机械能守恒定律公式集
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机器能守恒定律公式
机械能守恒定律的公式:
1. 基本表达式。
- 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。
其表达式为E_k1+E_p1=E_k2+E_p2。
- 其中E_k1、E_k2分别表示初状态和末状态的动能,E_p1、E_p2分别表示初状态和末状态的势能(包括重力势能和弹性势能)。
- 动能E_k=(1)/(2)mv^2(m为物体质量,v为物体的速度)。
- 重力势能E_p=mgh(m为物体质量,g为重力加速度,h为物体相对参考平面的高度)。
- 对于弹性势能,如果弹簧的劲度系数为k,弹簧的形变量为x,弹性势能
E_p=(1)/(2)kx^2。
2. 另一种表达式。
- Δ E_k=-Δ E_p,即动能的增加量等于势能的减少量(或者动能的减少量等于势能的增加量)。
这种表达式在解决一些定性分析或者涉及能量变化量关系的问题时比较方便。
机械能守恒定律3种表达式_机械能量守恒定律公式汇总机械能守恒定律的概念在只有重力或弹力做功的物体系统内(或者不受其他外力的作用下),物体系统的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总能量保持不变。
这个规律叫做机械能守恒定律。
机械能守恒定律(lawofconservationofmechanicalenergy)是动力学中的基本定律,即任何物体系统。
如无外力做功,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变。
外力做功为零,表明没有从外界输入机械功;只有保守力做功,即只有动能和势能的转化,而无机械能转化为其他能,符合这两条件的机械能守恒对一切惯性参考系都成立。
这个定律的简化说法为:质点(或质点系)在势场中运动时,其动能和势能的和保持不变;或称物体在重力场中运动时动能和势能之和不变。
这一说法隐含可以忽略不计产生势力场的物体(如地球)的动能的变化。
这只能在一些特殊的惯性参考系如地球参考系中才成立。
如图所示,若不考虑一切阻力与能量损失,滚摆只受重力作用,在此理想情况下,重力势能与动能相互转化,而机械能不变,滚摆将不断上下运动。
机械能守恒定律守恒条件机械能守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。
【即忽略摩擦力造成的能量损失,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】,而且是系统内机械能守恒。
一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来。
从功能关系式中的WF外=△E机可知:更广义的机械能守恒条件应是系统外的力所做的功为零。
当系统不受外力或所受外力做功之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。
当只有动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转换时,机械能才守恒。
机械能守恒定律的三种表达式1.从能量守恒的角度选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。
2.从能量转化的角度系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统。
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。
机械能守恒定律知识点总结在物理学中,机械能守恒定律是一个非常重要的概念,它对于理解物体的运动和能量转化有着关键的作用。
首先,我们来明确一下什么是机械能。
机械能包括动能和势能,动能是由于物体运动而具有的能量,其大小与物体的质量和速度有关,公式为$E_k =\frac{1}{2}mv^2$,其中$m$是物体的质量,$v$是物体的速度。
势能则分为重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于被举高而具有的能量,与物体的质量、高度以及重力加速度有关,表达式为$E_p = mgh$,其中$h$是物体相对参考平面的高度。
弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量,与形变程度有关。
机械能守恒定律的内容是: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。
为什么会有机械能守恒定律呢?这是因为重力和弹力都是保守力。
保守力做功与路径无关,只与初末位置有关。
当只有保守力做功时,机械能不会因为其他因素而减少或增加,只会在动能和势能之间相互转化。
那么,如何判断一个系统是否机械能守恒呢?有以下几种常见的情况:1、物体只受到重力作用,比如自由落体运动。
2、物体受到重力和弹力的作用,但其他力不做功。
例如,一个物体在光滑的固定斜面上下滑,同时压缩一个弹簧。
3、物体受到多个力的作用,但除重力和弹力外,其他力做功的代数和为零。
接下来,我们通过一些具体的例子来更好地理解机械能守恒定律。
例一:一个物体从高处自由下落。
在下落过程中,它的高度逐渐降低,重力势能减小。
但速度越来越快,动能增大。
根据机械能守恒定律,重力势能的减少量等于动能的增加量。
例二:一个被压缩的弹簧将一个物体弹出。
在弹出的过程中,弹簧的弹性势能逐渐转化为物体的动能和重力势能。
整个过程机械能守恒。
在运用机械能守恒定律解题时,一般步骤如下:1、确定研究对象和研究过程。
2、分析受力情况,判断是否只有重力或弹力做功。
3、选择合适的初末状态,确定初末状态的机械能。
两球碰撞动量守恒和机械能守恒公式
在物理学中,我们常常需要分析物体之间的碰撞情况。
当两个物体碰撞时,它们的动量和机械能会发生变化。
但是,我们可以通过动量守恒和机械能守恒定律来描述这些变化。
动量守恒定律表明,在两个物体之间的碰撞中,它们的总动量保持不变。
换句话说,一个物体的动量的增加必然导致另一个物体动量的减少,这两者之和保持不变。
动量守恒定律可以用以下公式表示: m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'
其中,m1和m2分别是两个物体的质量,v1和v2是它们在碰撞前的速度,v1'和v2'是它们在碰撞后的速度。
机械能守恒定律则表明,在一个封闭系统内,机械能总量保持不变。
在两个物体之间的弹性碰撞中,机械能守恒定律可以用以下公式表示:
1/2m1v1 + 1/2m2v2 = 1/2m1v1' + 1/2m2v2'
其中,m1和m2分别是两个物体的质量,v1和v2是它们在碰撞前的速度,v1'和v2'是它们在碰撞后的速度。
需要注意的是,当两个物体之间的碰撞是非弹性的时,机械能守恒定律不再适用。
此时,只能使用动量守恒定律来描述碰撞的情况。
总之,动量守恒定律和机械能守恒定律是描述物体碰撞情况的重要公式,它们可以帮助我们更好地理解物理学中的碰撞问题。
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第五章机械能一、功:功等于力和物体沿力的方向的位移的乘积;1、计算公式:w=Fs;2、推论:w=Fscosθ, θ为力和位移间的夹角;3、功是标量,但有正、负之分,力和位移间的夹角为锐角时,力作正功,力与位移间的夹角是钝角时,力作负功;二、功率:是表示物体做功快慢的物理量;1、求平均功率:P=W/t;2、求瞬时功率:p=Fv,当v是平均速度时,可求平均功率;3、功、功率是标量;三、功和能间的关系:功是能的转换量度;做功的过程就是能量转换的过程,做了多少功,就有多少能发生了转化;四、动能定理:合外力做的功等于物体动能的变化。
1、数学表达式:w合=mv t2/2-mv02/22、适用范围:既可求恒力的功亦可求变力的功;3、应用动能定理解题的优点:只考虑物体的初、末态,不管其中间的运动过程;4、应用动能定理解题的步骤:(1)、对物体进行正确的受力分析,求出合外力及其做的功;(2)、确定物体的初态和末态,表示出初、末态的动能;(3)、应用动能定理建立方程、求解五、重力势能:物体的重力势能等于物体的重量和它的速度的乘积。
1、重力势能用E P来表示;2、重力势能的数学表达式: E P=mgh;3、重力势能是标量,其国际单位是焦耳;4、重力势能具有相对性:其大小和所选参考系有关;5、重力做功与重力势能间的关系(1)、物体被举高,重力做负功,重力势能增加;(2)、物体下落,重力做正功,重力势能减小;(3)、重力做的功只与物体初、末为置的高度有关,与物体运动的路径无关五、机械能守恒定律:在只有重力(或弹簧弹力做功)的情形下,物体的动能和势能(重力势能、弹簧的弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。
1、机械能守恒定律的适用条件:只有重力或弹簧弹力做功;例:2、机械能守恒定律的数学表达式:3、在只有重力或弹簧弹力做功时,物体的机械能处处相等;例:4、应用机械能守恒定律的解题思路(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,判断是否遵受机械能守恒定律;(3)、恰当选择参考平面,表示出初、末状态的机械能;(4)、应用机械能守恒定律,立方程、求解;中国最大的教育门户网站E度高考网。
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 94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、9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、=W+W+…+Wn 或W = F合Scos 98合外力的功的求法:方法1:先求出合外力,再利用WFI COS a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/s2)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 .物体在合外用下做直线运动的v 一t图象如图所示。
下述正确的是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(或物体)做功的快慢1概念:功跟完成功所用时间的比值,表示力2公式:P W(平均功率)P F cos (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VP 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P F (P为机车输出功率,F为机车牵引力,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 ?则maxP/ f 。