09-CH04-1.2.功和能
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高中物理功和能,动能定理一.能的概念 :如果一个物体能对外做功,我们就说物体具有能量。
(能是内在储存形式,功是外在表现形式。
)二.功和能的关系 : 功不会转变成能 , 但功是能转化的量度(力做了多少 J 的功,就有多少 J 的一种能转变为另一种能)三.动能 F1.定义:物体由于运动而具有的能。
2.定义式:Ek= mV 2/23.性质:标量,无方向,且总是正值。
四.动能定理291.内容:合外力做的功等于物体动能的变化。
2.表达式:W 合= F 合 s = Ekt - Ek0 = m V t2/ 2 - m V 02/ 23.推导:∵ Vt2-V02=2as a = (V t2-V 02)/2s而 F 合= ma = m (V t2-V 02) / 2s 即 F 合 s = m Vt2/ 2 - m V 02/ 24.条件及适用范围:无条件成立,但一般用于单个物体。
(对系统使用动能定理有时候会出现错误 )五.运用动能定理解题的注意事项1.要确定研究对象,明确它的运动过程。
2.分析物体在运动过程中的受力情况,明确各个力做功与否(包括重力),是正功还是负功。
3.明确开始和最后状态的动能。
4.若物体的运动过程中包括有几个不同的物理过程,可以分段考虑。
第四节重力势能一.重力势能1.概念:物体由于被举高而具有的能。
2.公式:EP = mgh3.性质:标量,无方向,但是有正负。
(正负和零势面的选取有关)4.重力势能有相对性。
(但重力势能的变化是绝对的)EP = mgh 式中 h 指物体重心到参考平面(零势面)的高度。
当物体在参考平面之上时,重力势能 EP 为正;当物体在参考平面之下时,重力势能 EP为负。
一般选地面或整个运动过程中的最低点为参考平面。
同一个物体在同一个地方若选不同的位置为零势面,重力势能的值可以是不同的。
但两个位置间的重力势能之差与参考面的选取无关。
5.重力势能是物体与地球组成的系统所共有的。
二.重力做功与重力势能变化间的关系1.重力做功的特点 : 重力做功与通过的路径无关 ,只和起终点间的高度差有关 .WG = mg△h2.重力势能的变化:△EP = mg(ht - h0)= mg△h例 21:质量为 m 的物体从离地面高 h1 处下降到 h2 处,求重力做的功和重力势能的变化?h1 由于物体下降,重力做正功 W G = mg△h = mg(h1-h2)是正值h2 而物体的重力势能是在减小△EP = mg(ht - h0)= mg(h2 - h1)是负值所以重力做的功与重力势能的变化只是数值相等,符号刚好相反。
初中物理功与能解析物理学中有两个基本概念,即功和能量。
功被定义为力在物体上所做的功率与位移的乘积,常用符号是W。
能量则是物体或系统在运动中所拥有的做功能力,常用符号是E。
理解和应用功与能的概念对于初中物理学习非常重要。
在本文中,我将对功与能的概念进行解析,并说明其在日常生活中的应用。
一、功的概念和计算公式功定义了力对于位移的作用。
当力F作用于一个物体,使其在线性方向上发生位移s时,力所做的功可以用公式W = F × s来计算。
功的单位是焦耳(J)或牛顿·米(Nm)。
例如,一个力为5牛顿的物体,沿着直线方向移动2米,则所做的功为W = 5 × 2 = 10J。
二、能的概念和种类能量是物体或系统所拥有的做工能力。
在物理学中,能分为多种形式,包括机械能、热能、电能、化学能等。
1. 机械能机械能是物体或系统在运动中所拥有的能量。
它包括动能和势能两种形式。
- 动能:动能是指物体由于其运动而具有的能量。
动能的大小与物体的质量和速度相关,可以用公式K.E. = 1/2mv²来计算,其中m为物体质量,v为物体速度。
动能的单位也是焦耳(J)。
- 势能:势能是指物体由于其位置而具有的能量。
常见的势能包括重力势能和弹性势能。
重力势能可以用公式P.E. = mgh来计算,其中m为物体质量,g为重力加速度,h为物体相对于参考点的高度。
弹性势能可以用公式P.E. = 1/2kx²来计算,其中k为弹簧常量,x为弹簧伸长或压缩的长度。
2. 热能热能是物体或系统内分子运动的能量。
热能的传递是由高温处向低温处通过热传导、热对流或热辐射的方式进行的。
热能的单位也是焦耳(J)。
3. 电能电能是由电荷所携带的能量。
电能主要在电路中以电流的形式进行传输。
电能的单位是焦耳(J)。
4. 化学能化学能是指物质在化学反应过程中所释放或吸收的能量。
当化学键形成或断裂时,会释放或吸收能量。
三、功与能的转化和守恒定律功和能之间存在着转化关系和守恒定律。
功和能一、教学目标1.在学习机械能守恒定律的基础上,研究有重力、弹簧弹力以外其它力做功的情况,学习处理这类问题的方法。
2.对功和能及其关系的理解和认识是本章教学的重点内容,本节教学是本章教学内容的总结。
通过本节教学使学生更加深入理解功和能的关系,明确物体机械能变化的规律,并能应用它处理有关问题。
3.通过本节教学,使学生能更加全面、深入认识功和能的关系,为学生今后能够运用功和能的观点分析热学、电学知识,为学生更好理解自然界中另一重要规律——能的转化和守恒定律打下基础。
二、重点、难点分析1.重点是使学生认识和理解物体机械能变化的规律,掌握应用这一规律解决问题的方法。
在此基础上,深入理解和认识功和能的关系。
2.本节教学实质是渗透功能原理的观点,在教学中不必出现功能原理的名称。
功能原理内容与动能定理的区别和联系是本节教学的难点,要解决这一难点问题,必须使学生对“功是能量转化的量度”的认识,从笼统、肤浅地了解深入到十分明确认识“某种形式能的变化,用什么力做功去量度”。
3.对功、能概念及其关系的认识和理解,不仅是本节、本章教学的重点和难点,也是中学物理教学的重点和难点之一。
通过本节教学应使学生认识到,在今后的学习中还将不断对上述问题作进一步的分析和认识。
三、教具投影仪、投影片等。
四、主要教学过程(一)引入新课结合复习机械能守恒定律引入新课。
提出问题:1.机械能守恒定律的内容及物体机械能守恒的条件各是什么?评价学生回答后,教师进一步提问引导学生思考。
2.如果有重力、弹簧弹力以外其它力对物体做功,物体的机械能如何变化?物体机械能的变化和哪些力做功有关呢?物体机械能变化的规律是什么呢?教师提出问题之后引起学生的注意,并不要求学生回答。
在此基础上教师明确指出:机械能守恒是有条件的。
大量现象表明,许多物体的机械能是不守恒的。
例如从车站开出的车辆、起飞或降落的飞机、打入木块的子弹等等。
分析上述物体机械能不守恒的原因:从车站开出的车辆机械能增加,是由于牵引力(重力、弹力以外的力)对车辆做正功;射入木块后子弹的机械能减少,是由于阻力对子弹做负功。
高一物理必修2 第二节功和能随着动力学的发展,人们逐渐形成了“功”和“能”的概念.伽利略(Galileo Galilei,1564—1642,意大利物理学家、天文学家)将力与路程的乘积称为“矩”;莱布尼茨(Gottfried Wilhelm leibniz,1646—1716,德国哲学家、自然科学家、数学家)把与重量和高度的乘积等值的运动作为基本量来考察运动的量度—“活力”(1696年指出是“活力”的量度).知识与方法关键要点方法技巧功的原理使用任何机械都不省功对比理解功能原理功是能量转化的量度概括归纳法1、功的原理:读教材P9第一、二段○理要点:使用机械时,人们所做的功,都等于不用机械而直接用手做的功,即使用任何机械都不省功。
进一步可表述为:使用任何机械时,动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功。
○思重点:“不省功”是功的原理的核心。
“不省功”有两层含义:其一是等于(理想机械);其二是大于,既费功(对非理想机械)。
费功是指使用机械,人们所做的功要大于不使用机械而直接用手所做的功。
多做的那一部分功,就是克服机械自重和摩擦力所做的功。
它对完成工作任务没有意义,所以我们把它叫做无用功或额外功。
○辨疑点:“使用任何机械时,动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”。
这一表述更具有普遍性。
“动力所做的功”和“使用机械,人们所做的功”相当;“机械克服阻力所做的功”包括克服所有阻力所做的功,即包括克服有用阻力所做的功(直接用手所做的功)及克服机械自重和摩擦所做的功。
○悟方法:对功的原理的正确理解,使我们认识到使用机械可省力或省距离而不可能省功的道理。
2、功是能量转化的量度:读教材P10第四段○理要点:做功的过程就是能量转化的过程,能量转化的过程伴随着力做功;力对物体做了多少功,就有多少能量进行了转化。
○思重点:对功能关系的理解,要掌握两层含义:一是做功的过程就是能量转化的过程,能量转化的过程就是做功的过程;二是做了多少功,就有多少能量发生了转化,也就是说可用做功的多少来量度能量转化的多少。
高考物理复习资料及知识点:功和能2013高考即将到来,为了让考生在考前做好充分的准备,高考频道为大家特别提供了大量的高考复习资料,各位考生可以密切关注。
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功和能(功是能量转化的量度)1.功:W=Fscosα(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: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)}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=-ΔEP20132013。