高中物理常见的各种能量及能量守恒定律
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律

高中物理常见的各种能量及能量守恒定律在我们的日常生活中,能量是无处不在的,它以各种形式存在并持续转化。
在物理学中,能量被视为一个物体或系统在一定时间内所能完成的功能,或者说是物体或系统状态的度量。
高中物理课程中,我们主要学习了几种常见的能量形式,并且了解到能量守恒定律的重要性。
我们要了解的是动能。
动能是物体由于运动而具有的能量,它的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
在公式中,K=1/2mv²,其中K代表动能,m是物体的质量,v是物体的速度。
我们讨论势能。
势能是物体由于其相对位置、状态等因素而具有的能量。
例如,重力势能是物体由于其高度和质量而具有的能量,弹性势能是物体由于其形状和弹性系数而具有的能量。
势能的公式因势能类型而异,但它们都与物体的质量和状态有关。
我们还要了解电磁能。
电磁能是由于电磁场的作用而产生的能量。
在电场中,电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量;在磁场中,洛伦兹力可以对带电粒子做功,从而产生电能。
我们要探讨的是内能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
对于理想气体,其内能只与温度有关;但对于复杂物质,内能还与物质的相变、化学反应等因素有关。
在学习了各种能量的形式之后,我们引入了能量守恒定律。
这个定律表明,在一个封闭系统中,总能量保持不变。
也就是说,能量不能被创造或消除,只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是自然界的普适规律,它帮助我们理解并预测物质和能量的行为。
高中物理中常见的各种能量及能量守恒定律是我们理解和解释世界的重要工具。
通过学习这些概念,我们可以更深入地理解自然界的规律和现象,从而更好地掌握物理学知识。
随着科学技术的不断发展,能量转换与守恒定律在日常生活和生产实践中发挥着越来越重要的作用。
高中物理作为学生认识自然界规律的重要学科,能量相关知识是其中不可或缺的重要组成部分。
本文将从高中物理能量相关的知识点、教学方法、实验设计等方面进行阐述,以期为提高高中物理能量教学的效果提供参考。
高一物理《能量守恒定律与能源》知识点总结

高一物理《能量守恒定律与能源》知识点总结一、能量的转化与守恒1.化学能:由于化学反应,物质的分子结构变化而产生的能量。
2.核能:由于核反应,物质的原子结构发生变化而产生的能量。
3.能量守恒定律:能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
●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E机械能1+E其它1=E机械能2+E其它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。
二、能源与社会1.可再生能源:可以长期提供或可以再生的能源。
2.不可再生能源:一旦消耗就很难再生的能源。
3.能源与环境:合理利用能源,减少环境污染,要节约能源、开发新能源。
三、开发新能源1.太阳能2.核能3.核能发电4、其它新能源:地热能、潮汐能、风能。
能源的分类和能量的转化能源品种繁多,按其来源可以分为三大类:一是来自地球以外的太阳能,除太阳的辐射能之外,煤炭、石油、天然气、水能、风能等都间接来自太阳能;第二类来自地球本身,如地热能,原子核能(核燃料铀、钍等存在于地球自然界);第三类则是由月球、太阳等天体对地球的引力而产生的能量,如潮汐能。
【一次能源】指在自然界现成存在,可以直接取得且不必改变其基本形态的能源,如煤炭、天然气、地热、水能等。
由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源产品,如电力、焦炭、汽油、柴油、煤气等属于二次能源。
【常规能源】也叫传统能源,就是指已经大规模生产和广泛利用的能源。
表2-1所统计的几种能源中如煤炭、石油、天然气、核能等都属一次性非再生的常规能源。
而水电则属于再生能源,如葛洲坝水电站和未来的三峡水电站,只要长江水不干涸,发电也就不会停止。
煤和石油天然气则不然,它们在地壳中是经千百万年形成的(按现在的采用速率,石油可用几十年,煤炭可用几百年),这些能源短期内不可能再生,因而人们对此有危机感是很自然的。
高中物理(机械能守恒定律、能量守恒定律、动能定理的区别)

⾼中物理(机械能守恒定律、能量守恒定律、动能定理的区别)专题⼀:机械能守恒定律、能量守恒定律、动能定理的综合应⽤⼀、基本知识点:1、机械能守恒定律:(1)概念:物体在只有重⼒和弹⼒做功的情况下,物体的动能与势能的总和不变。
(2)适⽤条件:只有重⼒和弹⼒做功(3)注意事项:a、这⾥的势能可以是重⼒势能,也可以是弹性势能;b、等式的两边,左边表⽰初始时刻的动能与势能之和,右边为末了时刻的动能与势能之和。
2、能量守恒定律:(1)概念:能量总和不变(2)表达式:(初始时刻各种能量之和)=(末了时刻各种能量之和)(3)注意事项:a、这⾥的各种形式的能包括动能、势能(重⼒势能、弹性势能、电势能)、内能(摩擦⼒产⽣、电流的热效应产⽣);b、根据热⼒学第⼆定律,功可以全部转化成热,热不可全部转化成功,热⼀般加在末了时刻⼀侧。
3、动能定理:(1)概念:外⼒做的功等于物体的末动能减掉物体的初动能(2)表达式:外⼒做功=末动能-初动能(3)注意事项:a、功有“正”、“负”之分,⼀定要注意⼒与位移的关系,同向为“正”,反向为“负”;b、等式右边是末动能减去初动能,不是初动能减去末动能,也不是初始时刻的能量减去末了时刻的能量。
⼆、典型习题讲解:如下图所⽰,光滑的半径R=10cm半圆形导轨BC与AB相切于点B,现有⼀质量为m=2kg的物体从A点出发,其恰好能够通过C 点,若AB=50cm,其动摩擦因数为µ=0.4,(g=10N/kg)求:(1)物体的最⼩初速度v0;(2)在B点,轨道对物体的⽀持⼒的⼤⼩;(3)物体通过C点后,落点D与B的距离。
【解析】:(1)过程分析:在AB段,物体做匀加速直线运动,只受到摩擦⼒的作⽤,故可以应⽤能量守恒定律(物体的初动能=物体的末动能+摩擦⼒做功)或者⽤动能定理(摩擦⼒做功=物体的末动能-物体的初动能);在BC段,物体做圆周运动,在这个过程中,只有重⼒做功,故可以应⽤机械能守恒定律(B点的动能+B点的势能=A点的动能+A点的势能);在AD段,物体只受到重⼒的作⽤,做平抛运动,可以将物体的运动分解成⽔平⽅向和竖直⽅向来进⾏求解。
高中物理能量守恒定律的公式总结

高中物理能量守恒定律的公式总结高中物理能量守恒定律的公式总结能量守恒定律是物理学中的基本定律之一,也是热力学和势能守恒的基础。
它表明,在一个封闭系统中,能量总量在任何过程中是不变的。
在高中物理学习中,学生需要掌握能量守恒定律的基本公式,并运用它们解决各种与能量转化有关的问题。
本文将总结高中物理学中能量守恒定律的公式。
1. 动能公式动能是物体运动所具有的能量,它的公式为:动能(E_k)= 1/2 * m * v^2其中,m 代表物体的质量,v 代表物体的速度。
根据动能的公式,我们可以计算出物体的动能,从而了解物体运动所具备的能量。
2. 重力势能公式在地球上,物体具有重力势能,它的公式为:重力势能(E_p)= m * g * h其中,m 代表物体的质量,g 代表重力加速度,h 代表物体相对于参考点的高度。
重力势能是物体垂直上升或下降时的能量变化。
3. 弹性势能公式当物体在弹性力作用下发生形变时,会具有弹性势能,它的公式为:弹性势能(E_p)= 1/2 * k * x^2其中,k 代表弹性系数,x 代表物体形变的位移。
弹性势能是由于物体形变所带来的能量变化。
4. 功和功率的公式功是一种能量转化的体现,它的公式为:功(W)= F * d * cosθ其中,F 代表力的大小,d 代表力的作用点的位移,并且cosθ 是力和位移的夹角的余弦值。
功可以将物体的能量转化为其他形式的能量。
功率是功的变化速率,它的公式为:功率(P)= W / t其中,P 代表功率,W 代表功,t 代表时间。
功率描述的是单位时间内的能量转化速率。
5. 总能量守恒公式能量守恒定律的核心公式是总能量守恒公式,它可以用来描述封闭系统中能量的守恒关系。
在一个封闭系统中,总能量守恒公式可以表示为:初始能量(E_i)+ 输入能量(E_in)= 最终能量(E_f)+ 输出能量(E_out)初始能量是指系统在开始过程时具有的能量,输入能量是指系统从外界吸收的能量,最终能量是指系统在结束过程时具有的能量,输出能量是指系统向外界释放的能量。
物理学三大守恒定律

物理学三大守恒定律物理学中的三大守恒定律是守恒定律中的重要定律,它们分别是能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律。
这些定律在物理学的研究中起着重要的作用,能够帮助我们理解和解释各种物理现象。
能量守恒定律是指在一个孤立系统中,能量的总量是不变的。
简单来说,能量既不能被创造也不能被毁灭,只能从一种形式转化为另一种形式。
例如,当一个物体从高处下落时,它的重力势能会逐渐转化为动能,当物体触地时,重力势能完全转化为动能。
这个过程中,能量的转化满足能量守恒定律,总能量不会发生变化。
能量守恒定律的应用非常广泛,从机械能到热能、电能等各种形式的能量转化都遵循这一定律。
动量守恒定律是指在一个孤立系统中,动量的总量是不变的。
动量是物体的质量乘以其速度,是物体运动的量度。
根据动量守恒定律,当一个物体受到外力作用时,它的动量会发生变化,但系统中所有物体的动量变化之和为零。
例如,当两个物体碰撞时,它们之间的相对速度发生变化,但两个物体的动量之和保持不变。
动量守恒定律在解释碰撞、运动等现象时起着重要的作用。
角动量守恒定律是指在一个孤立系统中,角动量的总量是不变的。
角动量是物体的质量、速度和旋转半径的乘积,是描述物体旋转运动的物理量。
根据角动量守恒定律,当一个物体受到外力作用时,它的角动量会发生变化,但系统中所有物体的角动量变化之和为零。
例如,当一个旋转着的物体收缩其半径,它的角动量会增加,但系统中其他物体的角动量会相应减少,使得总角动量保持不变。
角动量守恒定律在解释自转、行星运动等现象时发挥着重要的作用。
能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律是物理学中的三大守恒定律。
它们分别描述了能量、动量和角动量在一个孤立系统中的守恒规律。
这些定律不仅在物理学的理论研究中发挥着重要的作用,也在实际生活中有着广泛的应用,能够帮助我们更好地理解和解释各种物理现象。
因此,对于学习和掌握物理学知识的人来说,理解和应用这些守恒定律是非常重要的。
能量守恒高中物理

能量守恒高中物理
能量守恒是物理学中的一个基本原理,根据能量守恒定律,一个系统中的能量总量在封闭系统中是不变的。
换句话说,能量不能被创建或销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
在高中物理中,能量守恒通常以机械能守恒和热能守恒两种形式来讨论。
1. 机械能守恒:在不考虑摩擦和空气阻力的情况下,一个物体在自由落体、弹性碰撞等运动过程中,其机械能(由动能和势能组成)总量保持不变。
例如,当一个物体从一定高度自由落下时,其势能逐渐转化为动能,但总能量保持不变。
2. 热能守恒:热能是物质内部微观粒子的运动能量,根据热能守恒定律,一个封闭系统中的热能总量在没有能量输入或输出的情况下保持不变。
例如,当两个物体通过热传导或热辐射的方式接触时,热能会从温度高的物体流向温度低的物体,但总能量保持不变。
总而言之,能量守恒定律在高中物理中是一个非常重要的概念,可以用来解释和预测各种物理现象。
高中物理 第七章 第10节 能量守恒定律与能源(含解析)

能量守恒定律与能源一、能量守恒定律┄┄┄┄┄┄┄┄①1.建立能量守恒定律的两类重要事实(1)确认了永动机的不可能性。
(2)发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。
2.定律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,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
3.机械能守恒定律与能量守恒定律的关系机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特定背景下的一种特殊表现形式。
[说明]能量守恒定律的建立,是人类认识自然的一次重大飞跃。
它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一,而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。
①[填一填]指出下列现象中能量的转化或转移情况:(1)植物的光合作用;________________________________________________________________________(2)雨天时出现雷电;________________________________________________________________________(3)人在跑步时,身体发热;________________________________________________________________________(4)手摇发电机发电使灯泡发光;________________________________________________________________________(5)风吹动帆船前进。
________________________________________________________________________ 解析:(1)植物利用太阳光进行化学合成,是光能转化为化学能;(2)出现雷电时,发出震耳欲聋的响声、耀眼的强光并放出热量,是电能变为声波能、内能和光能;(3)人跑步时身体发热,是身体剧烈运动时,加速人体内新陈代谢的生理机能,是人体内储存的化学能转化为内能;(4)发电机的动能转化为电能,电能使灯泡发光,是机械能转化为电能,电能转化为灯丝的光能和内能;(5)空气的流动形成风,风具有机械能,帆船前进具有的仍是机械能,是风的机械能转移给帆船,是机械能的转移。
物理三大守恒定律公式

物理三大守恒定律公式物理学是一门研究自然界中各种现象的科学,它是自然科学中最基础、最根本的一门学科。
在物理学中,有三个重要的守恒定律,它们分别是能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律。
这三个守恒定律是物理学研究中的基础,也是我们理解自然界中各种现象的重要工具。
下面,我们将详细介绍这三大守恒定律公式。
一、能量守恒定律公式能量守恒定律是物理学中最基本的守恒定律之一,它表明在一个封闭系统中,能量总量保持不变。
这个定律可以用一个简单的公式来表示:E1 + Q = E2其中,E1是系统的初始能量,E2是系统的最终能量,Q是系统吸收或放出的热量。
这个公式的意义在于,系统中的能量总量不会因为内部的能量转化或热量的吸收或放出而改变。
这个定律可以应用于各种物理现象的研究,如机械能守恒、热力学过程、电磁能守恒等。
二、动量守恒定律公式动量守恒定律是物理学中另一个重要的守恒定律,它表明在一个封闭系统中,物体的总动量保持不变。
这个定律可以用一个简单的公式来表示:m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'其中,m1和m2分别是两个物体的质量,v1和v2是它们的初始速度,v1'和v2'是它们的最终速度。
这个公式的意义在于,系统中的物体总动量不会因为内部的碰撞或运动而改变。
这个定律可以应用于各种物理现象的研究,如弹性碰撞、非弹性碰撞、质点运动等。
三、角动量守恒定律公式角动量守恒定律是物理学中最后一个重要的守恒定律,它表明在一个封闭系统中,物体的总角动量保持不变。
这个定律可以用一个简单的公式来表示:L1 + L2 = L1' + L2'其中,L1和L2分别是两个物体的角动量,L1'和L2'是它们的最终角动量。
这个公式的意义在于,系统中的物体总角动量不会因为内部的转动或运动而改变。
这个定律可以应用于各种物理现象的研究,如刚体转动、自转、公转等。
总结物理学中的三大守恒定律——能量守恒定律、动量守恒定律和角动量守恒定律,是我们理解自然界中各种现象的重要工具。
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的标志—— Ek T 。
能
阻力、粘滞阻力等;② fs相对 Q ,
量。①W+Q=⊿U;②理想 转移到其他的物体,在转化或转移的 气体:体积 V↑,W<0;V↓, 过程中能量的总量保持不变。
能相互转化;传送带问题——内能、机械能相互转化。 弹性碰撞——“速度交换”模型;非弹性碰撞——子弹打木
分子势能:分子间的相互作用势能。①系统性: 分子势能属于物体内所有分子整体;②Ep— r 曲
(零势面)有关,正负表示大小。
②a.保守力做功与具体路径无关,而 内的摩擦力等;
做功的代数和为零。
弹性势能:弹簧由于弹性形变而具有的能量。 只与初末相对位置有关;b.弹簧弹力 b.轻绳弹力、轻杆弹力、光 ③守恒条件二:系统与外界没有能量 连接体问题:轻绳连接,轻杆(板)连接,光滑斜面、曲面连
①
Ep
统性——电势能属于相互作用的系统;相对性功与具体路径无关,而只
形式之间转化或只在系统内各个物体
间转移,即:W外 0 , E 0 ;
带电粒子在复合场中运动——电势能、重力势能、动能、内 能等的相互转化(洛仑兹力不做功)。
——数值与所选择的参考点(零电势点)有关, 与初末位置的电势差有关;b.电场力做功的正负与 q 和 UAB 的正负
功,等于系统机械能的增 E动 E重 E弹 E动 E重 E弹 量。①WG外 E机 ;
竖直平面内的圆周运动,单摆运动,带电小球、液滴在重力 场、磁场的复合场中的运动(洛仑兹力不做功)等。
②a“. 除重力之外其他的力” ②守恒条件一:WG外 0 ,两种情形: 弹簧问题:水平弹簧问题,竖直、光滑斜面弹簧问题——注
正负表示大小。
都有关。
b.外界对系统做功,或系统与外界有
能
电能:电源给电路提供的能量,或电路中消耗的 能量。
能量交换,则系统能量的增量,等于
电磁感应:安培力做负功,将机械能转化为电能: WF E电 ; 外界对系统做的功或外界向系统输入
直流电路,感应电路——电源输出功率,各部分消耗功率。 交流电路,变压器、电能的输送——注意有效值、决定关系;
其中 s 相对是物体间的相对运动路程; ③耗散力做功与物体间相对运动的具
W>0;吸热,Q>0;放热, Q<0;温度 T↑,U↑,⊿U>0;
① E1 E2
E3
E1
E
2
E3
块模型;完全非弹性碰撞——绳子绷紧问题、“速度相等” 类型——滑块冲上平板车、小球冲上圆弧小车、弹簧压缩最
线;③分子势能与物体的体积有关。
内
① Ek
1 mv 2 ;②温度是分子热运动平均动能 2
的代数和的绝对值,等于系统内能的 增量。①耗散力:滑动摩擦力、空气
做的功与物体吸收的热量 之和,等于物体内能的增
也不会凭空消失,它只能从一种形式 转化为其他的形式,或者从一个物体
粗糙水平面、斜面、曲面滑块模型,总路程问题,粗糙水平 面、斜面上的弹簧问题——内能、重力势能、弹性势能、动
电流做功:电流做功,将电能转化为其它形式的能量(如机械能、 的能量,即:W外 0 ,W外 E 。 动态电路问题——电源输出功率、各部分消耗功率。
内能、化学能等):W
UIt(
I 2 Rt
U2 R
t)
E电 或W
EIt
。
电动机带动传送带传送物体问题——电能、机械能和内能的 相互转化,以及连接体问题。
能
①Ep=mgh;②系统性——重力势能属于物体和地 球系统;相对性——数值与所选择的参考平面
应势能的减少量。① WF E p ;
包括所有除重力之外的系 统内力和系统外力,如系统
a.只有重力做功,其他力不做功; b.除重力之外其他力做功,但其他力
意弹簧的初态分析和整个过程中的重力势能变化,注意弹簧 问题与简谐运动综合的问题。
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律
编者:陈恩谱
能
量形式
功能关系
能量守恒
动能:物体因为运动所具有能量。
动能定理:力对物体所做的总功,等 功能原理:除了重力(弹簧 机械能守恒定律:除重力之外其他力 只有重力做功,动能和重力势能之和保持不变:自由落体运
机 械
① Ek
1 mv 2 ;②标量性——只有大小,没有 2
恒列方程时,建议使用 E1 E2 E3 E1 E2 E3 的原始形式。
体路径有关。
T↓,U↓,⊿U<0。
②a.外界对系统不做功,或系统与外 短拉伸最长、磁场导轨上一棒带动一棒等;爆炸模型等。
电势能:电荷之间的相互作用势能,或电荷在电 势能定理:电场力所做的功,等于电势能的减少量。
界无能量交换,能量只在系统内各种 带电粒子在电场中加速、偏转——电势能、动能相互转化;
电
场中由相对位置所决定的势能。①Ep=q ;②系
注意问题:①弹簧问题中要注意弹簧的初状态和重力势能;②连接体问题中要注意物体间的运动关联;③理想气体状态变化问题要判断“问题类型”——等温(⊿U=0)、等容(W=0)、等压、绝热(Q=0),然后综合
W+Q=⊿U 和 pV=nRT 分析讨论;④电路问题要注意分清纯电阻电路和非纯电阻电路,注意电功率、热功率公式的选择;⑤直流电路,感应电路,交流电路、电能输送问题必须画等效电路图、理清电路结构;⑥能量守 他
其
光子能量:
E h ,其中υ为光波的频率。光电效应: 1 mv 2 h W ,光子的发射与吸收: h 2
Em En 。核能:核反应过程(衰变、裂变、聚变等)中释放出来的能量, E mc 2 ,其中 m 是体系反应前
后静止质量的差值,释放出来的核能包括光子能量、生成粒子的动能等。LC 回路:电场能(电容)和磁场能(电感)的相互转化。其他能:引力势能、光能、电磁辐射能、化学能等。
正负;瞬时性—动能是状态量;相对性—— 一
般选地面为参考系。
重力势能:由物体与地球相对位置决定的能量。
于物体动能的增量。①W总 Ek ;
②a.要注意各功的正负;b.计算功和动 能要选择同一惯性参考系,如地面。 势能定理:保守力所做的功,等于对
弹力)之外其他的力所做的 做功为零,则系统的机械能守恒。① 动,平抛斜抛物体的运动,光滑斜面、曲面上物体的运动,
1 2
kx2
;②大小只与形变量绝对值有关。
的功用 F-x 图像求解,或用对位移的 平均力求解;
滑斜面弹力、静摩擦力只传 递机械能。
交换,系统内只涉及动能、重力势能、 接——轻绳弹力、轻杆弹力、光滑斜面弹力只传递机械能。 弹性势能的相互转化。
分子动能:分子做热运动所具有的动能。
耗散力做功与内能:一对耗散力做功 热力学第一定律:对物体所 能量守恒定律:能量既不会凭空产生, 理想气体状态变化问题——内能的变化