初中物理 功之机械能守恒定律
机械能守恒定律详解
机械能守恒定律详解机械能守恒定律是物理学中的基本定律之一，它描述了一个封闭系统中机械能的守恒性质。
在本文中，我们将详细解释机械能守恒定律的概念、含义和适用条件，帮助读者更好地理解和应用这一定律。
一、机械能的概念机械能是指物体在力的作用下所具有的能力，它包括了物体的动能和势能两个方面。
具体而言，动能是物体由于运动而具有的能力，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力，它与物体的质量、重力加速度以及位置的高度有关。
二、机械能守恒定律的表述机械能守恒定律的表述可以用如下方式表示：在一个封闭系统中，当没有外力做功或外力做功等于零时，系统的总机械能保持不变。
三、机械能守恒定律的含义机械能守恒定律的核心意义在于系统总机械能的守恒性质。
当一个封闭系统中没有外力做功或外力做功等于零时，系统的总机械能保持恒定。
这意味着系统内部动能和势能之间可以相互转化，但总的机械能值始终保持不变。
四、机械能守恒定律的适用条件机械能守恒定律适用于满足以下条件的物理系统：1. 封闭系统：机械能守恒定律只适用于封闭系统，即系统与外界没有能量交换。
2. 无外力做功或外力做功为零：当外力对系统没有做功或做功等于零时，机械能守恒定律成立。
3. 弹性碰撞、无耗散：机械能守恒定律常用于弹性碰撞情况，因为在弹性碰撞中没有能量的损失和转化。
五、机械能守恒定律的应用举例1. 自由落体运动：当物体自由下落时，只受到重力作用，重力做负功，而势能的减少等于动能的增加，也即机械能守恒。
2. 弹簧振子：弹簧振子是一个典型的机械能守恒的例子，当弹簧振子在运动过程中，弹性势能和动能之间不断进行相互转化，但总的机械能保持不变。
六、机械能守恒定律的应用意义机械能守恒定律在物理学中有着重要的应用意义。
首先，它帮助我们深入理解和解释了物体的运动规律，以及能量在物理系统中的转化和守恒。
其次，机械能守恒定律在解决实际问题时具有指导性的作用，例如在动力学、机械工程和天体物理等领域都离不开对机械能守恒定律的应用。
物理教案：初中《机械能守恒定律》的实验观察与分析
物理教案：初中《机械能守恒定律》的实验观察与分析实验目的与背景初中物理教学中，机械能守恒定律是重要的内容之一。
通过实验观察与分析，可以帮助学生深入理解机械能守恒定律。
本文以初中《机械能守恒定律》为主题，探讨了该实验的目的、背景、原理、步骤和结果分析。
一、实验目的通过本次实验，旨在让学生掌握以下几个方面的知识和能力：1. 理解机械能守恒定律的基本含义；2. 运用实验方法观察并验证机械能守恒定律；3. 学习利用数据进行结果分析，并对实验现象作出合理解释。
二、实验背景机械能守恒定律是指，在没有外力做功或存在不可逆过程时，系统总机械能保持不变。
该定律常被应用于解决涉及动力学问题和机械问题。
而这个实验将通过利用简单物体在竖直平面内运动来验证机械能守恒定律。
三、实验原理本次实验使用如下器材：一个光滑水平桌面、一个光滑的劈木、一段细绳、两个滑轮、一个激光门传感器和计算机。
实验原理如下：将光滑的劈木放置在桌面上，通过滑轮将一段细绳系在劈木上。
让劈木沿着竖直平面内靠墙斜面下滑，穿过一个固定位置的传感器，实时记录下时间数据。
将宽度较窄的一端放在高处，这样劈木就会因重力作用而向下运动，并且逐渐加速。
当劈木通过传感器时，激光门传感器会停止计时，并可以得到运动的总时间t。
四、实验步骤1. 在桌面上放置光滑的劈木，并使用两个滑轮将一根细绳系在其上方；2. 将保持位置固定的激光门传感器安装在竖直平面内，确保其能够准确测量通过有效范围内物体的时间；3. 将较窄一端放在高处，使得劈木开始向下运动；4. 记录劈木通过激光门传感器所需要的总时间t。
五、结果分析通过本次实验观察数据和进行分析后，我们可以得出以下几点结论：1. 劈木在向下运动过程中，总机械能保持不变。
即初始机械能等于最终机械能；2. 在实验过程中，如果我们忽略了摩擦力和空气阻力对劈木的影响，结果会更加接近理想情况；3. 由于实际条件的存在，我们观察到的劈木所经历的运动轨迹并非完全垂直。
机械能守恒定律ppt课件
−
1
2
2
由功能关系：弹 = − = −∆
联立得： − =
移向得： +
1
12
2
1
22
2
−
1
12
2
= 2 +
1
22
2
v1=0 v1=6m/s
压缩的弹簧
v2=0 v2=6m/s
弹簧恢复原来形状
结论：在只有弹簧弹力做功的小球和弹簧系统内，动能和弹性
注意:选用此式解题时,需选取零势能面。
(2) ΔEk增=ΔEp减 （或 ΔEp增=ΔEk减）
(3) ΔEA增=ΔEB减 （或ΔEB增=Δ物体只受重力或系统内弹力作用；
（2）物体除受重力或系统内弹力外,还受其他力,但其他力不做功；
（3）物体还受其他力,其他力做功，但其他力做功的代数和为0.
对小球，在下降过程中：
由动能定理：
− =
−
1
2
2
移向得：
ℎ1 +
1
12
2
= ℎ +
√
结论：
在只有重力做功时，动能和重力势能相互转化，而总的机械能
保持不变。
二、机械能守恒定律
情境二：只有弹簧弹力做功
对小球，在运动过程中：
由动能定理：弹 =
势能相互转化，而系统的总机械能保持不变。
二、机械能守恒定律
情境三：还有其他力做功
对小球，在下降过程中：
由动能定理：
ℎ1 − ℎ2 + 阻 =
1
22
2
1
− 12
2
机械能守恒定律的公式
机械能守恒定律的公式在物理学中，机械能是动能和势能的总和，可以用以下公式表示：机械能（Em）=动能（K）+势能（U）其中，动能（K）定义为一个物体由于运动而具有的能量。
动能与物体的质量（m）和速度（v）的平方成正比：动能（K)=1/2*m*v^2势能（U）定义为一个物体由于其位置而具有的能量。
势能的大小取决于物体的位置以及一些宏观物理量。
常见的势能形式包括重力势能和弹性势能等。
重力势能：当一个物体处于高处时，由于其重力而具有的势能。
重力势能与物体的质量（m）、重力加速度（g）和物体的高度（h）成正比：重力势能（Ug）=m*g*h弹性势能：当一个物体被压缩或拉伸时，由于其弹性而具有的势能。
弹性势能与弹性系数（k）和物体的位移（x）的平方成正比：弹性势能（Us）=1/2*k*x^2当一个系统不受外力做功时，机械能保持不变。
表示为：机械能初（Ei）=机械能末（Ef）机械能初指的是系统在一些时间点的初值，机械能末指的是系统在另一个时间点的末值。
根据机械能的定义和势能及动能的计算公式，可以将机械能守恒定律的公式推导为：1/2*m*v^2+m*g*h+1/2*k*x^2=常数这个常数的值取决于系统在不同时间点的机械能的初始值和末值。
但是，当一个系统处于自由落体或弹性碰撞等情况下，机械能守恒定律的公式可以更简化为：m*g*h初+1/2*m*v初^2=m*g*h末+1/2*m*v末^2其中，h初是系统在一些时间点的高度，v初是系统在该时间点的速度；h末是系统在另一个时间点的高度，v末是系统在该时间点的速度。
总结起来，机械能守恒定律的公式是用来描述一个系统在无外力做功的情况下，机械能保持不变的物理定律。
该公式由动能和势能的计算公式组成，可以通过这些公式计算出系统在不同时间点的机械能的初值和末值，进而验证机械能守恒定律。
在一些特殊情况下，该公式也可以进一步简化。
机械能守恒定律知识点总结
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。
机械能守恒定律基本知识点总结
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。
《科学验证：机械能守恒定律》 知识清单
《科学验证：机械能守恒定律》知识清单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。
接下来，让我们深入了解一下机械能守恒定律的相关知识。
一、机械能守恒定律的表述机械能守恒定律可以表述为：在一个只有重力或弹力做功的系统内，动能与势能相互转化，但机械能的总量保持不变。
即初态的机械能等于末态的机械能。
数学表达式为：E₁＝ E₂（E 表示机械能）或者：K₁＋ P₁＝ K₂＋ P₂（K 表示动能，P 表示势能）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。
重力做功对应重力势能与动能的转化。
例如，物体自由下落，重力做正功，重力势能减少，动能增加，但机械能总量不变。
弹力做功对应弹性势能与动能的转化。
比如，水平放置的弹簧将物体弹出，弹力做正功，弹性势能减少，动能增加，机械能守恒。
需要注意的是，如果有摩擦力或其他非保守力做功，机械能就不守恒。
因为非保守力做功会导致机械能与其他形式的能相互转化，机械能的总量会发生改变。
三、机械能守恒定律的验证实验1、自由落体实验（1）实验原理让一个重物从高处自由下落，测量下落过程中不同位置的速度和高度。
如果机械能守恒，那么重力势能的减少量应该等于动能的增加量。
（2）实验步骤①安装实验装置，将打点计时器固定在铁架台上，纸带穿过打点计时器，重物用夹子固定在纸带的一端。
②接通电源，松开夹子，让重物自由下落。
③取下纸带，选择点迹清晰的部分，每隔一定的点数选取一个计数点，并测量相邻计数点之间的距离。
④根据纸带计算各计数点的速度，然后计算重力势能的减少量和动能的增加量。
（3）数据处理及分析比较重力势能的减少量和动能的增加量，如果两者在误差允许的范围内相等，就验证了机械能守恒定律。
2、平抛运动实验（1）实验原理平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动。
在竖直方向上，重力做功，如果机械能守恒，那么重力势能的减少量应该等于动能的增加量。
初中物理第十一章功和机械能知识点复习
初中物理第十一章功和机械能知识点复习一、功的概念1.功的定义：当物体受力沿着其运动方向移动时，力对物体做功。
功是力和位移的乘积。
2.两个重要公式：- 功的计算公式：$W = F \cdot s \cdot \cos \theta$，其中W代表功，F代表力的大小，s代表位移的长度，$\theta$代表力和位移之间的夹角。
-功的单位：焦耳（J），1焦耳等于1牛顿乘以1米。
3.正负功：-正功：当力和物体的位移同向时，所做的功为正功。
例如：将书推进桌面或人行驶等。
-负功：当力和物体的位移反向时，所做的功为负功。
例如：将书拉离桌面或摩擦力做负功等。
二、功率的概念1.功率的定义：物体单位时间内做功的多少。
功率等于单位时间内的功除以时间。
2.两个重要公式：- 功率的计算公式：$P = \frac{W}{t}$，其中P代表功率，W代表做的功，t代表时间。
-功率的单位：瓦特（W），1瓦特等于每秒做1焦耳的功。
3.功率的物理意义：功率越大，表示单位时间内所做的功越多，工作效率越高。
三、机械能和能量守恒定律1.机械能的概念：物体的机械能等于其动能和势能之和。
物体的机械能是它在运动（动能）和位置（势能）中所具有的能量。
2.动能和势能：-动能：物体由于运动而具有的能量。
动能与物体的质量和速度有关，动能越大，速度越大，质量越大，动能越大。
-势能：物体由于位置而具有的能量。
根据物体所在的位置，势能可以分为重力势能、弹性势能和化学势能等。
3.能量守恒定律：封闭系统内的机械能总量在运动过程中保持不变。
-机械能守恒公式：$E_1=E_2$，即物体在一个过程中的初机械能等于它的末机械能。
-可以通过利用机械能守恒公式解决一些与机械能相关的问题，如小球自由落体、摆锤的运动等。
四、简单机械1.机械优势：通过利用机械的作用，使工作上的力和负载的关系发生改变，提高工作效率。
2.六种常见的简单机械：-杠杆：杠杆有三类，根据杠杆的支点位置不同，分为一类杠杆、二类杠杆和三类杠杆。
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2.过程与方法
通过实例分析，会判断各力是否做功以及 做功的正负
3.情感态度与价值观
在学习功的概念和求解功的数值的过程中， 培养科学严谨的态度
重点与难点 重点：功的概念及功的计算式
难点：判断各力做功的正负及
正负功的物理意义
教学过程
（复习回顾） 1、在初中我们已经学过功的初步知识，一个
物体受到力的作用，如果在力的方向上发 生一段位移，我们就说这个力对物体做了 功。请同学们举例说明力对物体做了功。
公式的适用条件：适用于恒力对物体做功
第七章 第二节 功
四、正功和负功
（一）对功的公式：W=FSCOSα的讨论
(1)当α=0时，COS α=1，W =F S 和我们在初中学过的
1、 功的公式相同。
(2)当α=π/2 时，COS α举例。
(3)当α<π/2时，COS α>0，W>0,这时我们就说力对物
第七章 第二节 功
② F方向与S的方向不在一条直线上
F2
F
α F1
S
功=力在位移方向的分力×位移
公式： W=F ·S ·cosα
功的单位：焦耳 （焦、J） 1 焦耳 = 1 牛顿·米
4.对功的公式：W=FSCOSα的理解
• F—力的大小 • L—在力的方向上通过的位移的大小
• a—力的方向和位移方向的夹角
FN F
f
α
s
G
第七章 第二节 功
解：重力和支持力不做功∵它们和位移的夹角为900
解：F所重做的力功为和：支Ｗ1持＝F力sc不osα做， 功∵它们和位移的夹角为900 F所做滑动的摩擦功力为f所：做的Ｗ功1为＝：ＷF2s＝cfoscsoαs1，800＝－fs
滑动各Ｗ摩个=Ｗ力擦1对+Ｗ物力2体=f(所所Ｆ做c做o功sα的的－代f功）数s和为为：： Ｗ2＝fscos1800＝－fs 各个根力据正对交分物解体法求所得做物体功所的受的代合数力 和为： Ｗ=ＦＷ=Ｆ1+coＷsα2－=f，(Ｆ合力co方s向α向－右，f）与位s移同向；
第七章 第二节 功
人教版 第七章 机械能守恒定律
第二节 功
0d58b4b8 溜达啦小说网 绿茵教父 武道丹尊 三界独尊 最近更新 网站地图
教学目标
1.知识与技能
（1）知道功的定义，理解做功的两个因素 （2）掌握功的计算式，明确各个物理量的意
义，知道功的单位 （3）知道功是标量，理解正功和负功的含义
论 体做正功。举例。
(4)当π/2 <α≤ π时，COS α<0，W <0
这时我
们就说力对物体做负功。举例。
第七章 第二节 功
２、理解与分析
①功的正负表示是动力对物体做功还是阻力对物 体做功
②功的正负既不表示方向也不表示大小，是借以 区别谁对谁做功的标志 ③一个力对物体做负功，往往说成物体克服这个 力做功。例如：一个力对物体做了－6J的功，可 以说成物体克服这个力做了6J的功。
F L
第七章 第二节 功
2、做功的两个必要因素：
（1）作用在物体上的力。
（2）物体在力的方向上通 过的位移。
这两个因素是严格的，缺 一不可 ！
手托着书静止 人推车未动
第七章 第二节 功
3、功的计算
功等于力和物体在力的方向上通过的位移的乘积。 ① F方向与S的方向在一条直线上
F S
功=力×位移
W=F·S
第七章 第二节 功
3.放在粗糙水平地面上的物 体，在10N的水平拉力作用下，以 6 m/s的速度匀速移动4s，则拉力 共做了 240J 功，摩擦阻力对物 体做了 -240J 的功.
第七章 第二节 功
5.重20N的铁球在离地面40m的高处 由静止开始下落，若空气阻力是球 重的 0.2倍，那么在铁球从开始下 落到着地的过程中，重力对小球做 的功 800J ，空气阻力对小球做的 功为 -160J ，小球克服空气阻力做 的功为 160J .
根据正交分解法求得物体所受的合力 Ｆ=Ｆcosα－f，合力方向向右，与位移同向；
合力所做合的力所功做为的功：为：ＷＷ＝＝ＦＦscsocs0o0＝s0（0Ｆ＝cos（α－Ｆf）csosα－f）s
第七章 第二节 功
求解物体在几个力的共同作用下发生 一段位移时，这几个力对物体所做的总功 可以用以下两种方法来求解。
人用拖把拖地时， 人对拖把的推力是否做 了功？
起重机在起吊货物时 人在拖地
第七章 第二节 功
列车在平直路面前进 手用力握着握力计时 ①列车的重力是否做功了？
地面对列车的支持力是否做功了？ ②手用力握着握力计时对握力计是否做功了?
第七章 第二节 功
功的概念引入
１、功的定义
一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生 了一段距离，这个力就对物体做了功。
第七章 第二节 功
A.在光滑的水平面上较多 B.在粗糙的水平面上较多 C.一样多 D.由小车运动所需的时间决定
第七章 第二节 功
2.质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀
速滑下，在通过位移L的过程中( B )
A.重力对物体做功mgL B.重力对物体做功mgLsin C.支持力对物体做功mgLcos D.摩擦力对物体做正功，数值为 mgLsin
第七章 第二节 功
一 １、做功了吗？
、 怎 样
马拉车在平直路 面上前进。
才 运动员在举起杠
算 铃的时候：①上
做 举的过程；②举
了 起后站着不动；
功
③举起后水平匀 速前进。
马拉着车前进 运动员正在举起杠铃
第七章 第二节 功
起重机提着货物静 止不动，拉力对货物是 否做功了？
如果起重机提着货 物水平运动，拉力是否 做功了？
(1) 分别求出每个力所做的功，然后求出所有功 的代数和。即： W总=W1+W2+……+Wn
(2) 先求出物体所受的合力，然后再求出合力的 功，即：W总=F合S cosα
第七章 第二节 功
1.在光滑的水平面和粗糙的水平面上各 放一质量不同的木块，在相同的拉力作 用下，通过相同的位移，拉力对木块做
的功( C )
第七章 第二节 功
3、辨认力的方向与位移方向的夹角
F
F
α
S
S
α
甲
答案：α
乙 答案：π- α
S
α
丙 F 答案： α
α
S
F 丁 答案：π- α
第七章 第二节 功
三、几个力做功的计算
例：如图，一个物体在拉力F的作用下，水平向右 移动位移为s，求各个力对物体做的功是多少；各 个力对物体所做功的代数和如何 ；物体所受的合 力是多少；合力所做的功是多少。