高中物理必修二知识点机械能守恒
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。
高中物理必修二机械能守恒定律
机械能守恒定律【学习目标】1.明确机械能守恒定律的含义和适用条件.2.能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒. 3.熟练应用机械能守恒定律解题.4.知道验证机械能守恒定律实验的原理方法和过程.5.掌握验证机械能守恒定律实验对实验结果的讨论及误差分析. 【要点梳理】 要点一、机械能 要点进阶:(1)物体的动能和势能之和称为物体的机械能.机械能包括动能、重力势能、弹性势能。
(2)重力势能是属于物体和地球组成的重力系统的,弹性势能是属于弹簧的弹力系统的,所以,机械能守恒定律的适用对象是系统.(3)机械能是标量,但有正、负(因重力势能有正、负).(4)机械能具有相对性,因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面),同时,与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系,一般是以地面为参考系),所以机械能也具有相对性. 只有在确定了参考系和零势能参考平面的情况下,机械能才有确定的物理意义.(5)重力势能是物体和地球共有的,重力势能的值与零势能面的选择有关,物体在零势能面之上的势能是正值,在其下的势能是负值.但是重力势能差值与零势能面的选择无关. (6)重力做功的特点:①重力做功与路径无关,只与物体的始、未位置高度筹有关. ②重力做功的大小:W =mgh .③重力做功与重力势能的关系:P G W E =-△.要点二、机械能守恒定律 要点进阶:(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内动能和势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律. (2)守恒定律的多种表达方式.当系统满足机械能守恒的条件以后,常见的守恒表达式有以下几种:①1122k P k P E E E E +=+,即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和. ②P k E E =-△△或P k E E =-△△,即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量. ③△E A =-△E B ,即A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量.后两种表达式因无需选取重力势能零参考平面,往往能给列式、计算带来方便. (3)机械能守恒条件的理解.①从能量转化的角度看,只有系统内动能和势能相互转化,无其他形式能量之间(如内能)的转化②从系统做功的角度看,只有重力和系统内的弹力做功,具体表现在:a .只有重力做功的物体,如:所有做抛体运动的物体(不计空气阻力),机械能守恒.b .只有重力和系统内的弹力做功.如图(a)、(b)、右图所示.图(a)中小球在摆动过程中线的拉力不做功,如不计空气阻力,只有重力做功,小球的机械能守恒.图(b)中A、B间,B与地面间摩擦不计,A自B上自由下滑过程中,只有重力和A、B间的弹力做功,A、B 组成的系统机械能守恒.但对B来说,A对B的弹力做功,但这个力对B来说是外力,B的机械能不守恒.如下图,不计空气阻力,球在摆动过程中,只有重力和弹簧与球间的弹力做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒,但对球来说,机械能不守恒.要点三、运用机械能守恒定律解题的步骤要点进阶:(1)根据题意选取研究对象(物体或系统).(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,判断机械能是否守恒.(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方程,并求解结果.4.机械能守恒定律与动能定理的区别(1)机械能守恒定律和动能定理都是从做功和能量转化的角度来研究物体在力的作用下运动状态的改变,表达这两个规律的方程都是标量方程,这是它们的共同点.(2)机械能守恒定律的研究对象是物体组成的系统,动能定理的研究对象是一个物体(质点).(3)机械能守恒定律是有条件的,就是只允许重力和弹力做功;而动能定理的成立没有条件的限制,它不但允许重力和弹力做功,还允许其他力做功.(4)机械能守恒定律着眼于系统初、末状态的机械能的表达式,动能定理着眼于过程中合外力做的功及初、末状态的动能的变化.要点四、如何判断机械能是否守恒要点进阶:(1)对某一物体,若只有重力做功,其他力不做功,则该物体的机械能守恒.(2)对某一系统,物体间只有动能和势能的转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒.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做功,其他力不做功或者其他力做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(3)机械能守恒的条件绝不是合外力做的功等于零,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.(4)一些绳子突然绷紧,物体间碰撞后合在一起等,除非题目特别说明,机械能一般不守恒. 要点五、实验:验证机械能守恒定律 要点进阶:1.实验原理 通过实验,分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量.若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律:△E P =△E k .2.实验器材打点计时器及电源、纸带、复写纸、重物、刻度尺、带有铁夹的铁架台、导线. 3.实验步骤(1)如图所示装置,将纸带固定在重物上,让纸带穿过打点计时器.(2)用手握着纸带,让重物静止在靠近打点计时器的地方,然后接通电源,松开纸带,让重物自由落下,纸带上打下一系列小点.(3)从打出的几条纸带中挑选打的点呈一条直线且点迹清晰的纸带进行测量,记下第一个点的位置O ,并在纸带上从任意点开始依次选取几个计数点1、2、3、4、…,并量出各点到O 点的距离h 1、h 2、h 3、…,计算相应的重力势能减少量mgh n ,如图所示.(4)依步骤(3)所测的各计数点到O 点的距离h 1、h 2、h 3、…,根据公式1102n n h h v T+--=计算物体在打下点1、2、…时的即时速度v 1、v 2、….计算相应的动能212n mv . (5)比较212n mv 与n mgh 是否相等. 4.实验结论在重力作用下,物体的重力势能和动能可以互相转化,但总的机械能守恒. 5.误差分析重物和纸带下落过程中要克服阻力,主要是纸带与计时器之间的摩擦力,计时器平面不在竖直方向,纸带平面与计时器平面不平行是阻力增大的原因,电磁打点计时器的阻力大于电火花计时器,交流电的频率f 不是50 Hz 也会带来误差,f <50Hz ,使动能E k <E P 的误差进一步加大f >50 Hz ,则可能出现E k >E P 的结果.本实验中的重力加速度g必须是当地的重力加速度,而不是纸带的加速度a.【典型例题】类型一、对守恒条件的理解例1、下列说法中正确的是()A.用绳子拉着物体匀速上升,只有重力和绳的拉力对物体做功,机械能守恒B.做竖直上抛运动的物体,只有重力对它做功,机械能守恒C.沿光滑斜面自由下滑的物体,只有重力对物体做功,机械能守恒D.用水平拉力使物体沿光滑水平面做匀加速直线运动,机械能守恒【思路点拨】本题考察机械能守恒的条件。
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。
高中物理机械能守恒定律知识点
高中物理机械能守恒定律知识点一、机械能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 EP=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EP=一mgh,若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为 EP=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WG=ΔEP 减=EP初一EP末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末—EP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:EK1+Epl=Ek2+EP2(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EP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EP都应是对同一参考面而言的.(2)其他表达方式,ΔEP=一ΔEK,系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.(3)ΔEa=一ΔEb,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。
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。
高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结
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 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=W 1+W 2+…+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 =Fl cos 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) 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 = ma6 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—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。
人教版高中物理必修第2册 第八章 机械能守恒定律 4.机械能守恒定律
• b.如图8.4-5乙所示,各接触面光滑,A自B上端自 由下滑的过程中,只有重力和A、B间的弹力做功,A、 B组成的系统机械能守恒。但对A来说,B对A的弹力做 负功,这个力对A来说是外力,A的机械能不守恒。
•主题探究二 机械能守恒定律的应用
•【重难释解】 • 1.机械能守恒定律的不同表达式
机械能守恒定律
表达式
物理意义
从不同状态看 从转化角度看 从转移角度看
Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或 初状态的机械能等于末状态的机
E初=E末
械能
Ek2-Ek1=Ep1-Ep2或 动能的增加量等于势能的减少量 ΔEk=-ΔEp
• ③结论:这一事实说明某个量是守恒的,在物理学上 我们把能这量个量叫能作_____或者____。 • (2)动能与势能的相互转化
• ①动能与重力势能间的转化:只有重力做功时,若重
力做正功,则__________转化为动能;若重力做负功,则
_____重转力化势为能 重力势能。
动能
• ②动能与弹性势能间的转化:只有弹簧的弹力做功时,
()
×
• (2)通过重力做功,动能和重力势能可以相互转化。
√
()
• (3)物体的机械能一定是正值。
×
()
• 3.想一想
•毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄,成吉思汗……弯弓射 大雕”。试分析在弯弓射雕过程中,涉及机械能中哪些能 量之间的转化?
•提示:箭被射出的过程中,弓的弹性势能转化为箭的动能; 箭上升的过程中,箭的动能转化为重力势能;箭下落的过 程中,箭的重力势能转化为动能。
高中物理必修二第八章 机械能守恒定律 动能和动能定理
2.物理意义:动能定理指出了合外力对物体所做的总功与物体动能变化之间的关系, 即若合外力做正功,物体的动能增加,若合外力做负功,物体的动能减小,做了多 少功,动能就变化多少. 3.实质:动能定理从能量变化的角度反映了力改变运动的状态时,在空间上的累积 效果.
例 下列关于运动物体的合外力做功和动能、速度变化的关系,正确的是 A.物体做变速运动,合外力一定不为零,动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零,则合外力一定为零
动能减少.
例 关于物体的动能,下列说法正确的是
√A.物体的质量、速度不变,其动能一定不变
B.物体的动能不变,其速度一定不变 C.两个物体中,速度大的动能也大 D.某一过程中物体的速度变化越大,其动能的变化一定越大
解析 根据Ek=12 mv2可知,如果物体的质量、速度不变,则动能不变,故A正确; 如果物体的动能不变,则说明其速度大小一定不变,方向可能变化,故B错误; 动能由质量和速度大小共同决定,速度大的物体动能不一定大,故C错误; 做匀速圆周运动的物体,速度变化可能大,但动能不变,故D错误.
素有质量.
知识深化 1.对动能的理解 (1)动能是标量,没有负值,与物体的速度方向无关. (2)动能是状态量,具有瞬时性,与物体的运动状态(或某一时刻的速度)相对应. (3)动能具有相对性,选取不同的参考系,物体的速度不同,动能也不同,一般以地 面为参考系. 2.动能变化量ΔEk ΔEk=12mv22-12mv12,若 ΔEk>0,则表示物体的动能增加,若 ΔEk<0,则表示物体的
即学即用
判断下列说法的正误.
(1)某物体的速度加倍,它的动能也加倍.( × ) (2)两质量相同的物体,动能相同,速度一定相同.( × ) (3)物体的速度变化,动能一定变化.( × ) (4)合外力做功不等于零,物体的动能一定变化.( √ ) (5)物体的速度发生变化,合外力做功一定不等于零.( × ) (6)物体的动能增加,合外力做正功.( √ )
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。
高中物理必修二第八章机械能守恒定律重点知识归纳(带答案)
高中物理必修二第八章机械能守恒定律重点知识归纳单选题1、一物体在运动过程中,重力做了-2J的功,合力做了4J的功,则()A.该物体动能减少,减少量等于4JB.该物体动能增加,增加量等于4JC.该物体重力势能减少,减少量等于2JD.该物体重力势能增加,增加量等于3J答案:BAB.合外力所做的功大小等于动能的变化量,合力做了4J的功,物体动能增加4J,故A错误,B正确;CD.重力做负功,重力势能增大,重力做正功,重力势能减小,所以重力势能增加2J,故CD错误。
故选B。
2、如图所示,重为G的物体受一向上的拉力F,向下以加速度a做匀减速运动,则()A.重力做正功,拉力做正功,合力做正功B.重力做正功,拉力做负功,合力做负功C.重力做负功,拉力做正功,合力做正功D.重力做正功,拉力做负功,合力做正功答案:B由于物体向下运动,位移方向向下,因此重力方向与位移方向相同,重力做正功,拉力方向与位移方向相反,拉力做负功,由于物体向下做匀减速运动,加速度方向向上,因此合力方向向上,合力方向与位移方向相反,合力做负功。
故选B。
3、我国发射的神舟十三号载人飞船,进入预定轨道后绕地球椭圆轨道运动,地球位于椭圆的一个焦点上,如图所示。
飞船从A点运动到远地点B的过程中,下列表述正确的是()A.地球引力对飞船不做功B.地球引力对飞船做负功C.地球引力对飞船做正功D.飞船受到的引力越来越大答案:B飞船运动远离地球,而地球引力指向地球,故引力对飞船做负功,故选B。
4、如图所示是一竖直固定在水平地面上的可伸缩细管,上端平滑连接四分之一细圆弧弯管,管内均光滑,右管口切线水平。
竖直细管底部有一弹射装置(高度忽略不计),可以让静止在细管底部的小球(可视为质点)瞬间获得足够大的速度v0,通过调节竖直细管的长度h,可以改变上端管口到地面的高度,从而改变小球平抛的水平距离,重力加速度为g,则小球平抛的水平距离的最大值是()A.v02g B.v022gC.v023g D.v024g答案:B设管口到地面的高度是H,小球从管口射出的速度为v,由机械能守恒定律得1 2mv02=mgH+12mv2小球离开管口后做平抛运动,则x=vtH=12gt2联立方程,可得x=√(v02g−2H)⋅2H=√−4H2+2v02gH由二次函数的知识可知,当管口到地面的高度为H=v02 4gx取最大值,且x max=v02 2g故选B。
高中物理 机械能守恒定律考点
机械能守恒定律考点考点1.功1.功的公式:W=Fscosθ特别注意:①公式只适用于恒力做功②F和S是对应同一个物体的;③某力做的功仅由F、S和q决定, 与其它力是否存在以及物体的运动情况都无关。
2.重力的功:WG=mgh ——只跟物体的重力及物体移动的始终位置的高度差有关,跟移动的路径无关。
3.摩擦力的功(包括静摩擦力和滑动摩擦力)摩擦力可以做负功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功,一对静摩擦力的总功一定等于0,一对滑动摩擦力的总功等于 - fΔS 4.弹力的功(1)弹力对物体可以做正功可以不做功,也可以做负功。
(2)弹簧的弹力的功——W= 1/2 kx12–1/2 kx22(x1、x2为弹簧的形变量)5.合力的功——有两种方法:(1)先求出合力,然后求总功,表达式为ΣW=ΣF×S ×cosθ(2)合力的功等于各分力所做功的代数和,即ΣW=W1 +W2+W3+……6.变力做功:基本原则——过程分割与代数累积(1)一般用动能定理W合=ΔEK 求之;(2)也可用(微元法)无限分小法来求, 过程无限分小后,可认为每小段是恒力做功(3)还可用F-S图线下的“面积”计算.(4)或先寻求F对S的平均作用力7.做功意义的理解问题:解决功能问题时,把握“功是能量转化的量度”这一要点,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考点2.功率1.定义式:,所求出的功率是时间t内的平均功率。
2.计算式:P=Fvcos θ, 其中θ是力F与速度v间的夹角。
用该公式时,要求F为恒力。
(1)当v为即时速度时,对应的P为即时功率;(2)当v为平均速度时,对应的P为平均功率。
(3)重力的功率可表示为PG=mgv⊥,仅由重力及物体的竖直分运动的速度大小决定。
(4)若力和速度在一条直线上,上式可简化为Pt=F·vt考点3.动能1.定义:物体由于运动而具有的能叫动能2.动能和动量的关系:动能是用以描述机械运动的状态量。
高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点总结(超全)(带答案)
高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点总结(超全)单选题1、如图所示,质量分别为m 和2m 的小物块Р和Q ,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,Р通过一根水平轻绳连接到墙上。
P 的下表面光滑,Q 与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
用水平拉力将Q 向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q 恰好能保持静止。
弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k ,重力加速度大小为g 。
若剪断轻绳,Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为( )A .μmgkB .2μmg kC .4μmg kD .6μmg k答案:CQ 恰好能保持静止时,设弹簧的伸长量为x ,满足kx =2μmg剪断轻绳后,Q 始终保持静止,物块P 与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的最大压缩量也为x ,因此Р相对于其初始位置的最大位移大小为s =2x =4μmgk故选C 。
2、如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行,初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带。
若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v-t 图象(以地面为参考系)如图乙所示。
已知v 2>v 1,物块和传送带间的动摩擦因数为μ,物块的质量为m 。
则( )A .t 2时刻,小物块离A 处的距离最大B .0∼t 2时间内,小物块的加速度方向先向右后向左C .0∼t 2时间内,因摩擦产生的热量为μmg [v12(t 2+t 1)+v 2t 12]D .0∼t 2时间内,物块在传送带上留下的划痕为v 2+v 12(t 1+t 2)答案:CA .初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带,小物块在传送带上运动的v −t 图象可知,t 1时刻,小物块离A 处的距离达到最大,A 错误;B .0~t 2时间内,小物块受到的摩擦力方向一直向右,所以小物块的加速度方向一直向右,B 错误; CD .0~t 1时间内物体相对地面向左的位移s 1=v 22t 1这段时间传送带向右的位移s 2=v 1t 1因此物体相对传送带的位移Δs 1=s 1+s 2=v 22t 1+v 1t 1t 1~t 2时间内物体相对地面向右的位移s 1′=v 12(t 2−t 1) 这段时间传送带向右的位移s 2′=v 1(t 2−t 1)因此物体相对传送带的位移Δs 2=s 2′−s 1′=v 12(t 2−t 1) 0∼t 2时间内物块在传送带上留下的划痕为Δs =Δs 1+Δs 2=v 12(t 2+t 1)+v 2t 120~t 2这段时间内,因此摩擦产生的热量Q =μmg ×Δs =μmg [v 12(t 2+t 1)+v 2t 12]C 正确,D 错误。
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.
高中物理必修二人教版2019第8章机械能守恒定律本章整合
① = (求恒力的功)
求功的三种方法 ② = (为平均功率)
③动能定理
概念:功跟做功所用时间的比值
功率
平均功率: =
=
公式: =
瞬时功率: =
二、机械能
①动能: =
机
②重力势能: = (为物体相对参考平面的高度)
(3)落地时,重物的速度v'=ωR,对于重物开始
下落至落地的过程,由机械能守恒定律得
2
m'gh= m'v' +4× mv2
'+
解得 h=
'
(ωR)2。
科学思维 多物体的机械能守恒问题分析技巧
1.对多物体,一般用“转化法”和“转移法”来判断其机械能是
否守恒。
2.注意寻找用绳或杆相连接的物体间的速度关系和位移关
力做竖直向下的减速运动,设水对他的阻力大小恒为2 600
N,g取10 m/s2,那么在他减速下降2 m的过程中,下列说法正确
的是( B )
A.他的动能减少了5 200 J
B.他的重力势能减少了1 200 J
C.他的机械能减少了4 000 J
D.他的机械能保持不变
解析:在运动员减速下降2 m的过程中,运动员受重力和阻力,
关系得损失的机械能为Q=μmgcos θ·s=0.5×10×0.8×2.0 J
=8 J,选项D错误。
科学思维 功能关系的选用原则
1.若只涉及动能的变化,则用动能定理分析。
2.若只涉及重力势能的变化,则用重力做功与重力势能变化
的关系分析。
【变式训练4】 在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
高中物理必修二知识点机械能守恒
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:机械能守恒就为大家整理到这里了,希望能帮助到大家!。