高一物理功能原理
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高中物理知识点总结之功与能详解高中物理知识点总结之功与能详解高中物理知识点总结之功与能详解一提到物理,很多同学们都觉得它很枯燥,繁琐。
为了扩展大家的物理知识准备了这篇新编高中物理知识点总结之功与能详解以供参考。
功与能观点功W = Fs cosq (适用于恒力功的计算) ①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度W= P·t (p==Fv) 功率:P =(在t时间内力对物体做功的平均功率) P = Fv(F为牵引力,不是合外力;V为即时速度时,P为即时功率;V为平均速度时,P为平均功率; P一定时,F与V成正比)动能: EK=重力势能Ep= mgh (凡是势能与零势能面的选择有关)动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)。
公式: W合= W合=W1+ W2+…+Wn= DEk= Ek2一Ek1=机械能守恒定律:机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功).守恒条件:(功角度)只有重力,弹力做功;(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。
“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。
在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是“只有重力做功”。
列式形式:E1=E2(先要确定零势面) P减(或增)=E增(或减) EA减(或增)=EB增(或减)mgh1+或者 DEp减= DEk增除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能;滑动摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能(发热)这篇新编高中物理知识点总结之功与能详解就和大家分享到这里了,愿大家都能学好物理!2016年高考物理公式总结:力的合成与分解【编者按】2012届的高三学生已经迈入的紧张的复习之中,为了帮助广大的考生同学们更好的复习物理,特别整理了物理常用公式。
供广大考生参考复习!力的合成与分解1.同一直线上力的合成同向:F=F1+F2,反向:F=F1-F2 (F1>F2)2.互成角度力的合成:F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理) F1⊥F2时:F=(F12+F22)1/23.合力大小范围:F1-F2≤F≤F1+F24.力的正交分解:Fx=Fcosβ,Fy=Fs inβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)注:(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;(2)合力与分力的关系是等效替代关系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立;(3)除公式法外,也可用作图法求解,此时要选择标度,严格作图;(4)F1与F2的值一定时,F1与F2的夹角(α角)越大,合力越小;(5)同一直线上力的合成,可沿直线取正方向,用正负号表示力的方向,化简为代数运算。
归纳高中物理中主要的功能关系——《高中物理思维为方法集解》随笔系列山东平原一中魏德田(整理)能量的转化和守恒定律是物理学的基本定律,从功和能的角度分析物体的运动与相互作用规律是研究物理问题常用的一种方法,这种方法在力学、热学、电磁学、光学和原子物理学中都有广泛的应用,能熟练掌握这一方法,对提高运用所学知识解决物理综合问题有重要意义。
一、归纳高中物理中主要的功能关系1.外力对物体做功的代数和等于物体动能的增量,即(动能定理)。
2.重力(或弹簧弹力)对物体所做的功等于物体重力势能(或弹性势能)增量的负值。
3.电场力对电荷所做的功等于电荷电势能增量的负值,即W电=-△EP。
4.分子力做正功分子势能减少,克服分子力做功分子势能增加。
5.除重力(和弹簧弹力)以外的力对物体所做的功,等于物体机械能的增量,即为功能原理。
6.除重力(和弹簧弹力)以外的力对物体所做的功为零时,物体(或系统)机械能守恒。
7.一对滑动摩擦力所做功的代数和总是负值,因摩擦所产生的内能等于滑动摩擦力跟物体间相对路程的乘积。
8.在绝热系统中,外界对系统做功,系统的内能增加,系统对外界做功,系统内能减少,即W=△U。
9.在闭合电路中,非静电力做的功是其他形式的能转化为电能的量度,电场力做的功是电能转化为其他形式的能的量度。
10.安培力做功对应着电能与其它形式的能相互转化,即安培力做正功,对应着电能转化为其它能(如电动机模型);克服安培力做功,对应着其它能转化为电能(如发电机模型);且安培力做功的绝对值,等于电能转化的量值。
11.能量转化和守恒定律,对于所有参与相互作用的物体系统,其每一个物体的能量的数值及形式都可能发生变化,但系统内所有物体的各种形式能量的总和保持不变。
二、运用能量观点分析解决问题的基本思路1.选定研究对象(系统)。
2.弄清外界与研究对象(或系统)之间的做功情况。
3.分析系统内各种能量的变化情况,(是增还是减,变化量如何表达)。
专题 功、动能和势能和动能定理功:(单位:J )力学: ①W = Fs cos θ(适用于恒力功的计算)①理解正功、零功、负功②功是能量转化的量度动能: E K =m2p mv 2122=重力势能E p = mgh (凡是势能与零势能面的选择有关) ③动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)公式: W 合= W 合=W 1+ W 2+…+W n = ∆E k = E k2一E k1 = 12122212mV mV - ⑴W 合为外力所做功的代数和.(W 可以不同的性质力做功)⑵外力既可以有几个外力同时作用,也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用:⑶即为物体所受合外力的功。
④功是能量转化的量度(最易忽视)“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。
⑴重力的功-———--量度——-—-—重力势能的变化物体重力势能的增量由重力做的功来量度:W G = —ΔE P ,这就是势能定理。
与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功改变机械能,这就是机械能定理。
只有重力做功时系统的机械能守恒。
功能关系: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".练习:一、单项选择题1.关于功和能的下列说法正确的是 ( )A .功就是能B .做功的过程就是能量转化的过程C .功有正功、负功,所以功是矢量D .功是能量的量度2.一个运动物体它的速度是v 时,其动能为E.那么当这个物体的速度增加到3v 时,其动能应该是 ( )A .EB . 3EC . 6ED . 9E3.一个质量为m的物体,分别做下列运动,其动能在运动过程中一定发生变化的是:()A.匀速直线运动B.匀变速直线运动C.平抛运动D.匀速圆周运动4.对于动能定理表达式W=E K2—E K1的理解,正确的是:( ) A.物体具有动能是由于力对物体做了功B.力对物体做功是由于该物体具有动能C.力做功是由于物体的动能发生变化D.物体的动能发生变化是由于力对物体做了功5.某物体做变速直线运动,在t1时刻速率为v,在t2时刻速率为n v,则在t2时刻的动能是t1时刻的A、n倍B、n/2倍C、n2倍D、n2/4倍6.打桩机的重锤质量是250kg,把它提升到离地面15m高处,然后让它自由下落,当重锤刚要接触地面时其动能为(取g=10m/s2):()A.1。
0 引 言在物理学中,如何选择适当的参照系是非常重要的,在力学中通常选用惯性系,但有时也可选用非惯性系。
功能原理在惯性系中成立,在非惯性系中作适当处理后也成立,有时用它解题很方便。
本文就给出这样的例题。
关于非惯性系参照系中,在《理论力学》中只是研究动力学方程,缺少的是非惯性系中的功能原理。
本文经过推导得出质点系非惯性系的功能原理。
1 功能原理的研究1.1 质点系的动能定理质点系也是实际物体的一种理想模型,它可以当作有限个质点组成的一个系统。
设一个质点系有N 个质点组成,其中第i 个质点的质量为m i ,第j 个质点作用在m i 上的力(内力)为f ij ,这N 个质点以外的其他物体作用在m i 上的合力(外力)为f i ,则由牛顿运动定律()11Ni i i ij ij j dv m f f dt ==+-∑δ (1-1)式中i v 是i m 的速度,而10ij i ji j=⎧=⎨≠⎩, 当, 当δ (1-2)当i m 的位移为i dr 时,以i dr 点乘上式便得()()21211Ni i ij ij i i i j f dr f dr dm v =+-=∑ δ (1-3)将上式对所有的N 个质点求和,便得()21211111N N NN i i ij ij i i i i i j i f dr f dr d m v ====⎛⎫+-= ⎪⎝⎭∑∑∑∑ δ (1-4) 令1Niii dA f dr ==∑ 外, (1-5)()111N Nij ij i i j dA f dr ===-∑∑ 内δ, (1-6)分别代表外力和内力作的功,则(1-4)可写作:2121N i i i dA dA d m v =⎛⎫+= ⎪⎝⎭∑外内。
(1-7)这就是质点系的动能定理。
1.2质点系统的功能原理质点系的内力可以分为保守内力和非保守内力。
例如,质点系内各质点的万有引力是保守内力;质点间的摩擦力是非保守内力。
高一物理功知识点在高一物理的学习中,“功”是一个非常重要的概念。
理解功的相关知识,对于后续学习能量等内容有着至关重要的作用。
一、功的定义功是指力与在力的方向上发生的位移的乘积。
如果用 W 表示功,F 表示力,s 表示在力的方向上的位移,α 表示力与位移方向的夹角,那么功的表达式为:W =Fs cosα 。
这里要特别注意,只有当力和位移在同一直线上时,功才等于力与位移的乘积。
如果力和位移有夹角,就需要乘以力与位移方向夹角的余弦值。
二、正功和负功根据力与位移方向的夹角不同,功可以分为正功、负功和零功。
当0°≤α<90°时,cosα>0,W>0,力对物体做正功。
这意味着力的作用促进了物体的运动,使物体的能量增加。
比如,一个水平向右的力推动一个向右运动的物体,这个力就做正功。
当 90°<α≤180°时,cosα<0,W<0,力对物体做负功。
这时力的作用阻碍了物体的运动,物体的能量减少。
例如,一个水平向左的力阻碍一个向右运动的物体,这个力就做负功。
当α = 90°时,cosα = 0,W = 0,力对物体不做功。
比如,一个力竖直向上作用在水平运动的物体上,这个力就不做功。
三、总功的计算在一个物体的运动过程中,往往受到多个力的作用。
计算总功有两种方法:一种是分别计算各个力所做的功,然后将它们代数相加。
另一种是先求出合力,再用合力乘以位移求出总功。
四、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。
五、功与能量的关系功是能量转化的量度。
做功的过程必然伴随着能量的转化,做了多少功就有多少能量发生转化。
例如,一个物体在粗糙水平面上受到一个水平拉力的作用,拉力做功使物体的动能增加,同时摩擦力做功使物体的内能增加。
六、常见的做功情况1、重力做功重力做功只与物体的初末位置高度差有关,与路径无关。
表达式为WG = mgh,其中 m 是物体的质量,g 是重力加速度,h 是初末位置的高度差。
0 引 言在物理学中,如何选择适当的参照系是非常重要的,在力学中通常选用惯性系,但有时也可选用非惯性系。
功能原理在惯性系中成立,在非惯性系中作适当处理后也成立,有时用它解题很方便。
本文就给出这样的例题。
关于非惯性系参照系中,在《理论力学》中只是研究动力学方程,缺少的是非惯性系中的功能原理。
本文经过推导得出质点系非惯性系的功能原理。
1 功能原理的研究1.1 质点系的动能定理质点系也是实际物体的一种理想模型,它可以当作有限个质点组成的一个系统。
设一个质点系有N 个质点组成,其中第i 个质点的质量为m i ,第j 个质点作用在m i 上的力(内力)为f ij ,这N 个质点以外的其他物体作用在m i 上的合力(外力)为f i ,则由牛顿运动定律()11Ni i i ij ij j dv m f f dt ==+-∑δ (1-1)式中i v 是i m 的速度,而10ij i ji j=⎧=⎨≠⎩, 当, 当δ (1-2)当i m 的位移为i dr 时,以i dr 点乘上式便得()()21211Ni i ij ij i i i j f dr f dr dm v =+-=∑ δ (1-3)将上式对所有的N 个质点求和,便得()21211111N N NN i i ij ij i i i i i j i f dr f dr d m v ====⎛⎫+-= ⎪⎝⎭∑∑∑∑ δ (1-4) 令1Niii dA f dr ==∑ 外, (1-5)()111N Nij ij i i j dA f dr ===-∑∑ 内δ, (1-6)分别代表外力和内力作的功,则(1-4)可写作:2121N i i i dA dA d m v =⎛⎫+= ⎪⎝⎭∑外内。
(1-7)这就是质点系的动能定理。
1.2质点系统的功能原理质点系的内力可以分为保守内力和非保守内力。
例如,质点系内各质点的万有引力是保守内力;质点间的摩擦力是非保守内力。
高中物理功能关系知识点归纳高中物理功能关系知识点一、功能关系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.几种常见的功能关系二、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,在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.考点一功能关系的应用1.若涉及总功(合外力的功),用动能定理分析.2.若涉及重力势能的变化,用重力做功与重力势能变化的关系分析.3.若涉及弹性势能的变化,用弹力做功与弹性势能变化的关系分析.4.若涉及电势能的变化,用电场力做功与电势能变化的关系分析.5.若涉及机械能变化,用其他力(除重力和系统内弹力之外)做功与机械能变化的关系分析.6.若涉及摩擦生热,用滑动摩擦力做功与内能变化的关系分析.考点二摩擦力做功的特点及应用1.静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.(2)相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零.(3)静摩擦力做功时,只有机械能的相互转移,不会转化为内能.2.滑动摩擦力做功的特点(1)滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,还可以不做功.(2)相互间存在滑动摩擦力的系统内,一对滑动摩擦力做功将产生两种可能效果:①机械能全部转化为内能;②有一部分机械能在相互摩擦的物体间转移,另外一部分转化为内能.(3)摩擦生热的计算:为相互摩擦的两个物体间的相对路程.考点三能量守恒定律及应用列能量守恒定律方程的两条基本思路:1.某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,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.3.能量转化问题的解题思路(1)当涉及摩擦力做功,机械能不守恒时,一般应用能的转化和守恒定律.(2)解题时,首先确定初末状态,然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少,哪种形式的能量增加,求出减少的能量总和高中物理知识点有哪些运动的描述1.物体模型用质点,忽略形状和大小;地球公转当质点,地球自转要大小。
高中物理功能关系总结一、功和能是两个不同的物理量功和能是两个联系密切的物理量,但功和能又有着本质的区别。
功是力在位移上的累积效果,力与力在位移方向上发生一段位移是做功的两个必要因素。
功是反映物体在相互作用过程中能量变化多少的物理量,与具体的能量变化过程相联系,是一个过程量。
能是用来反映物体具有做功本领的物理量,一个物体能够对外做功,这个物体就具有能。
如运动的物体具有动能,被举高的物体具有重力势能,发生形变的弹簧具有弹性势能。
物体处于一定的状态就对应一定的能量,是一个状态量。
因此,功反映能量变化的多少,而不反映能量的多少。
二、做功的过程就是能量转化的过程不同形式能之间的转化只有通过做功才能实现。
做功的过程必然伴随着能量转化的过程,能量转化的过程中必然存在做功的过程,这两个过程形影相随、不可分离。
不存在有能量转化却没有做功的过程。
同样,也不存在有做功却没有能量转化的过程。
如:举重运动员把重物举起来对重物做了功,重物的重力势能增加,同时运动员消耗了体内的化学能。
被压缩的弹簧放开时把一个小球弹出去对小球做了功,小球的动能增加,同时,弹簧的弹性势能减少。
列车在机车的牵引下加速运动,机车对列车做了功,列车的机械能增加,同时,机车的热机消耗了内能。
起重机提升重物,起重机对重物做了功,重物的机械能增加,同时,起重机的电动机消耗了电能。
可见,做功和能量转化是一个过程,所以做功的过程就是能量转化的过程。
例1、一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平的天花板上,如图1所示,今在绳索的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直。
在此过程中绳索A、B的重心位置将:A. 逐渐升高B. 逐渐降低C. 先降低后升高D. 始终不变图1解析:做功的过程就是能量转化的过程,拉力做功的过程中伴随着能量的转化。
拉力做功消耗了拉者的化学能使绳索的重力势能增加,所以绳索的重心将升高。
三、做功的数值就是能量转化的数量物体做了多少功就有多少能量发生转化,做功与能量转化在数值上严格相等,所以,功是能量转化的量度。
高一物理必修二功能关系
在高一物理必修二中,功能关系可以总结为以下几点:
1、力学中的功能关系:
动能定理:合外力的功等于物体动能的增量,即W_{合} = \Delta E_k 。
势能定理:重力或弹力做的功等于重力或弹性势能的增量,即W_G = - \Delta E_p 。
动能定理和势能定理的综合运用:当物体同时受到重力和弹力作用时,有W_{合} = \Delta E_k - W_G - W_K 。
2、热学中的功能关系:
热力学第一定律:能量守恒定律在热学中的表现,即能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总的能量保持不变。
热力学第二定律:热量不能自发地从低温物体转移到高温物体,即热量转换的方向只能是从高温到低温。
3、电磁学中的功能关系:
电磁感应定律:当导体切割磁感应线时,产生的感应电动势等于磁通量的变化率,即E = \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} 。
高中物理八大功能关系总结1. 物理量和物理公式关系:物理量是用来描述物理现象的量化指标,而物理公式则是表示物理量之间的关系。
通过使用物理公式,我们能够解释和预测物理现象。
2. 物理量之间的关系:许多物理量之间存在着相互关联的关系。
速度是位移与时间的比值,力是质量与加速度的乘积。
通过理解这些关系,我们能够更好地理解物理现象。
3. 物理规律和物理实验关系:物理规律是通过实验和观察得到的经验总结,它们描述了自然界中的物理现象。
物理实验是验证物理规律的重要方法,通过实验可以验证或者推翻已有的理论。
4. 物理量和图像关系:物理量可以通过图像来表示,位移可以用位移-时间图像表示,速度可以用速度-时间图像表示。
通过图像,我们能够更直观地理解物理量的变化规律。
5. 物理量和数学关系:物理学与数学密切相关,许多物理规律可以用数学语言来描述。
牛顿第二定律可以用F=ma的数学表达式表示。
通过数学的工具和方法,我们能够更好地分析和解决物理问题。
6. 物理量和时间关系:许多物理量的变化与时间密切相关。
加速度表示单位时间内速度的增加量。
通过研究物理量随时间的变化规律,我们能够了解物理现象的演化过程。
7. 物理量和空间关系:许多物理量的变化与空间位置有关。
重力加速度的大小与位置有关。
通过研究物理量在空间中的分布和变化,我们能够理解物理现象在不同位置的特点。
8. 物理量和能量关系:能量是物理量之一,它描述了系统做功的能力。
物理学中有许多与能量相关的定律和公式,例如能量守恒定律和功的计算公式。
通过研究物理量和能量之间的关系,我们能够了解能量在物理系统中的转化和传递过程。
高一物理功知识点在物理学中,功是指对物体施加力以使其移动的量。
在这个过程中,力对物体进行的作用与物体的移动方向有关,而功指的是力在物体移动方向上所做的功。
因此,可以通过力和物体移动的距离来计算功。
下面将介绍高一物理中的功知识点。
1. 功的定义在高一物理学习中,功是指作用于物体上的力将物体沿着力的方向移动的过程中所做的功。
如果一个物体沿着力的方向移动了一定的距离,那么它所受到的力向它做功。
2. 功的单位国际单位制中,功的单位是焦耳(J),即1焦耳等于力的单位牛顿(N)与位移的单位米(m)乘积。
常见的功单位还有千焦(KJ)和千卡(Kcal)。
3. 功的计算与公式在物理学中,功可以通过力和物体移动的距离来计算。
以一个人抬起一桶水的例子来说,如果他将一桶水从一楼抬到二楼,那么他所做的功可以通过以下公式计算:功=力×位移×cosθ在这个例子中,力是人所承受的重力,位移是人抬起水桶的高度,cosθ是力和位移的夹角,通常为零。
4. 功的正负在物理学中,功可以是正的、负的或零。
正的功是指力和物体移动方向相同,负的功是指力和物体移动方向相反,而零的功则是指力和物体的移动方向垂直或力的大小为零。
5. 功的特性在物理学中,力和物体的移动方向决定了所做的功。
例如,如果一个人在水平方向上将一桶水从一边移动到另一边,那么他所做的功为零。
另一个例子是,如果一个人将一桶水从地面上推到另一个人的手中,那么他所做的功是正的,因为力和物体的移动方向相同。
6. 功和机械能在物理学中,功和机械能有着密切的联系。
机械能是指物体的动能和势能之和。
当物体移动时,力所做的功会使物体的动能和势能发生变化。
例如,当一个物体从地面上抛出,势能逐渐转化为动能,直到物体抵达最高点,势能为零,动能最大化。
7. 功的应用在现实生活中,功可以应用于日常活动、机械工程和以及物体的动态研究等领域。
例如,我们可以通过功的概念来计算汽车引擎的动力输出,了解人力搬运物体时所需的能量,以及计算各类运动的能量损失等。