的总功等于物体动能的变更量,这个结论叫做动能定理.2.表达式:w=Ek2-Ek1变更的大小由外力的总功来度量.4.适用条件:动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功.5.动能定理中涉与的物理量有F、s、m、v、W、Ek等,在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑运用动能定理.无需留意其中运动状态变更的细微环节6.应用动能定理解题的一般思路(1)确定探讨对象和探讨过程.留意,动能定理一般只应用于单个物体,假如是系统,则系统内的物体间不能有相对运动.(2)对探讨对象进行受力分析.(探讨对象以外的物体施于探讨对象的力都要分析,含重力)(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(留意功的正负).假如探讨过程中物体受力状况有变更,要分别写出该力在各个阶段做的功.(4)写出物体的初、末动能.(5)依据动能定理列式求解.五、机械能1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差h有关.重力做功的大小WG=mgh,若物体下降,则重力做正功;若物体上升,则重力做负功(或说物体克服重力做功).2.重力势能(1)概念:物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积.(2)表达式:Ep=mgh,(3)重力势能是标量,且有正负.其正、负表示大小.物体在参考平面以下,其重力势能为负,在参考平面以上,其重力势能为正.六、机械能守恒定律1.内容:在只有重力(或弹簧的弹力)做功的状况下,动能和势能发生相互转化,但总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律.2.机械能守恒的条件:(1)只有重力或系统内弹力做功.(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零.3.表达式:(1)Ek+Ep=Ek′+Ep′,表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等.(2)ΔEk=-ΔEp,表示系统(或物体)机械能守恒时,系统削减(或增加)的重力势能等于系统增加(或削减)的动能,在分析重力势能的增加量或削减量时,可不选参考平面.(3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的削减量相等.4.推断机械能是否守恒方法:(1).利用机械能的定义推断(干脆推断):若物体在水平面上匀速运动,其动能、势能均不变,机械能不变.若一个物体沿斜面匀速下滑,其动能不变,重力势能削减,其机械能削减.(2).用做功推断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒.(3).用能量转化来推断:若物体系统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,则物体系统机械能守恒.(4).对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特殊说明,否则机械能必定不守恒.七.功能关系1.合外力对物体做功等于物体动能的变更.W合=Ek2-Ek1,即动能定理.2.重力做功对应重力势能的变更.WG=-ΔEp=Ep1-Ep2重力做多少正功,重力势能削减多少;重力做多少负功,重力势能增加多少.3.弹簧弹力做功与弹性势能的变更相对应.WF=-ΔEp=Ep1-Ep2弹力做多少正功,弹性势能削减多少;弹力做多少负功,弹性势能增加多少.4.除重力弹力以外的力的功与物体机械能的增量相对应,即W=ΔE.5.克服滑动摩擦力在相对路程上做的功等于摩擦产生的热量:Q=Wf=f·s相四、能量转化和守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消逝,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,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.机械能守恒定律:1、内容:只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(与弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
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机械能守恒定律知识点总结一、功1概念:一个物体受到力的作用,并在力的方向上发生了一段位移,这个力就对物体做了功。
功是能量转化的量度。
2条件:. 力和力的方向上位移的乘积3公式:W=F S cos θW ——某力功,单位为焦耳(J )F ——某力(要为恒力),单位为牛顿(N ) S ——物体运动的位移,一般为对地位移,单位为米(m )θ——力与位移的夹角4功是标量,但它有正功、负功。
某力对物体做负功,也可说成“物体克服某力做功”。
当)2,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,功为正;动力做功; 当2πθ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2(ππθ∈时,即力与位移成钝角,功为负,阻力做功; 5 功是一个过程所对应的量,因此功是过程量。
6功仅与F 、S 、θ有关,与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。
7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。
即W 总=W1+W2+…+Wn 或W 总= F 合Scos θ8 合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用W=Flcos α求出合外力的功。
方法2:先求出各个分力的功,合外力的功等于物体所受各力功的代数和。
1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力(或物体)做功的快慢。
2公式:tW P =(平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率)3单位:瓦特W4分类:额定功率:指发动机正常工作时最大输出功率实际功率:指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率,P 实≤P 额。
5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化,采用的基本公式是P=Fv 和F-f = ma 6 应用:(1)机车以恒定功率启动时,由υF P =(P 为机车输出功率,F 为机车牵引力,υ为机车前进速度)机车速度不断增加则牵引力不断减小,当牵引力f F =时,速度不再增大达到最大值m ax υ,则f P /max =υ。
(2)机车以恒定加速度启动时,在匀加速阶段汽车牵引力F 恒定为f ma +,速度不断增加汽车输出功率υF P =随之增加,当额定P P =时,F 开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大,直至f F =时,汽车便达到最大速度m ax υ,则f P /max =υ。
三、重力势能1定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
2公式:mgh E P =h ——物体具参考面的竖直高度a 重力势能为零的平面称为参考面;b 选取:原则是任意选取,但通常以地面为参考面若参考面未定,重力势能无意义,不能说重力势能大小如何选取不同的参考面,物体具有的重力势能不同,但重力势能改变与参考面的选取无关。
4标量,但有正负。
① 重力势能为正,表示物体在参考面的上方;② 重力势能为负,表示物体在参考面的下方;③ 重力势能为零,表示物体在参考面上。
5单位:焦耳(J )6重力做功特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的初、末位置有关,而跟物体运动的路径无关。
7、重力做功与重力势能变化的关系 p E W ∆-=(1)物体的高度下降时,重力做正功,重力势能减少,重力势能减少的量等于重力所做的功;(2)物体的高度增加时,重力做负功,重力势能增加,重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。
(3)重力势能变化只与重力做功有关,与其他力做功无关。
四、弹性势能1概念:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用具有势能,称之为弹性势能。
2 弹力做功与弹性势能的关系 p E W ∆-=当弹簧弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能变成其它形式的能;、当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增大,其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。
这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
3势能:相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能,势能是系统所共有的。
五、实验:探究功与物体速度变化的关系(1)实验目的:通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系;体会探究的过程和所用的方法(2)实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。
(3)探究思路:①设法让橡皮筋对小车做的功分别为W 、2W 、3W ……②由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……③以橡皮筋对小车做的功为纵坐标(以第一次实验时的功W 为单位),小车获得的速度为横坐标,作出W-v 曲线。
④如果W-v 曲线是一条直线,表明W ∝v ;如果不是直线,可着手考虑是否存在下列关系:W ∝v2、W ∝v3、W ∝v4.⑤根据W-v 草图,大致判断两个量可能是什么关系。
如果认为很可能是W ∝v2,就作出W-v2曲线,如果这条曲线是一条直线,就可以证明你的判断是正确的。
六、动能1概念:物体由于运动而具有的能量,称为动能。
2动能表达式:221υm E K = 3动能定理(即合外力做功与动能关系):12K K E E W -=4理解:①合F 在一个过程中对物体做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
②合F 做正功时,物体动能增加;合F 做负功时,物体动能减少。
③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。
5适用范围:适用于恒力、变力做功;适用于直线运动,也适用于曲线运动。
6应用动能定理解题步骤:a 确定研究对象及其运动过程b 分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功c 确定研究对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能d 列方程、求解。
七、实验:验证机械能守恒定律●实验目的:学会用打点计时器验证验证机械能守恒定律的实验方法和技能。
●实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物(附纸带夹子)、刻度尺、铁架台(附夹子)、导线。
●实验原理:只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律,即重力势能的减少量等于动能的增加量。
利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度,计算出瞬时速度,即可验证物体重力势能的减少量与物体动能的增加量相等。
●实验步骤:1、将打点计时器固定在支架上,并用导线将打点计时器接在交流电源上;2、将纸带穿过打点计时器,纸带下端用夹子与重物相连,手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方;3、接通电源,松开纸带,让重物自由下落,打点计时器就在纸带上打下一系列小点;4、重复实验几次,从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm ,且点迹清晰的纸带进行测量;5、记下第一个点的位置O ,在纸带上选取方便的个连续点1,2,3,4,5,用刻度尺测出对应的下落高度h1,h2,...;6、用公式计算各点对应的瞬时速度;7、计算各点对应的势能减少量和动能增加量,进行比较。
八、机械能1 机械能包含动能和势能(重力势能和弹性势能)两部分,即P K E E E +=。
2 机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变,即 21E E =2211P K P K E E E E +=+ΔΕK = —ΔΕPΔΕ1 = —ΔΕ2。
3机械能守恒条件:① 做功角度:只有重力或弹力做功,无其它力做功;其它力不做功或其它力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。
② 能量角度:首先只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。
4 运用机械能守恒定律解题步骤:a 确定研究对象及其运动过程b 分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功,判断机械能是否守恒c 恰当选取参考面,确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能d 列方程、求解。
九、能量守恒定律1 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一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变, 即2211其它机械能其它机械能E E E E +=+。
2 能量耗散:无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散,它反映了自然界中能量转化具有方向性。
练习:1.下列关于功率的说法中正确的是A .功率越大,做功越快B .功率越大,做功越多C.实际功率一定等于额定功率D.瞬时功率一定大于平均功率2.一辆汽车以额定功率行驶,下列说法中正确的是A.汽车的速度越大,则牵引力越大 B.汽车的速度越小,则牵引力越大C.汽车一定做匀加速运动 D.汽车一定做匀速运动3.今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中,运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时,为增大牵引力,司机应使汽车的速度A.减小B.增大C.保持不变D.先增大后保持不变4.关于功率,下列说法中正确的是A.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(J)B.功率是描述做功快慢的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(W)C.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是焦耳(J)D.功率是描述做功多少的物理量,在国际单位制中,其单位是瓦特(W)5.下图所示的四幅图是小明提包回家的情景,其中小明提包的力不做功的是().2.一个力对物体做了负功,则说明().A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α>90°D.这个力与物体运动方向的夹角α<90°6.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为θ,如图所示,在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则().A.F先减小后增大B.F一直增大C.F的功率减小D.F的功率不变7..如图所示,桌面离地高度为h,质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落。
若以桌面为参考平面,则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为A.mgh,mg(H-h)B.mgh,mg(H+h)C.-mgh,mg(H-h)D.-mgh,mg(H+h)8.我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球45圈后,与2008年9月28日胜利返航。
在返回舱拖着降落伞下落的过程中,其重力做功和重力势能变化的情况为A.重力做正功,重力势能减小 B.重力做正功,重力势能增加C.重力做负功,重力势能减小 D.重力做负功,重力势能增加9.一物体在自由下落过程中,重力做了2J的功,则A.该物体重力势能减少,减少量等于2JB.该物体重力势能减少,减少量大于2JC.该物体重力势能减少,减少量小于2JD.该物体重力势能增加,增加量等于2J10.质量不同而具有相同动能的两个物体,在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止,则A.质量大的滑行的距离大B.质量大的滑行的时间长C.质量大的滑行的加速度小D.它们克服阻力做的功一样多30的斜面向上11.质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为0滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g=10m/s2)A.196J KS5UB.34JC.56JD.0 KS5U12.放在光滑水平面上的物体,仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动,若这两个力分别做了6J和8J的功,则该物体的动能增加了A.48J B.14J C.10J D.2J13.如图所示,一薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上,其顶端与平台相平,末端位于地板的P处,并与地板平滑连接,将一可看成质点的滑块自木板顶端无初速度释放,滑块沿木板下滑,接着在地板上滑动,最终停在Q处。