机械能守恒定律基本知识点总结
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机械能守恒定律知识点总结机械能守恒定律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(1)守恒观点:E k1+E p1=E k2+E p2(要选零势能参考平面).(2)转化观点:ΔE k=-ΔE p(不用选零势能参考平面).(3)转移观点:ΔEA增=ΔEB减(不用选零势能参考平面).3.机械能守恒的条件只有重力(或弹力)做功或虽有其他外力做功但其他力做功的代数和为零考点一机械能守恒的判断方法1.利用机械能的定义判断(直接判断):分析动能和势能的和是否变化.2.用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,或有其他力做功,但其他力做功的代数和为零,则机械能守恒.3.用能量转化来判断: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.(1)机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力为零;“只有重力做功”不等于“只受重力作用”.(2)分析机械能是否守恒时,必须明确要研究的系统.(3)只要涉及滑动摩擦力做功,机械能一定不守恒.对于一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等情况,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒.考点二机械能守恒定律及应用1.三种表达式的选择如果系统(除地球外)只有一个物体,用守恒观点列方程较方便;对于由两个或两个以上物体组成的系统,用转化或转移的观点列方程较简便.2.应用机械能守恒定律解题的一般步骤(2)分析受力情况和各力做功情况,确定是否符合机械能守恒条件.(3)确定初末状态的机械能或运动过程中物体机械能的转化情况.(4)选择合适的表达式列出方程,进行求解.(5)对计算结果进行必要的讨论和说明.3.(1)应用机械能守恒定律解题时,要正确选择系统和过程.(2)对于通过绳或杆连接的多个物体组成的系统,注意找物体间的速度关系和高度变化关系(3)链条、液柱类不能看做质点的物体,要按重心位置确定高度.。
机械能守恒知识点总结机械能守恒是物理学中的一个重要概念,它指的是在一个封闭系统内,当只有重力做功且没有非保守力做功时,机械能守恒。
机械能守恒定律对于解决力学问题起到了重要的作用。
本文将对机械能守恒的基本概念、应用及相关公式进行总结。
一、机械能的定义机械能指的是物体在运动过程中所具有的能量形式,包括动能和势能两个部分。
动能是物体由于运动而具有的能量,它与物体的质量和速度有关;势能是物体由于位置而具有的能量,它与物体的质量、重力加速度和高度有关。
二、机械能守恒定律在一个封闭系统内,当只有重力做功且没有非保守力做功时,机械能守恒。
这意味着系统的总机械能不会发生改变。
当物体从一个位置运动到另一个位置时,动能和势能之间可以相互转化,但它们的总和保持不变。
三、机械能守恒的应用1. 自由落体运动:在自由落体中,重力是唯一的做功力,且为保守力,因此机械能守恒。
在没有空气阻力的情况下,物体下落时势能减少,动能增加;上升时势能增加,动能减少。
2. 弹簧振子:弹簧振子是另一个常见的机械能守恒的例子。
当弹簧振子从最大位移处通过平衡位置时,势能最大,动能最小;当通过平衡位置时,势能最小,动能最大。
这个过程中,机械能始终保持不变。
3. 机械能守恒定律在机械工程中的应用:机械能守恒定律在工程领域有着广泛的应用。
例如,在液压系统中,液体通过压力做功,机械能守恒定律可以帮助我们分析液体的压力变化与流速变化之间的关系。
四、相关公式1. 动能的计算公式:动能(K)= 1/2 ×质量(m) ×速度的平方(v^2)2. 势能的计算公式:重力势能(PE)= 质量(m) ×重力加速度(g) ×高度(h)3. 机械能守恒的计算公式:动能(K)+ 势能(PE)= 常数五、实例分析以一个简单的带有弹簧的滑雪跳台为例,假设滑雪者从起跳台的最高点开始下滑。
该系统中只有重力和弹簧的弹力做功,忽略空气阻力和其他非保守力。
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。
机械能知识点总结一、机械能的定义机械能是指物体由于运动或位置而具有的能量。
机械能包括动能和势能两部分。
动能是物体由于运动而具有的能量,可表示为 ½mv²,其中 m 为物体的质量,v 为物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量,可表示为 mgh,其中 m 为物体的质量,g 为重力加速度,h 为物体的高度。
二、机械能守恒定律机械能守恒定律是指在没有非弹性碰撞和外力的情况下,系统的机械能保持不变。
即系统的动能和势能之和在运动过程中保持不变。
这个定律可以表示为 E = K + U = 常数,其中 E为系统的机械能,K 为系统的动能,U 为系统的势能。
三、动能1. 动能的计算动能是物体由于运动而具有的能量,可表示为 ½mv²,其中 m 为物体的质量,v 为物体的速度。
动能与物体的速度成正比,与物体的质量成二次方关系。
当速度为零时,动能也为零。
2. 动能的转化动能可以通过碰撞或运动的方式转化成其他形式的能量,例如热能、声能等。
反之,其他形式的能量也可以转化成动能。
3. 动能的单位国际单位制中,动能的单位为焦耳(J),1 焦耳等于 1 千克·米²/秒²。
四、势能1. 势能的计算势能是物体由于位置而具有的能量,可表示为 mgh,其中 m 为物体的质量,g 为重力加速度,h 为物体的高度。
势能与物体的质量和高度成正比,与重力加速度成一次方关系。
2. 势能的转化势能可以通过变换位置的方式转化成其他形式的能量,例如动能或热能。
反之,其他形式的能量也可以转化成势能。
3. 势能的单位国际单位制中,势能的单位为焦耳(J),1 焦耳等于 1 千克·米²/秒²。
五、机械能守恒定律机械能守恒定律是指在没有非弹性碰撞和外力的情况下,系统的机械能保持不变。
即系统的动能和势能之和在运动过程中保持不变。
这个定律可以表示为 E = K + U = 常数,其中 E为系统的机械能,K 为系统的动能,U 为系统的势能。
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。
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”。
功的正负表示能量传递的方向,即功是能量转化的量度。
当)2,0[πθ∈时,即力与位移成锐角,力做正功,功为正; 当2πθ=时,即力与位移垂直,力不做功,功为零; 当],2(ππθ∈时,即力与位移成钝角,力做负功,功为负;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 θ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max υ,则f P /m ax =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max υ,则f P /m ax =υ。
机械能守恒定律知识点总结一、机械能守恒定律的定义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,这就是机械能守恒定律。
二、机械能守恒的条件机械能守恒的条件是“只有重力或弹力做功”。
这包含以下三种情况:1、只受重力作用,比如自由落体运动。
2、受其他力,但其他力不做功。
3、除重力和弹力外,其他力做功的代数和为零。
需要注意的是,“只有重力或弹力做功”并不等同于“只受重力或弹力作用”。
比如,物体在光滑斜面上下滑时,受到重力、支持力和摩擦力,但支持力不做功,摩擦力做功为零,只有重力做功,机械能守恒。
三、机械能的组成机械能包括动能、重力势能和弹性势能。
1、动能:物体由于运动而具有的能,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。
动能与物体的质量和速度的平方成正比。
2、重力势能:物体由于被举高而具有的能,表达式为$E_{p}=mgh$,其中$m$是物体的质量,$g$是重力加速度,$h$是物体相对参考平面的高度。
重力势能与物体的质量、重力加速度以及相对高度有关。
3、弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能,其大小与形变程度和劲度系数有关。
四、机械能守恒定律的表达式1、守恒观点:初态机械能等于末态机械能,即$E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}$。
2、转化观点:动能的增加量等于势能的减少量,即$\Delta E_{k}=\Delta E_{p}$。
3、转移观点:系统内 A 部分机械能的增加量等于 B 部分机械能的减少量。
五、机械能守恒定律的应用步骤1、确定研究对象和研究过程。
2、分析研究对象在研究过程中的受力情况,判断机械能是否守恒。
3、选取合适的零势能面,确定初、末状态的机械能。
4、列方程求解。
六、常见的机械能守恒模型1、自由落体运动:物体只在重力作用下从静止开始下落,机械能守恒。
2、平抛运动:物体在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,只有重力做功,机械能守恒。
机械能守恒定律基础知识一、知识点综述:1. 在只有重力和弹簧的弹力做功的情形下,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. 对机械能守恒定律的明白得:〔1〕系统在初状态的总机械能等于末状态的总机械能.即 E 1 = E 2 或 1/2mv 12 + mgh 1= 1/2mv 22 + mgh 2〔2〕物体〔或系统〕减少的势能等于物体(或系统)增加的动能,反之亦然。
即 -ΔE P = ΔE K〔3〕假设系统内只有A 、B 两个物体,那么A 减少的机械能E A 等于B 增加的机械能ΔE B 即 -ΔE A = ΔE B 二、例题导航:例1、如图示,长为l 的轻质硬棒的底端和中点各固定一个质量为m 的小球,为使轻质硬棒能绕转轴O 转到最高点,那么底端小球在如图示位置应具有的最小速度v= 。
解:系统的机械能守恒,ΔE P +ΔE K =0因为小球转到最高点的最小速度能够为0 ,因此,例 2. 如下图,一固定的楔形木块,其斜面的倾角θ=30°,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮。
一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A 和B 连结,A 的质量为4m ,B 的质量为m ,开始时将B 按在地面上不动,然后放开手,让A 沿斜面下滑而B 上升。
物块A 与斜面间无摩擦。
设当A 沿斜面下滑S 距离后,细线突然断了。
求物块B 上升离地的最大高度H. 解:对系统由机械能守恒定律 4mgSsin θ – mgS = 1/2× 5 mv 2 ∴ v 2=2gS/5细线断后,B 做竖直上抛运动,由机械能守恒定律 mgH= mgS+1/2× mv 2 ∴ H = 1.2 S例 3. 如下图,半径为R 、圆心为O 的大圆环固定在竖直平面内,两个轻质小圆环套在大圆环上.一根轻质长绳穿过两个小圆环,它的两端都系上质量为m 的重物,忽略小圆环的大小。
〔1〕将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图).在 两个小圆环间绳子的中点C 处,挂上一个质量M = m 的重物,使两个小圆l m g l m g v m m v 22212122⋅+⋅=⎪⎭⎫⎝⎛+gl gl v 8.4524==∴2环间的绳子水平,然后无初速开释重物M .设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略,求重物M 下降的最大距离.〔2〕假设不挂重物M .小圆环能够在大圆环上自由移动,且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均能够忽略,问两个小圆环分别在哪些位置时,系统可处于平稳状态?解:(1)重物向下先做加速运动,后做减速运动,当重物速度 为零时,下降的距离最大.设下降的最大距离为h ,由机械能守恒定律得 解得 〔另解h=0舍去〕(2)系统处于平稳状态时,两小环的可能位置为 a . 两小环同时位于大圆环的底端. b .两小环同时位于大圆环的顶端.c .两小环一个位于大圆环的顶端,另一个位于大圆环的底端.d .除上述三种情形外,依照对称性可知,系统如能平稳,那么两小圆环的位置一定关于大圆环竖直对称轴对称.设平稳时,两小圆环在大圆环竖直对称轴两侧α角的位置上(如下图).关于重物,受绳子拉力与重力作用, 有T=mg关于小圆环,受到三个力的作用,水平绳的拉力T 、 竖直绳子的拉力T 、大圆环的支持力N.两绳子的拉力沿大圆环切向的分力大小相等,方向相反得α=α′, 而α+α′=90°,因此α=45 °例 4. 如图质量为m 1的物体A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m 2的物体B 相连,弹簧的劲度系数为k ,A 、B 都处于静止状态。
机械能守恒定律知识点总结机械能是指物体的动能和势能的总和,其中动能是物体由于运动而具有的能量,势能是物体由于位置和形状而具有的能量。
根据机械能的定义和守恒定律,可以得出以下几个知识点:1. 机械能的定义:机械能等于动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量,可以通过动能公式E_k = 1/2 mv^2计算,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
势能是物体由于位置和形状而具有的能量,常见的势能有重力势能、弹性势能等。
2.动能的转化:当物体在运动过程中受到外力作用时,动能可以转化为其他形式的能量。
例如,当物体受到摩擦力的阻碍时,动能会逐渐转化为热能,使得物体的速度减小。
3.势能的转化:在重力场中,物体的高度决定了其重力势能的大小。
当物体从高处落下时,其重力势能逐渐转化为动能。
同样地,当物体被抛起时,其动能逐渐转化为重力势能。
4.机械能守恒定律的条件:机械能守恒定律只在满足一定条件下成立。
首先,系统必须是孤立的,即没有外力对系统做功。
其次,系统中不能有能量损耗,例如摩擦力的损耗。
5.实际情况下的机械能守恒:在实际情况下,机械能守恒往往不成立,因为很难找到一个完全孤立且没有能量损耗的系统。
例如,在运动中,摩擦力会将机械能转化为热能,使物体的总能量减少。
6.应用:机械能守恒定律广泛应用于物理学和工程领域。
例如,利用机械能守恒定律可以计算出弹射物的最大射高、最远射程等问题。
同时,在机械能守恒的基础上,也可以进行动力学分析和设计。
7.机械能守恒原理的推导:机械能守恒定律可以通过能量守恒原理和功的定义推导得出。
根据能量守恒原理,一个孤立系统的总机械能不变。
根据功的定义,外力所做的功等于物体的动能的增加量。
由此可以推导出机械能守恒定律。
总之,机械能守恒定律是物体运动中能量转化和守恒的基本定律之一、通过理解和应用机械能守恒原理,可以解决许多与能量转化和运动相关的问题。
然而,在实际情况下,机械能守恒往往不成立,因此需要考虑其他能量转化和损耗的因素。
第七章机械能守恒定律【知识点】:1、功1、做功两个必要因素:力和力的方向上发生位移。
2、功的计算:W = FLCOS83、正功和负功:①当。
^a< H /2时,cosa>0, w>o,表示力对物体做正功。
②当a二刃/2时,cosa=0, w=0.表示力对物体不做功(力与位移方向垂直)。
③当n/2<a^n时,cosa<0. w<0>表示为对物体做负功。
4、求合力做功:1)先求出合力,然后求总功,表达式为W .Q二F R L COS O(为合力与位移方向的夹角)2)合力的功等于各分力所做功的代数和,即W总二W1+W2+W3+ ----------例题.如图1所示,用力拉一质量为m的物体,使它沿水平匀速移动距离s,若物体和地而间的摩擦因数为U,则此力对物体做的功为()A. u mgsB・ M mgs/ (cos a + u sin u )C・ P mgs/ (cos a - u sin o )D・ P mgscos a / (cos a + u sin a )二、功率w图1K定义式:P =—,所求出的功率是时间t内的平均功率。
t2、计算式:P = Fvcos<9,其中()是力与速度间的夹角。
用该公式时,要求F为恒力。
1)当V为瞬时速度时,对应的P为瞬时功率:2)当v为平均速度时,对应的P为平均功率3)若力和速度在一条直线上,上式可简化为P = Fv3.机车起动的两种理想模式1)以恒定功率启动逅加直线运动 2)以恒定加速度a 启动匀送 | K= N^aTl©〉 凸尸=Z^L 时, C = O » 至]就尢"“・=K "F G 速三、 亟力势能重力势能表达式:Ep=mgh重力做功:= E P] -E P2 = -A£P (重力做功与路径无关,只与物体的初末位置有关)四、 弹性势能弹性势能表达式:E P =kAl 2/2 (△/为弹簧的型变量)五、 动能定理(1)动能定理的数学表达式为: 勻速直 线运动(2)动能泄理应用要点①外力对物体所做的总功,既等于合外力做的功,也等于所有外力做功的代数和。
机械能及其守恒定律一、追寻守恒量相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能。
物体由于运动而具有的能量叫动能。
二、功1.概念:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就叫做力对物体做了功.2.做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上发生的位移.3.恒力对物体做功大小的计算式为: W =F l cos α,单位:J.1J=1N ·M其中F 应是恒力,α是F 和l 方向之间的夹角,l cos α即为在力的方向上发生的位移。
4.功有正负,但功是标量.(1)功的正、负的判断:若00≤α<900,则F 做正功; 若α=900,则F 不做功;若900<α≤1800,则F 做负功.(2)功的正负的意义:功是标量,所以功的正、负不表示方向.功的正、负也不表示大小。
功的正、负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功,或者说功的正、负表示是力对物体做了功,还是物体克服这个力做了功.功的正、负还表示能量转化的方向,如:重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增加,合外力做正功,物体动能增加,合外力做负功,物体动能减小.5.功的计算(1)恒力的功,直接利用W=Fl cos α来计算,变力的功可用动能定理或功能关系计算.(2)合外力的功:等于各个力对物体做功的代数和,即:W 合=W 1+ W 2+ W 3+……也可先求合力,再利用W=F 合l cos α求解。
三、功率1.概念:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率.功率是表示物体做功快慢的物理量.2.功率的定义式:tW P =,导出公式αcos Fv P =,其中α是F 与v 的夹角. 说明:①定义式求出的为平均功率,若功率一直不变,则为瞬时功率.②导出式中若v 为平均速度,则P 为平均功率;若v 为瞬时速度,则P 为瞬时功率,式中α为力F 与物体速度v 之间的夹角.3.功率是标量.4.功率的单位有W 、kW 、马力.其换算关系为:1kW=1000W,1马力=735W.1W=1J/s5.发动机名牌上的额定功率,指的是该机正常工作时的最大输出功率.实际功率是机器工作时实际的输出功率。
一、功的概念1、四种计算方法:(1)定义式计算:(2)平均功率计算:(3)动能定理计算:(4)功能关系计算:2、各种力做功的特点:(1)重力做功:(2)弹力做功:(3)摩擦力做功:(4)电场力:(5)洛伦兹力:(6)一对相互作用力做功:二、能量的概念1、重力势能:2、弹性势能:3、动能:4、机械能:5、内能:微观本质:物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
宏观表现:摩擦生热、热传递三、功能关系的本质:功是能量转化的量度(不同能量之间的转化通过做功实现)四、动能定理应用步骤:(1)选取研究对象,明确并分析运动过程.(2)分析受力及各力做功的情况,求出总功.受哪些力→各力是否做功→做正功还是负功→做多少功→确定求总功思路→求出总功(3)明确过程初、末状态的动能E k1及E k2.(4)列方程W=E k2-E k1,必要时注意分析题目潜在的条件,列辅助方程进行求解.五、机械能守恒定律应用步骤:(1)选取研究对象——物体或系统;(2)根据研究对象所经历的物理过程,进行受力、做功分析,判断机械能是否守恒;(3)恰当地选取参考平面,确定研究对象在过程初、末状态时的机械能;(4)选取适当的机械能守恒定律的方程形式(E k1+E p1=E k2+E p2、ΔE k=-ΔE p或ΔE A=-ΔE B)进行求解.六、能量守恒定律:七、功率1、平均功率:2、瞬时功率:3、机车启动两种方式以恒定功率启动以恒定加速度启动P-t图和v-t图OA段过程分析v↑⇒F=P(不变)v↓⇒a=F-F阻m↓a=F-F阻m不变⇒F不变⇒v↑P=F v↑直到P额=F v1运动性质加速度减小的加速直线运动匀加速直线运动,维持时间t0=v1aAB段过程分析F=F阻⇒a=0⇒F阻=Pv m v↑⇒F=P额v↓⇒a=F-F阻m↓运动性质以v m匀速直线运动加速度减小的加速运动BC段无F=F阻⇒a=0⇒以v m=P额F阻匀速运动。
机械能守恒定律基本知识点汇总机械能守恒定律是物理学中一个非常重要的定律,它描述了一个封闭系统中机械能的守恒性质。
机械能是指一个物体的动能和势能的总和。
根据机械能守恒定律,当一个物体在一个封闭系统内运动时,它的机械能始终保持不变。
下面是机械能守恒定律的基本知识点汇总。
1. 机械能的定义:机械能是指一个物体的动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量,通常用公式KE = 1/2mv^2表示,其中m是物体的质量,v是物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量,通常用公式PE = mgh表示,其中m是物体的质量,g是重力加速度,h是物体的高度。
2.机械能守恒定律的表达式:机械能守恒定律可以用公式E1=E2表示,其中E1是系统的初始机械能,E2是系统的末尾机械能。
根据这个定律,当一个物体从一个位置移动到另一个位置时,它的机械能保持不变。
3.能量转化:机械能守恒定律描述了机械能在封闭系统内的转化过程。
当一个物体在系统内运动时,它的动能和势能会相互转化。
例如,当一个物体从高处下落时,它的势能会逐渐减少,而动能会增加。
在系统完全封闭的情况下,势能的减少和动能的增加相互补偿,使得系统的机械能保持不变。
4. 弹性势能:弹性势能是机械能守恒定律中重要的一种势能形式。
当一个物体被弹性力压缩或拉伸时,它会具有弹性势能。
弹性势能通常用公式PE = 1/2kx^2表示,其中k是弹簧的弹性系数,x是物体相对于平衡位置的位移。
5.实例分析:机械能守恒定律可以应用于各种各样的物理问题。
例如,假设有一个滑块从高出地面h的位置滑下,滑到地面时的速度可以用机械能守恒定律来计算。
根据机械能守恒定律,滑块的初始势能等于末尾动能。
由于滑块在地面时势能为零,所以初始势能等于零,动能即为滑块末尾的动能。
根据动能的定义,可以得到滑块末尾的速度。
6.真实系统的限制:虽然机械能守恒定律在许多理想情况下是成立的,但在真实的系统中会受到各种因素的影响而不完全成立。
七章机械能守恒定律知识点小结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.例1:A、B叠放在光滑水平面上,ma=1kg,mb=2kg,B上作用一个3N的水平拉力后,AB一起前进了4m,如图4 所示.在这个过程中B对A做的功[]A.4 J B.12 JC.0 D.-4J(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)例2:关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是[]A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功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v m=P/f作匀速直线运动。
机械能守恒定律知识点精析
1.机械能
机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称.可表示为
E(机械能)=E k(动能)+E p(势能).
2.动能、势能的转化
动能和势能(包括重力势能和弹性势能)可以互相转化,转化中必伴随着做功过程.
动能和重力势能之间的转化,必须通过重力做功来实现;动能和弹性势能之间的转化,必须通过弹性力做功来实现.
当重力(或弹性力)对物体做功时,物体的重力势能(或弹性势能)减小,物体的动能增加;当物体克服重力(或弹性力)做功时,也就是重力(或弹性力)对物体做负功时,物体的动能减小,物体的重力势能(或弹性势能)增加.
3.机械能守恒定律
(1)内容:如果没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化时,机械能的总量保持不变.
(2)数学表达式:
E p1+E k1=E p2+E k2=恒量.
式中E p1、E k1是物体处于状态1时的势能和动能,E p2、E k2是物体处于状态2时的势能和动能.
(3)适用条件:机械能守恒的条件是“没有摩擦和介质阻力,物体只发生动能和势能的相互转化”.这两句话不能割裂,是互相补充的.或者也可以表示为“只有重力或弹性力作功”.如果物体还受其他力的作用,这些力必须满足对物体不做功或做功的代数和等于零的条件.
4.机械能守恒定律的应用步骤
(1)明确研究对象:根据具体问题,确定能满足机械能守恒条件的物体(系统)作为研究对象.
(2)选择始末状态:满足适用条件后,物体在运动过程中每个状态的机械能都相等(守恒).解题中,需要选择与已知条件、待求量相关的两个(或几个)状态,写出它们的机械能表达式.
(3)列出守恒方程:根据机械能守恒定律,建立始、末状态机械能之间的联系,然后求解.。
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。
机械能守恒定律知识点归纳一.功和功率1. 做功的两个必要条件是和2.计算功的公式是此公式的使用条件是公式中各符号的含义正负功的判定方法是功的正负是否代表方向功是矢量还是标量?是过程量还是状态量?多个力的总功如何计算?3.平均功率的计算公式为或4.瞬时功率的计算公式为5.根据汽车匀加速启动的v-t图像回答。
0-t1汽车做运动,牵引力加速度速度功率0-t2汽车做运动,牵引力加速度速度功率t2以后汽车做运动6.计算功的方法⑴按照定义求功即:W=Fscosθ。
这种方法只适用于。
⑵用动能定理W=ΔE k或功能关系求功,当F为变力时往往考虑用这种方法求功。
⑶利用功率求功:主要用于在发动机功率保持恒定的条件下,求牵引力做的功即:W=Pt.7.常见的两种不同力做功的特点①重力做功和0势能面无关,只与物体始末位置的高度差h有关:W=mgh,当末位置低于初位置时,W>0,即重力做正功;反之则重力做负功。
②滑动摩擦力(或空气阻力)做功与0势能面有关。
当某物体运动时,滑动摩擦力(或空气阻力)做功的绝对值等于摩擦力(或空气阻力)与路程的乘积。
二.重力势能与重力做功:1.重力做功与路径有无关系?2.重力势能:公式:E P=特点:(1)相对性;式中的h是物体的重心到的高度。
若物体在则重力势能为正值;若物体则重力势能为负值。
(2)系统性;重力势能是物体与系统所共有的。
3.重力做功与重力势能之间的关系式: 重力对物体做正功,重力势能 重力对物体做负功,重力势能三.动能和动能定理1.定义:_________________。
2.表达式: 。
3.动能定理:_________________。
4. 运用动能定理解题的基本方法: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。
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。
机械能守恒定律基本知识点总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:23 / 7一、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 θ4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”。
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。
例1. (09年上海卷)46.与普通自行车相比,电动自行车骑行更省力。
下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。
在额定输出功率不变的情况下,质量为60Kg 的人骑着此自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。
当此电动车达到最大速度时,牵引力为 N,当车速为2s/m 时,其加速度为 m/s 2(g=10m m/s 2)规格后轮驱动直流永磁铁电机 车型14电动自行车 额定输出功率 200W 整车质量40Kg 额定电压 48V 最大载重 120 Kg 额定电流 4.5A例2. (09年广东理科基础)9.物体在合外力作用下做直线运动的v 一t 图象如图所示。
下列表述正确的是A .在0—1s 内,合外力做正功B .在0—2s 内,合外力总是做负功C .在1—2s 内,合外力不做功D .在0—3s 内,合外力总是做正功二、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 / 74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。
例3.(09年四川卷)23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。
在起重机将质量m=5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上作匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s 2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做v m =1.02m/s 的匀速运动。
取g=10 m/s 2,不计额外功。
求:(1)起重机允许输出的最大功率。
(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
例3. (09年上海物理)20.(10分)质量为5⨯103 kg 的汽车在t =0时刻速度v 0=10m/s ,随后以P =6⨯104 W 的额定功率沿平直公路继续前进,经72s 达到最大速度,设汽车受恒定阻力,其大小为2.5⨯103N 。
求:(1)汽车的最大速度v m ;(2)汽车在72s 内经过的路程s 。
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 =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5 / 7能改变与参考面的选取无关。
4标量,但有正负。
重力势能为正,表示物体在参考面的上方;重力势能为负,表示物体在参考面的下方;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、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。
4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。
5应用动能定理解题步骤:6 / 7a 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。
例5. (09年全国卷Ⅱ)20. 以初速度v 0竖直向上抛出一质量为m 的小物体。
假定物块所受的空气阻力f 大小不变。
已知重力加速度为g ,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A .202(1)v f g mg+和0mg f v mg f -+ B .202(1)v f g mg +和0mg v mg f + C .2022(1)v f g mg +和0mg f v mg f -+ D .2022(1)v f g mg +和0mg v mg f + 六、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 =—ΔΕP ΔΕ1=—ΔΕ2。
3机械能守恒条件: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。
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。
例6:质量为m 的物体,从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h 米,以下判断正确的是: ( )A .物体的重力可能做负功B .物体的重力势能一定减少了3mgh/47 / 7 C .物体的重力势能增加了mghD .物体的机械能减少mgh/4例7.如图所示,弹簧下面挂一质量为m 的物体,物体在竖直方向上作振幅为A 的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长。
则物体在振动过程中( )A .物体在最低点时的弹力大小应为2mgB .弹簧的弹性势能和物体动能总和不变C .弹簧的最大弹性势能等于2mgAD .物体的最大动能应等于mgA 答案:AC例8. 如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R 。
一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。
要求物块能通过圆形轨道的最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg (g 为重力加速度)。
求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h 的取值范围。
例9.(2007年理综全国卷Ⅱ20)假定地球、月球都静止不动,用火箭从地球沿地月连线发射一探测器。
假定探测器在地球表面附近脱离火箭。
用W 表示探测器从脱离火箭处到月球的过程中克服地球引力做的功,用E k 表示探测器脱离火箭时的动能,若不计空气阻力,则( )A. E k 必须大于或等于W ,探测器才能到达月球B. E k 小于W ,探测器也可能到达月球C. E k =1/2 W ,探测器一定能到达月球D. E k = 1/2 W ,探测器一定不能到达月球 七、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。