功和能知识点记忆
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高三物理功和能知识点物理学中的功和能是非常基础且重要的概念,它们在日常生活和学习中都有广泛的应用。
本文将对高三物理中的功和能进行详细的讲解和总结。
一、功的概念和计算公式功是力在物体上的作用产生的效果,通俗地说就是干活做功。
功的计算公式为:W = F·cosθ·s,其中W表示功,F表示作用力,θ表示作用力与物体位移的夹角,s表示物体的位移。
二、功的单位和大小功的单位是焦耳(J),1焦耳等于1牛顿·米(N·m)。
功的大小和作用力、位移以及夹角的大小有关,当作用力和物体位移在同一方向时,功的大小为正值;当作用力和物体位移在反方向时,功的大小为负值;当作用力垂直于物体位移时,功的大小为0。
三、功的应用举例1. 抬起书包:当我们用力抬起书包的时候,我们对书包做了正功,因为力和位移在同一方向。
2. 放下书包:当我们放下书包的时候,力和位移方向相反,所以我们对书包做了负功。
3. 推动自行车:当我们骑自行车的时候,踩踏脚踏板施加力,使自行车沿着道路前进,这时我们对自行车做了正功。
四、能的概念和分类能是物体或系统所具有的产生其他物理量变化的能力,它包括动能、势能和内能三种形式。
1. 动能:物体由于运动而具有的能量,用K表示。
动能的计算公式为:K = 1/2·m·v²,其中m表示物体的质量,v表示物体的速度。
2. 势能:物体由于位置而具有的能量,常见的有重力势能、弹性势能和化学势能等。
3. 内能:物体内部分子之间的相互作用能,包括分子运动的动能和相互之间的势能等。
五、动能和势能的转化动能和势能之间可以相互转化,守恒的总能量仍然保持不变。
例如,当一个物体从高处下落时,它的重力势能逐渐转化为动能;当一个弹簧被压缩时,外界对弹簧做功,将机械能转化为弹性势能。
六、能量守恒定律能量守恒定律是物理学中的重要定律之一,它表明在一个孤立系统中,能量的总量在任何时间内都保持不变。
第十一章功和机械能1、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W=FSF表示力,单位:牛( N )。
S表示距离,单位:米(m)W表示功,单位是牛米,叫作焦耳,简称焦,符号是J。
1J=1N·m2、功与做功所用的时间之比叫做功率,功率是表示做功快慢的物理量。
功率等于功与做功所用的时间之比。
P=W/tW表示功,单位是焦(J)。
t表示时间,单位是秒(s)P表示功率,单位是焦耳每秒,叫做瓦特,简称瓦,符号是W。
1W=1J/s。
功率的单位还有千瓦,符号kW1kW=103W3、物体由于运动而具有的能叫动能。
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
能量(能)的单位与功的单位相同。
E表示能量,单位是焦耳,简称焦,符号是J4、物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。
物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
5、物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
6、动能和势能统称为机械能。
7、机械能是守恒的(能量守恒):物体的动能和势能是可以相互转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和保持不变。
8、势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。
势能是一个相对量,选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
第十二章简单机械1、一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离L1阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离L2杠杆平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止(或匀速转动)时,称为杠杆平衡。
杠杆平衡的条件(阿基米德发现的杠杆原理)动力×动力臂 = 阻力×阻力臂F1L1=F2L2可变形为:F1/F2=L2/L12、定滑轮:滑轮在使用时,它的轴固定不动。
功与能知识点总结一、功与能的概念1. 功与能是物理学中的重要概念,它们是描述物体运动和变形的基本概念。
2. 功是描述力对物体所做的功,它是一个标量,表示力在物体上做的功的大小。
3. 能是物体在运动和变形过程中所具有的能力,是物体内部状态的体现。
4. 功和能一般都是以能量的形式存在,并且能量是守恒的。
二、功的基本概念1. 功的定义:在物理学中,功是作用在物体上的力对物体所做的工作,通常用W表示,其单位为焦耳(J)。
2. 功的计算:当力的方向与物体位移方向相同时,功的计算公式为W = F*s*cosθ,其中F 为力的大小,s为物体的位移,θ为力的方向与位移方向的夹角。
3. 功的性质:正功表示力对物体做正的功,即使物体的动能增加;负功表示力对物体做负的功,即使物体的动能减小;零功表示力对物体的做的功为零。
三、能的基本概念1. 能的定义:在物理学中,能是物体具有的做功的能力,通常用E表示,其单位为焦耳(J)。
2. 能的分类:能一般分为动能、势能和热能等,动能是物体由于运动而具有的能量,势能是物体由于位置而具有的能量,热能是物体内部微观粒子的热运动所产生的能量。
3. 能的转化:能一般是可以相互转化的,如动能可以转化为势能,势能可以转化为动能,还可以转化为热能等。
四、功与能的关系1. 功和能的关系:功是能的表现形式,是描述能的变化的量。
当力对物体做功时,物体的能量会发生变化,通过功可以计算出这种能量的变化。
2. 功和能的转化:通过对物体做功,可以使物体的能量发生变化,如将外界对物体做的功转化成物体的动能、势能等。
3. 功和能的守恒:在自然界中,动能、势能和总能量都是守恒的,能量可以相互转化,但总能量守恒。
五、功与能的应用1. 功与能在机械运动中的应用:通过对力做功和物体的能量变化的研究,可以应用在机械运动中,如物体的加速、减速、运动过程中的能量变化等。
2. 功与能在能量转化中的应用:在能量转化过程中,可以利用功和能的关系,如能源的转换、利用能、节约能源等方面。
功和能一、机械能和功:(一)机械能:1.一个物体能够做功,我们就说它具有能量。
2.机械能:动能和势能统称为机械能。
3.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
一切运动的物体都具有动能。
影响动能的因素:①质量:物体速度一定时,质量越大的,动能就越大;②速度:物体质量一定时,速度越大的,动能就越大。
4.重力势能:物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
影响重力势能的因素:①高度:当物体质量相同时,位置越高的,重力势能越大;②质量:当物体高度相同时,质量越大的,重力势能越大。
5.弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
影响弹性势能的因素:物体的弹性形变大小,物体发生弹性形变的难易程度。
(二)功(W)1.功的两个必要因素:一是作用在物体上的力;二是物体在这个力的方向上移动的距离。
2.公式:功 = 力×距离即:W = F·s3.单位:在国际单位中,力的单位是牛(N),距离的单位是米(m),功的单位是焦耳(J)。
4.功的原理:使用任何机械都不省功。
5.有用功(W有):必须要做的功叫有用功。
额外功(W额):并非我们需要但又不得不做的功叫额外功。
总功(W总):有用功加上额外功是总共做的功,叫总功。
W总 = W有+ W额6.机械效率(η):有用功跟总功的比值叫机械效率。
η = W有/ W总(有用功总小于总功,机械效率总小于1)(三)功率(P):1.物体在单位时间内所做的功叫做功率。
功率是表示物体做功快慢的物理量。
2.公式: P=W /t =FVW:表示功(焦耳J); t:表示时间(秒s)计算时单位要统一:如果W用焦、t用秒,则P的单位是瓦3.单位:瓦特,简称瓦,符号是“W”。
常用千瓦(KW),兆瓦(MW); 1 MW = 103 KW =106W;(KW.h 是功的单位。
1 KW.h = 3.6×106 J)二、内能1.分子运动论的基本内容:①一切物质都是由分子组成;②一切物质的分子都在不停地做无规则运动;③分子间同时存在相互的作用力(引力和斥力)。
初中物理功和能的知识点总结一、功的概念:1.功是物体受到力作用而产生的效果,是力对物体做的有效作用。
2. 功的计算公式为W = F * s * cosθ,其中W为功,F为力,s为位移,θ为力和位移之间的夹角。
3.功的单位是焦耳(J)或牛·米(N·m)。
4.功的正负性:当力和位移的方向一致时,功为正;当力和位移的方向相反时,功为负。
5.功和能的关系:力对物体进行的功等于物体所具有的能量的变化,即功可以转化为能量。
二、能的概念:1.能是物体进行物理活动所具有的能力。
能是物体由于自身的一些特性而拥有的性质。
2.能的单位是焦耳(J)。
3.能的形式:能分为势能和动能两种形式。
-动能是物体运动时所具有的能量,与物体的质量和速度有关。
-势能是物体由于自身的位置或状态而具有的能量,与物体的位置和形状有关。
4.功和能的转化:当力对物体做功时,能可以转化为功;当物体消耗能量时,能可以转化为功。
三、能的转化与守恒:1.能的转化:能可以从一个物体转移到另一个物体,或者转化为其他形式的能。
2.能的守恒:能在宏观尺度上是守恒的,即能在不同形式之间转化时总量保持不变。
-机械能守恒:在不考虑摩擦阻力的情况下,机械系统中的势能和动能之和保持不变。
-动量守恒:在封闭系统中,系统的总动量在相互作用发生前后保持不变。
四、各种形式的能:1.动能:动能是物体由于运动所具有的能量,动能的大小与物体的质量和速度的平方成正比,动能公式为Ek=1/2*m*v^22.势能:势能是物体由于位置或状态而具有的能量,可分为重力势能、弹性势能等。
-重力势能:物体在重力作用下由高处移动到低处时,具有的能量,重力势能公式为Ep=m*g*h。
-弹性势能:物体在受力变形后恢复原状时所具有的能量,弹性势能公式为Ep=1/2*k*x^23.热能:热能是物体分子间热运动所具有的能量,与物体的温度有关。
4.电能:电能是由电荷所具有的能量,与电荷的大小和电势差有关。
九年级功和能知识点在九年级的物理学习中,功和能是重要的知识点之一。
本文将详细介绍功和能的概念、公式和一些常见的应用。
一、功的概念和公式1. 功的概念在物理学中,功是描述力对物体做功的大小和方向的物理量。
当力作用于物体,使其沿着力的方向移动一定距离时,力所做的功可以用以下公式表示:功 = 力 ×距离× cosθ其中,力的大小用“N”表示,距离用“m”表示,cosθ表示力与移动方向之间的夹角余弦值。
2. 功的单位功的单位是焦耳(J),即当力为1牛顿(N),距离为1米(m)时,所做的功为1焦耳。
二、能的概念和公式1. 能的概念能是物体由于位置、状态或运动而具有的物理量。
常见的能包括动能、势能和机械能。
- 动能(K):物体由于运动而具有的能量,可以用以下公式计算:动能 = 1/2 ×质量 ×速度²其中,质量用“kg”表示,速度用“m/s”表示。
- 势能(P):物体由于位置或状态而具有的能量。
根据不同的情况,势能可分为重力势能、弹性势能等。
- 机械能(E):机械能是动能和势能的总和,可以用以下公式计算:机械能 = 动能 + 势能2. 能的单位动能和势能的单位均为焦耳(J)。
三、功和能的应用1. 基本功和能的转化在物理学中,功和能之间存在着转化关系。
当力对物体做功时,物体的能量将发生变化。
- 功转化为能:当力对物体做正功时,物体的能量增加;当力对物体做负功时,物体的能量减小。
- 能转化为功:物体的能量转化为功通常发生在物体由高处下落时,势能逐渐转化为动能,最终转化为功。
2. 能量守恒定律在物理学中,能量守恒定律是一个重要的基本原理。
该定律表明,在一个封闭的系统中,能量的总量保持不变。
在能量的转化过程中,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量保持恒定。
能量守恒定律在许多物理问题的分析中都具有重要的应用。
例如,在弹簧振子中,机械能的转化过程需要满足能量守恒定律。
功和能知识点总结PPT一、功的概念及公式1.1 功的概念功是描述力对物体作用的效果的物理量,是衡量力的作用效果的大小。
当力使物体发生位移时,我们就说力对物体做了功。
1.2 功的公式在恒力作用下,物体在沿着力方向位移s的过程中所做的功W可以用下面的公式表示:\[ W = F \cdot s \cdot \cos\theta \]其中,F为作用力的大小,s为物体的位移,\(\theta\)为作用力与位移方向夹角的余弦值。
二、能的概念及分类2.1 能的概念能是物体由于自身的性质或者受到外力的作用而具有的做功能力,是物体的一种属性,是描写物体在某一过程中所具有的状态的物理量。
2.2 能的分类根据能量的形式和来源,能可以分为以下两类:(1)动能:物体由于运动而具有的能量。
(2)势能:物体由于位置关系而具有的能量。
三、能的转化和守恒3.1 能的转化在自然界和人类社会中,能的形式经常发生转化。
动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能,而且能够相互转化。
3.2 能的守恒能量守恒定律是自然界中最基本的规律之一。
它表明在一个封闭系统中,系统内所有能量的代数和始终保持不变。
四、功率概念及计算4.1 功率的概念功率是描述力的作用速度的物理量,是衡量单位时间内所做功的大小。
公式如下:\[ P = \frac{W}{t} \]其中,P为功率,W为作用力在时间t内所做的功。
4.2 功率的计算在恒力作用下,力F对物体做功的功率可以用下面的公式表示:\[ P = F \cdot \cos\theta \cdot v \]其中,F为作用力的大小,v为物体的速度,\(\theta\)为作用力与速度方向夹角的余弦值。
五、应用实例5.1 计算功的应用在机械工程中,我们经常需要计算物体在受力作用下做的功,以便评估机械的性能。
5.2 能的转化应用在能源领域,我们需要掌握能量的转化原理,以便合理利用能源资源,减少能源消耗。
5.3 功率的应用在电气工程中,我们需要计算电路中的功率,以便设计安全可靠的电器设备。
功与能的知识点及例题总结一、功与能的基本概念1. 功的定义:在物理学中,功是力对物体作用所做的功。
当物体受到力的作用时,力会对物体做功,使物体的位置、速度或形状发生变化。
功的大小与力的大小和物体移动的距离有关。
2. 动能的定义:动能是物体由于运动而具有的能量。
动能的大小与物体的质量和速度有关,动能的大小可以用公式KE=1/2mv^2来表示,其中KE表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
3. 势能的定义:势能是物体由于其位置或状态而具有的能量。
势能可以分为重力势能、弹性势能等不同形式。
4. 能量守恒定律:能量守恒定律是物理学中的重要定律之一,它指出在一个封闭系统内,能量的总量是不变的,即能量在各种形式之间可以互相转化,但总能量的大小保持不变。
二、功与能的计算方法1. 计算功的方法:当一个力对物体做功时,可以用公式W=Fs*cosθ来计算。
其中W表示功,F表示力的大小,s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. 计算动能的方法:动能的大小可以用公式KE=1/2mv^2来计算,其中KE表示动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
3. 计算势能的方法:势能的大小取决于物体的位置或状态,可以用不同的公式来计算不同形式的势能,比如重力势能可以用公式PE=mgh来计算,其中PE表示重力势能,m表示物体的质量,g表示重力加速度,h表示物体的高度。
4. 能量守恒定律的应用:能量守恒定律可以用来解决各种物理问题,比如弹簧振子问题、滑块问题等。
三、功与能的例题分析1. 例题一:一个质量为2kg的物体受到水平方向的5N的恒定力作用,物体在力的方向上移动了3m的距离,求力对物体所作的功。
解答:根据功的计算公式W=Fs*cosθ,代入已知数据得到W=5*3*cos0°=15J,所以力对物体所作的功为15J。
2. 例题二:一个质量为1kg的物体以10m/s的速度沿水平方向运动,求物体的动能。
《功和能》知识清单一、功1、定义:力与在力的方向上移动的距离的乘积。
2、公式:W = Fs (W 表示功,F 表示力,s 表示在力的方向上移动的距离)。
3、单位:焦耳(J),1 焦耳= 1 牛·米。
4、做功的两个必要因素:作用在物体上的力。
物体在力的方向上移动了距离。
5、三种不做功的情况:有力无距离:例如,用力推桌子但桌子未动,推力没有做功。
有距离无力:例如,足球在水平地面上滚动,因为没有受到水平方向的力,所以重力和支持力都没有做功。
力与距离垂直:例如,提着水桶在水平地面上行走,提力方向竖直向上,而移动的距离在水平方向,提力没有做功。
6、功的正负:功是标量,但有正负之分。
当力与位移夹角小于 90°时,力做正功。
当力与位移夹角等于 90°时,力不做功。
当力与位移夹角大于 90°时,力做负功。
二、功率1、定义:单位时间内所做的功。
2、公式:P = W / t (P 表示功率,W 表示功,t 表示时间)。
P = Fv (当力 F 与速度 v 方向相同时)。
3、单位:瓦特(W),1 瓦特= 1 焦耳/秒。
4、物理意义:表示做功的快慢。
三、机械能1、动能定义:物体由于运动而具有的能。
表达式:Ek = 1/2 mv²(Ek 表示动能,m 表示物体质量,v 表示物体速度)。
影响因素:质量和速度,质量越大、速度越大,动能越大。
2、重力势能定义:物体由于被举高而具有的能。
表达式:Ep = mgh (Ep 表示重力势能,m 表示物体质量,g 表示重力加速度,h 表示物体相对参考平面的高度)。
影响因素:质量和高度,质量越大、高度越高,重力势能越大。
3、弹性势能定义:物体由于发生弹性形变而具有的能。
影响因素:弹性形变的程度,弹性形变越大,弹性势能越大。
四、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,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
2、表达式:Ek1 + Ep1 = Ek2 + Ep2 (初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和)。
高三物理电场知识点:功和能【】:已经步入高三了,大家对各科的知识点掌握了多少呢?小编为大家整理了高三物理电场知识点,希望大家喜欢,也希望高三物理电场知识点对大家有帮助。
功和能(功是能量转化的量度)1.功:W=Fsco sα(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:E A=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=-ΔE P【总结】:高三物理电场知识点就为大家介绍到这里了,希望大家在高三复习阶段不要紧张,认真复习,成功是属于你们的。
第十一章功和机械能1、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W=FSF表示力,单位:牛( N )。
S表示距离,单位:米(m)W表示功,单位是牛米,叫作焦耳,简称焦,符号是J。
1J=1N·m2、功与做功所用的时间之比叫做功率,功率是表示做功快慢的物理量。
功率等于功与做功所用的时间之比。
P=W/tW表示功,单位是焦(J)。
t表示时间,单位是秒(s)P表示功率,单位是焦耳每秒,叫做瓦特,简称瓦,符号是W。
1W=1J/s。
功率的单位还有千瓦,符号kW3 1kW=10W质量相同的物体,运动的速度越大,它的。
、物体由于运动而具有的能叫3动能动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
能量(能)的单位与功的单位相同。
表示能量,单位是焦耳,简称焦,符号是JE。
物体的质量重力势能4、物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
物体的弹性形变越大,它弹性势能5、物体由于发生弹性形变而具有的能叫做具有的弹性势能就越大。
.6、动能和势能统称为机械能。
7、机械能是守恒的(能量守恒):物体的动能和势能是可以相互转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和保持不变。
8、势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。
势能是一个相对量,选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
第十二章简单机械1、一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。
动力臂:从支点O到动力F作用线的距离L 11阻力臂:从支点O到阻力F作用线的距离L 22杠杆平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止(或匀速转动)时,称为杠杆平衡。
杠杆平衡的条件(阿基米德发现的杠杆原理)动力×动力臂 = 阻力×阻力臂FL=FL 2112F/F=L/L :可变形为12212、定滑轮:滑轮在使用时,它的轴固定不动。
第十一章功和机械能1、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W=FSF表示力,单位:牛( N )。
S表示距离,单位:米(m)W表示功,单位是牛米,叫作焦耳,简称焦,符号是J。
1J=1N·m2、功与做功所用的时间之比叫做功率,功率是表示做功快慢的物理量。
功率等于功与做功所用的时间之比。
P=W/tW表示功,单位是焦(J)。
t表示时间,单位是秒(s)P表示功率,单位是焦耳每秒,叫做瓦特,简称瓦,符号是W。
1W=1J/s。
功率的单位还有千瓦,符号kW1kW=103W3、物体由于运动而具有的能叫动能。
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
能量(能)的单位与功的单位相同。
E表示能量,单位是焦耳,简称焦,符号是J4、物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。
物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
5、物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
6、动能和势能统称为机械能。
7、机械能是守恒的(能量守恒):物体的动能和势能是可以相互转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和保持不变。
8、势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。
势能是一个相对量,选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
第十二章简单机械1、一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离L1阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离L2杠杆平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止(或匀速转动)时,称为杠杆平衡。
杠杆平衡的条件(阿基米德发现的杠杆原理)动力×动力臂 = 阻力×阻力臂F1L1=F2L2可变形为:F1/F2=L2/L12、定滑轮:滑轮在使用时,它的轴固定不动。
功与能的转换与守恒知识点总结在物理学中,功与能是两个重要的概念。
能量可以看作是物体所拥有的做功的能力,而功则是能量的转移或变化。
在物理学中,对功与能的转换与守恒有一系列的知识点需要理解和掌握。
本文将对功与能的转换与守恒的相关知识点进行总结。
一、功与能的定义功是描述物体或系统所做的力在力所作用距离上所做的工作量,它的大小等于力和力所作用距离的乘积。
能是一个物体具有的,使其能够做功的物理量。
功的计算公式为:W = F * d * cosθ其中,W表示功,F表示力的大小,d表示力的作用距离,θ表示力与位移方向之间的夹角。
二、功与能的转换1. 功转换为能量的过程当一个物体受到外力作用时,物体所做的功会转化为物体的动能或势能。
例如,当一个物体从一个高处自由下落时,重力对物体做功,将物体的势能转换为动能,使物体的速度逐渐增加。
在力学中有一个重要的定理,即动能定理,它描述了物体的动能与所受合外力所做的功之间的关系。
动能定理的数学表达式为:K = 1/2 * m * v^2其中,K表示物体的动能,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
2. 能量转换为功的过程当一个物体受到外力作用,使其速度发生变化时,物体的动能会转换为外力所做的功。
例如,当一个物体在水平面上滑行时,摩擦力对物体进行减速,将物体的动能转换为摩擦力所做的功。
三、功与能的守恒1. 动能守恒动能守恒是指在没有外力做功的情况下,一个系统的总动能保持不变。
即系统内部动能的转移或变化不影响系统的总动能。
2. 势能守恒势能守恒是指在没有非保守力做功的情况下,一个系统的总势能保持不变。
势能转换为动能时,系统的总势能减少,而动能转换为势能时,系统的总势能增加。
3. 机械能守恒机械能守恒是指在没有非保守力做功和能量转化为其他形式的情况下,一个系统的总机械能保持不变。
机械能是指动能和势能的总和。
四、实例分析1. 一个自由下落的物体当一个物体从静止状态下落时,重力对物体做功,将物体的势能转换为动能。
功 和 能功能关系,能量守恒功W =FScos α ,F:恒力(N ) S:位移(m ) α:F 、S 间的夹角 机械能守恒条件:只有重力(或弹簧弹力)做功,受其它力但不做功应用公式注意: ①选取零参考平面;②多个物体组成系统机械能守恒;③列方程:2221212121mgh mv mgh mv +=+或p k EE ∆-=∆ 摩擦力做功的特点:①摩擦力对某一物体来说,可做正功、负功或不做功; ②f 静做功⇒机械能转移,没有内能产生; ③Q =f 滑 ·Δs (Δs 为物体间相对距离) 动能定理:合力对物体做正功,物体的动能增加实用机械(发动机)在输出功率恒定起动时各物理量变化过程: 1、以恒定功率启动时:⇒-↓=↓⇒=↑⇒mf F a v P F v当F =f 时,a =0,v 达最大值v m →匀速直线运动 2、以恒定加速度启动时:在匀加速运动过程中,各物理量变化F 不变,m fF a -=不变↑⇒↑=↑⇒⇒Fv P v当,恒定P P a v P va F fm m m =≠⇒↑⇒↓⇒↓=-⇒0当F =f ,a =0,v m →匀速直线运动。
典 型 例 题【例题1】如图1所示,轻绳下悬挂一小球,在小球沿水平面作半径为R 的匀速圆周运动转过半圈的过程中,下列关于绳对小球做功情况的叙述中正确的是( )A. 绳对小球没有力的作用,所以绳对小球没做功;B. 绳对小球有拉力作用,但小球没发生位移,所以绳对小球没做功;图1C. 绳对小球有沿绳方向的拉力,小球在转过半圈的过程中的位移为水平方向的2R ,所以绳对小球做了功;D. 以上说法均不对. 【分析与解】从表面上看似乎选项C说得有道理,但事实上由于绳对小球的拉力是方向不断变化的变力,而变力做功与否的判断应该这样来进行:在小球转过半圆周的过程中任取一小段圆弧,经考察发现小球在通过这一小段圆弧时所受拉力方向与这一小段位移垂直,因此可以断定在小球通过每一小段圆弧时绳均不对小球做功,由此可知此例应选D.【例题2】把两个大小相同的实心铝球和实心铁球放在同一水平面上,它们的重力势能分别为1E 和2E .若把它们移至另一个较低的水平面上时,它们的重力势能减少量分别为1E ∆和2E ∆则必有( )A.1E <2EB.1E >2EC.1E ∆<2E ∆D.1E ∆>2E ∆【分析与解】如果重力势能的零势面比两球所处的水平面较低,则显然由于铁的密度较大,同体积的铁球质量较大而使1E <2E ;但如就取两球心所在的水平面为重力势能零势面,则又有1E =2E =0;当然若两球所在的水平面在重力势能的零势面下方,甚至可以有2E <1E <0.考虑到重力势能的“相对性”,选项A、B均不应选.但无论重力势能的零势面如何选取,在两球下降相同高度的过程中,质量较大的铁球所减少的重力势能都是较多的,所以此例应选择C.【例题3】如图10-2所示,质量分别为m 、m 2的小球A 、B 分别固定在长为L 的轻杆两端,轻杆可绕过中点的水平轴在竖直平面内无摩擦转动,当杆处于水平时静止释放,直至杆转到竖直位置的过程中,杆对小球A 所做的功为 .杆对小球B 所做的功为 . 【分析与解】在此过程中由于A 、B 构成的系统的机械能守恒,因此系统减少的重力势能应与系统增加的动能相等.即22)2(21212)2(2vm mv L m L mg +=+- 由此解得A 、B 两球转到杆处于竖直位置时的速度大小为gL v 31=而在此过程中A 、B 两球的机械能的增加量分别为mgL mv L mg E 3221221=+=∆ A B O图2mgL mv L mg E 322212222-=+-=∆ 所以,此过程中轻杆对A、B两小球所做的功分别为mgL E W 3211=∆= mgL E W 3222-=∆= 【例题4】放在光滑水平面上的长木板,右端用细线系在墙上,如图3所示,左端固定一个轻弹簧,质量为m 的小球,以某一初速度在光滑木板上表面向左运动,且压缩弹簧,当球的速度减小为初速的一半时,弹簧势能为E ,这时细线被拉断,为使木板获得的动能最大,木板的质量应等于多少?其最大动能为多少?【分析与解】先进行状态分析,当小球碰到弹簧后,小球将减速,当球的速度减小为初速的一半时,弹簧势能为E ,即表示:])2([212020v v m E -= 细线断后,小球继续减速,木板加速,且弹簧不断伸长,以整体来看,系统的机械能守恒,若小球的速度减小为0时,弹簧恰好变成原长状态,则全部的机械能就是木板的动能,此时木板获得的动能最大.系统所受的合外力为0,故动量守恒,Mv v m =021且222121mv Mv = 解得4m M =,E E km 34=.【例题5】一个竖直放置的光滑圆环,半径为R ,c 、e 、b 、d 分别是其水平直径和竖直直径的端点.圆环与一个光滑斜轨相接,如图4所示.一个小球从与d 点高度相等的a 点从斜轨上无初速下滑.试求:(1)过b 点时,对轨道的压力b N 多大? (2)小球能否过d 点,如能,在d 点对轨道压力d N 多大?如不能,小球于何处离开圆环?【分析与解】小球在运动的全过程中,始终只受图 3 图4重力G 和轨道的弹力N .其中,G 是恒力,而N 是大小和方向都可以变化的变力.但是,不论小球是在斜轨上下滑还是在圆环内侧滑动,每时每刻所受弹力方向都与即时速度方向垂直.因此,小球在运动的全过程中弹力不做功,只有重力做功,小球机械能守恒. 从小球到达圆环最低点b 开始,小球就做竖直平面圆周运动.小球做圆周运动所需的向心力总是指向环心O 点,此向心力由小球的重力与弹力提供.(1)因为小球从a 到b 机械能守恒b a E E =,所以221b a mv mgh = ①R h a 2= ②Rv m G N bb 2=- ③解①②③得 mg N b 5= (2)小球如能沿圆环内壁滑动到d 点,表明小球在d 点仍在做圆周运动,则Rv m G N dd 2=+,可见,G 是恒量,随着d v 的减小d N 减小;当d N 已经减小到零(表示小球刚能到达d )点,但球与环顶已是接触而无挤压,处于“若即若离”状态)时,小球的速度是能过d 点的最小速度.如小球速度低于这个速度就不可能沿圆环到达d 点.这就表明小球如能到达d 点,其机械能至少应是221d a d mv mgh E +=,但是小球在a 点出发的机械能仅有da a mgh mgh E ==<d E 因此小球不可能到达d 点. 又由于a c h h 21=,d a E E = 即221c c a mv mgh mgh +=因此,c v >0,小球从b 到c 点时仍有沿切线向上的速度,所以小球一定是在c 、d 之间的某点s 离开圆环的.设半径Os 与竖直方向夹α角,则由图可见,小球高度R h s )cos 1(α+=④ 根据机械能守恒定律,小球到达s 点的速度s v 应符合:221s s a mv mgh mgh += ⑤小球从s 点开始脱离圆环,所以圆环对小球已无弹力,仅由重力G 沿半径方向的分力提供向心力,即s h图5Rv m mg s2cos =α ⑥解④⑤⑥得 R h s 35=故小球经过圆环最低点b 时,对环的压力为mg 5.小球到达高度为35R的s 点开始脱离圆环,做斜上抛运动.【说明】 1.小球过竖直圆环最高点d 的最小速度称为“临界速度”0v .0v 的大小可以由重力全部提供向心力求得,即小球到达d 点,当d v >0v 时,小球能过d 点,且对环有压力;当d v =0v 时,小球刚能过d 点,且对环无压力;当d v <0v 时,小球到不了d 点就会离开圆环.2.小球从s 点开始做斜上抛运动,其最大高度低于d 点,这可证明.练 习1.关于摩擦力做功的下列说法中,正确的是( )A.滑动摩擦力只能做负功;B.滑动摩擦力也可能做正功;C.静摩擦力不可能做功;D.静摩擦力不可能做正功. 2.如图1所示,绳上系有A 、B 两小球,将绳拉直后静止释放,则在两球向下摆动过程中,下列做功情况的叙述,正确的是( )A.绳OA 对A 球做正功B.绳AB 对B 球不做功C.绳AB 对A 球做负功D.绳AB 对B 球做正功 3.正在粗糙水平面上滑动的物块,从1t 时刻到时刻2t 受到恒定的水平推力F 的作用,在这段时间内物块做直线运动,已知物块在1t 时刻的速度与2t 时刻的速度大小相等,则在此过程中( )A.物块可能做匀速直线运动B.物块的位移可能为零C.物块动量的变化一定为零D.F 一定对物块做正功 4.如图2所示,一磁铁在外力作用下由位置1沿直线 以速度v v 匀速运动到位置2,在这个过程中磁铁穿过了闭合金属线圈abcd ,此过程外力对磁铁做功为1W .若调节线圈上的滑动变阻器R 使阻值增大些,将磁铁仍从位置1沿直线 以速度v 匀速运动到位置2,此过程外力对磁铁做功为2W .则( )A.21W W =B.1W >2WC.1W <2WD.条件不足,无法比较A B图1图25.试在下列简化情况下从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式:物体为质点,作用力为恒力,运动轨迹为直线.要求写出每个符号以及所得结果中每项的意义.6.如图3所示,竖直平面内固定一个半径为R 的41光滑圆形轨道AB ,底端B 切线方向连接光滑水平面,C 处固定竖直档板,BC 间的水平距离为S ,质量为m 的物块从A 点由静止释放沿轨道滑动,设物块每次与档板碰后速度大小都是碰前的51,碰撞时间忽略不计,则: ⑴物块第二次与档板碰后沿圆形轨道上升的最大高度为多少?⑵物块第二次与档板碰撞到第四次与档板碰撞间隔的时间?7. 如图4所示,倾角为θ的斜面上,有一质量为m 的滑块距档板P 为0S 处以初速度0v 沿斜面上滑,滑块与斜面间动摩擦因数为μ,μ<θtan ,若滑块每次与档板碰撞时没有机械能损失,求滑块在整个运动过程中通过的总路程.8.一个质量m =0.2kg 的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A ,环的半径R =0.5m,弹簧的原长0l =0.50m,劲度系数为4.8N/m.如图5所示.若小球从图5中所示位置B 点由静止开始滑动到最低点C 时,弹簧的弹性势能p E =0.60J.求:(1)小球到C 点时的速度0v 的大小;(2)小球在C点对环的作用力.(g 取10m/s2)9.如图6所示,AB 和CD 为两个对称斜面,其上部足够长,下部分分别与一个光滑的圆弧面的两端相切,圆弧圆心角为120°,半径R =2.0m,一个质量为m =1kg的物体在离弧高度为h =3.0m处,以初速度4.0m/s沿斜面运动,若物体与两斜面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g =10m/s2,则(1)物体在斜面上(不包括圆弧部分)走过路程的最大值为多少?(2)试描述物体最终的运动情况.(3)物体对圆弧最低点的最大压力和最小压力分别为多少?10. 如图7所示,质量为M 的滑块B 套在光滑的水平杆上可自由滑动,质量为m 的小球A 用一长为L 的轻杆与B 上的O 点相连接,轻杆处于水平位置,可绕O 点在竖直平面内自由转动.(1)固定滑块B ,给小球A 一竖直向上的初速度,使轻杆绕O 点转过900,则小球初速度的最小值是多少?(2)若m M 2=,不固定滑块且给小球vP图4图5图6图7图3一竖直向上的初速度0v ,则当轻杆绕O 点转过900,A 球运动至最高点时,B 的速度多大?练习答案1.B2.C 、D3.D 4.B 5.(略)6.解:⑴物块在光滑轨道上滑动过程机械能守恒,第一次下滑到底端B 时的动能为mgRE k = ① 由于每次与档板碰后速度大小都是碰前的51,故每次与档板碰后动能都是碰前的251,物块经过两次与档板碰后动能为k E 2)251(,根据机械能守恒定律有 22)251(mgh E k = ② 由①、②得6252Rh = ③⑵物块第二次与档板碰后沿圆形轨道上升的最大高度625R 远小于R ,此后物块在圆形轨道上的运动都可看成简谐运动,周期gRT π2= ④ 第二次与档板碰后速度:gR v 22512=⑤ 则第二次与档板碰撞到第三次与档板碰撞间隔的时间为:gR gR S g R v S T t 22522121+=+=π ⑥ 第三次与档板碰后速度:gR v 212513=⑦ 则第三次与档板碰撞到第四次与档板碰撞间隔的时间为:gR gR S g R v S T t 212522132+=+=π ⑧ 因此第二次与档板碰撞到第四次与档板碰撞间隔的时间为:gRgR S g R t t t 2150221+=+=π ⑨ 7.解:由于滑动摩擦力θμcos mg f =<θsin mg所以物体最终必定停在P 点处,由功能关系有)21sin (0)cos (200mv mgS S mg +-=-θθμ总θμθcos 2sin 2020g gS v S +=总8.解:(1)由机械能守恒pc E mv mgR +=︒+221)60cos 1( 得:3=c v m/s(2)在最低点Rv m mg N l k c2=-+∆得:2.3=N N9.解:(1)物体在两斜面上来回运动时,克服摩擦力所做的功ma60cos S mg W f ⋅︒=μ物体从开始直到不再在斜面上运动的过程中20210mv W mgh f -=-解得38max =S m(2)物体最终是在B 、C 之间的圆弧上来回做变速圆周运动,且在B 、C 点时速度为零. (3)物体第一次通过圆弧最低点时,圆弧所受压力最大.由动能定理得221212160sin 60cos )]60cos 1([mv mv h mg R h mg -=︒⋅︒-︒-+μ由牛顿第二定律得 Rv m mg N 21max=- 解得 5.54max=N N . 物体最终在圆弧上运动时,圆弧所受压力最小.由动能定理得2221)60cos 1(mv mgR =︒- 由牛顿第二定律得Rv m mgN 22min =- 解得20min=N N .10.解:(1)小球A 在竖直方向速度为v 时运动到最高点速度刚好为零,由机械能守恒有mgL mv =221 解得:gL v 2=(2)当球A 运动到最高点速度为1v ,此时B 球速度为2v ,且mM 2= 水平方向动量守恒有021=-Mv mv 根据能量关系mgL Mv mv mv ++=222120212121 解得:)2(61202gL v v -=。
高中物理功和能知识点总结(详细)高中物理功和能知识点总结⒈功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s 间的夹角}⒉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)}⒊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}⒋电功:W=UIt(普适式){U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}⒌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)}⒍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}⒎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)⒏电功率:P=UI(普适式){U:电路电压(V),I:电路电流(A)}⒐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)}⒑纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt⒒动能:Ek=mv2/2{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}⒓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)}⒔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)}⒕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)} ⒖机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2⒗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=-ΔEP17.功能原理W动-W阻=ΔE(W不包括弹力、重力做功)注:⑴功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;⑵O0≤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);⑶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⑷重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);⑸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;⑹能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;__⑺弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。
1、如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
包含两个必要因素:一个是作用在物体上的力;另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。
W=FSF表示力,单位:牛( N )。
S表示距离,单位:米(m)W表示功,单位是牛米,叫作焦耳,简称焦,符号是J。
1J=1N·m2、功与做功所用的时间之比叫做功率,功率是表示做功快慢的物理量。
功率等于功与做功所用的时间之比。
{P=W/tW表示功,单位是焦(J)。
t表示时间,单位是秒(s)P表示功率,单位是焦耳每秒,叫做瓦特,简称瓦,符号是W。
1W=1J/s。
功率的单位还有千瓦,符号kW1kW=103W3、物体由于运动而具有的能叫动能。
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
能量(能)的单位与功的单位相同。
]E表示能量,单位是焦耳,简称焦,符号是J4、物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能叫做重力势能。
物体的质量越大,位置越高,它具有的重力势能就越大。
5、物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就越大。
6、动能和势能统称为机械能。
7、机械能是守恒的(能量守恒):物体的动能和势能是可以相互转化的,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总和保持不变。
8、势能是属于物体系共有的能量,通常说一个物体的势能,实际上是一种简略的说法。
势能是一个相对量,选择不同的势能零点,势能的数值一般是不同的。
重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
第十二章简单机械?1、一根硬棒,在力的作用下能绕着固定点O转动,这根硬棒就是杠杆。
动力臂:从支点O到动力F1作用线的距离L1阻力臂:从支点O到阻力F2作用线的距离L2杠杆平衡:当杠杆在动力和阻力的作用下静止(或匀速转动)时,称为杠杆平衡。
杠杆平衡的条件(阿基米德发现的杠杆原理)动力×动力臂= 阻力×阻力臂F1L1=F2L2可变形为:F1/F2=L2/L1$2、定滑轮:滑轮在使用时,它的轴固定不动。
《功和内能》知识清单一、功1、功的定义功是描述力对空间累积效应的物理量。
如果一个力作用在物体上,并且物体在这个力的方向上发生了位移,我们就说这个力对物体做了功。
2、功的计算功等于力与在力的方向上的位移的乘积。
公式为:W =Fs cosθ ,其中 W 表示功,F 是力的大小,s 是位移的大小,θ 是力与位移方向之间的夹角。
当θ = 0°时,cosθ = 1,W = Fs,力对物体做正功,此时力的方向与位移方向相同,力促进物体运动,能量从施力物体转移到受力物体。
当θ = 90°时,cosθ = 0,W = 0,力对物体不做功。
例如,物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,向心力不做功。
当 90°<θ ≤ 180°时,cosθ < 0,W < 0,力对物体做负功,也称为物体克服该力做功。
此时力的方向与位移方向相反,力阻碍物体运动,能量从受力物体转移到施力物体。
3、功的单位在国际单位制中,功的单位是焦耳(J),1 焦耳等于 1 牛顿的力使物体在力的方向上移动 1 米所做的功。
4、功的正负的意义功的正负反映了力对物体做功的效果。
正功表示力对物体的运动起到促进作用,负功表示力对物体的运动起到阻碍作用。
但需要注意的是,功的正负并不表示功的大小,功是标量。
二、内能1、内能的定义内能是指物体内部分子热运动的动能和分子势能的总和。
内能是一个与物体内部分子的状态有关的能量形式。
2、分子动能分子由于不停地做无规则运动而具有的能量叫做分子动能。
分子动能的大小与温度有关,温度越高,分子的热运动越剧烈,分子动能越大。
3、分子势能分子间由于存在相互作用力而具有的能量叫做分子势能。
分子势能的大小与分子间的距离有关。
当分子间距离处于平衡位置时,分子势能最小;当分子间距离增大或减小时,分子势能都会增大。
4、内能的影响因素物体的内能与物体的质量、温度、体积、状态等因素有关。
质量越大,分子数量越多,内能越大。
功和能知识点记忆
一、功
1.做功的两个必要条件:力和物体在力的方向上发生的位移。
2.公式:W =Fl cos α。
适用于恒力做功。
其中α为F 、l 方向间夹角,l 为物体对地的位移。
3.功的正负判断
4(1)恒力做功的计算公式W =Fl cos α,其中F 为恒力,l 是物体相对地面的位移,而不是相对于和它接触的物体的位移。
(2)变力做功的计算:①用动能定理W =ΔE k 计算。
②当变力做功的功率一定时,用功率和时间计算:W =Pt 。
③将变力做功转化为恒力做功。
(3)总功的计算:①先求物体所受的合外力,再求合外力的功;
②先分别求出每一个力做的功:W 1、W 2、W 3 ……,再把各个力的功求代数和,即:W 总= W 1+W 2+W 3+…;(此法用得最多)。
二、功率
1.功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值。
2.物理意义:功率表示做功的快慢,功率大则做功快,功率小则做功慢。
3.计算式
(1)P =W t
,P 为时间t 内的平均功率。
(2)P =Fv cos α
三、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能。
2.公式:E k =12mv 2。
3.单位:J,1 J =1 N·m =1 kg·m 2/s 2。
4.矢标性:动能是标量,只有正值。
5.动能的变化量:ΔE k =12mv 22-12
mv 12,是过程量。
四、动能定理(牢记并理解,能正确运用)
1.内容:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
2.表达式W =E k2-E k1。
3.物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度。
4.与动能的关系:(1)W >0,物体的动能增加。
(2)W <0,物体的动能减少。
(3)W =0,物体的动能不变。
5.适用条件
(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动。
(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功。
(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以不同时作用。
6、对动能定理的理解
(1).总功的计算
○1先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F 合,然后由W =F 合l cos α计算。
○
2由W =Flcos α计算各个力对物体做的功W 1、W 2、…、W n ,然后将各个外力所做
的功求代数和,即W 合=W 1+W 2+…+W n 。
(2).动能定理公式中等号的意义 ○
1数量关系:即合外力所做的功与物体动能的变化具有等量代换关系。
○
2单位相同,国际单位都是焦耳。
○
3因果关系:合外力的功是引起物体动能变化的原因。
7、(1)正确分析物体受力,要考虑物体受到的所有力,包括重力。
(2)要弄清各力做功情况,计算时应把已知功的正、负代入动能定理表达式。
(3)有些力在物体运动全过程中不是始终存在,导致物体的运动包括几个物理过程,物体运动状态、受力情况均发生变化,因而在考虑外力做功时,必须根据不同情况分别对待。
(4)在应用动能定理解决问题时,动能定理中的位移、速度各物理量都要选取同一个惯性参考系,一般都选地面为参考系。
(5)功和动能都是标量,动能定理表达式是一个标量式,不能在某一个方向上应用动能定理。
五、重力势能和弹性势能(熟读,知道)
1.重力势能
(1)定义:物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积。
(2)表达式:E p=mgh。
(3)矢标性:重力势能是标量,但有正负,其意义表示物体在参考平面上方或下方。
(4)重力势能的特点:
①系统性:重力势能是物体和地球所共有的。
②相对性:重力势能的大小与参考平面的选取有关,但重力势能的变化与参
考平面的选取无关。
(5)重力做功与重力势能变化的关系:W G=-ΔE p。
(6)重力做功的特点:重力做功仅与物体的始末位置的高度差有关,与物体通过的路径无关。
2.弹性势能
(1)定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,而具有的势能。
(2)大小:与形变量及劲度系数有关。
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系
弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加。
六、机械能守恒
1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能和势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
2.机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功。
3.对守恒条件的理解
(1)只受重力作用,例如在不考虑空气阻力的情况下的各种抛体运动,物体的机械
能守恒。
(2)受其他力,但其他力不做功,只有重力或弹力做功。
例如物体沿光滑的曲面下
滑,受重力、曲面的支持力的作用,但曲面的支持力不做功,物体的机械能守恒。
(1)对单个物体,从做功角度:若只有物体的重力做功,虽受其他力,但其他力不做功,该物体机械能守恒。
(2)对系统,从能量转化角度:若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,则该系统机械能守恒。
七、功能关系
1.内容
(1)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)做功的过程一定伴随有能量的转化,而且能量的转化必须通过做功来实现。
2.几种常见的功能关系表达式(牢记并理解,能正确运用)
(1)合外力做功等于物体动能的改变,即W合=E k2-E k1=ΔE k。
(动能定理)
(2)重力做功等于物体重力势能的减少,即W G=E p1-E P2=-ΔE p。
(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的减少,即W弹=E p1-E p2=-ΔE p。
(4)除了重力(和弹簧弹力)之外的其他力所做的总功,等于物体(系统)机械能的改变,即W其他力=E2-E1=ΔE。
(功能原理)
(5)电场力做功等于电荷电势能的减少,即W电=E p1-E p2=-ΔE p。
八、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。
2.表达式:ΔE减=ΔE增。
3.对定律的理解
(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。
这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路。