物理机械能守恒定律知识点总结学习资料

合集下载

机械能守恒定律笔记重点

机械能守恒定律笔记重点

机械能守恒定律笔记重点一、机械能的概念1. 动能- 定义:物体由于运动而具有的能,表达式为E_{k}=(1)/(2)mv^2,其中m是物体的质量,v是物体的速度。

- 动能是标量,且恒为正值。

2. 重力势能- 定义: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是物体相对于参考平面的高度。

- 重力势能是标量,但有正负之分。

参考平面上方的物体重力势能为正,参考平面下方的物体重力势能为负。

3. 弹性势能- 定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的能。

对于弹簧,其弹性势能表达式为E_{p}=(1)/(2)kx^2(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。

- 弹性势能也是标量,且恒为正值。

- 机械能:动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,表达式为E = E_{k}+E_{p}(这里E_{p}包括重力势能和弹性势能)。

二、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- E_{1}=E_{2},即初状态的机械能等于末状态的机械能。

- Δ E_{k}=-Δ E_{p},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)。

3. 条件- 对单个物体:只有重力做功(如自由落体运动、平抛运动等)。

- 对多个物体组成的系统:- 只有重力或弹力做功。

例如,一个弹簧和一个物体组成的系统,在只有弹簧弹力做功时,系统机械能守恒。

- 其他力不做功或者其他力做功的代数和为零。

如光滑斜面上滑块与弹簧组成的系统,若斜面光滑,滑块下滑过程中,除重力和弹簧弹力外无其他力做功,系统机械能守恒。

三、机械能守恒定律的应用1. 解题步骤- 确定研究对象(单个物体或系统)。

- 分析研究对象的受力情况,判断是否满足机械能守恒定律的条件。

- 选取合适的参考平面(确定重力势能的零点)。

- 确定初状态和末状态的机械能(分别计算动能和势能)。

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结机械能守恒定律是高中物理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。

下面我们来详细总结一下机械能守恒定律的相关知识点。

一、机械能的概念机械能包括动能、重力势能和弹性势能。

动能:物体由于运动而具有的能量,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。

重力势能:物体由于被举高而具有的能量,表达式为$E_{p}=mgh$,其中$m$是物体的质量,$g$是重力加速度,$h$是物体相对于参考平面的高度。

弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量,与弹簧的劲度系数和形变程度有关。

二、机械能守恒定律的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。

三、机械能守恒定律的表达式1、初状态的机械能等于末状态的机械能,即$E_{k1} + E_{p1} =E_{k2} + E_{p2}$。

2、动能的增加量等于势能的减少量,即$\Delta E_{k} =\Delta E_{p}$。

四、机械能守恒定律的条件1、只有重力或弹力做功。

2、受其他力,但其他力不做功或做功的代数和为零。

需要注意的是,“只有重力或弹力做功”不能简单地理解为“只受重力或弹力”。

例如,物体在光滑水平面上做匀速圆周运动,虽然受到绳子的拉力,但拉力始终与速度方向垂直,不做功,所以物体的机械能守恒。

五、机械能守恒定律的应用1、单个物体的机械能守恒分析物体的受力情况,判断机械能是否守恒。

确定初末状态,选择合适的表达式列方程求解。

例如,一个物体从高处自由下落,我们可以根据机械能守恒定律$mgh_1 =\frac{1}{2}mv^2 + mgh_2$来求解物体下落某一高度时的速度。

2、多个物体组成的系统的机械能守恒分析系统内各个物体的受力情况,判断机械能是否守恒。

确定系统的初末状态,注意研究对象的选择和能量的转化关系。

机械能守恒定律主要知识点归纳

机械能守恒定律主要知识点归纳

机械能守恒定律主要知识点归纳
1.重力势能是由于物体与地球间互相作用,由相对位置决定的能量,为物体与地球这个系统所共有。

表达式Ep=mgh。

2.重力势能具有相对性,随着所选参考平面的不同,重力势能的数值也不同。

3.重力势能是标量、状态量.但也有正负。

正值表示物体在参考平面上方,负值表示物体在参考平面下方。

4.重力做功的特点:
(1)重力对物体所做的功只跟起点和终点的位置有关,而跟物体运动途径无关。

(2)重力对物体做正功,物体重力势能减小,减少的重力势能等于重力所做的功;重力做负功(物体克制重力做功),重力势能增加,增加的重力势能等于克制重力所做的功.
即WG=一△Ep
5。

机械能守恒定律:在只有重力或弹簧的弹力做功的条件下,只发生物体的动能和重力势能、弹性势能间互相转化,机械能总量不变。

6.系统机械能守恒的表达式有以下三种:
(1)系统初态的机械能等于系统末态的机械能,即:
E初=E末
(2)系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量,即:
△Ep减=△Ek增
(3)假设系统内只有A,B两物体,那么A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即:
△EA减=△EB增
7.功能原理△E=W,有多少能址发生了转化,力就相应做了多少功;力做了多少功,就相应有多少能量发生转化;除重力和弹簧的弹力以外的力对物体(或系统)做的功,等于物体(或系统)机械能的变化量。

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结

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

机械能守恒知识点总结

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。

机械能守恒定律知识点总结(精华版)

机械能守恒定律知识点总结(精华版)

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。

机械能守恒定律基本知识点总结

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

《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。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

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 θ
W ——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2π
θ=时,即力与位移垂直功为零,力不做功; 当],2
(ππ
θ∈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 θ
8 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:t
W P =(平均功率) θυcos F P =(平均功率或瞬时功率)
3单位:瓦特W
4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 = ma 6 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。

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 =
h ——物体具参考面的竖直高度
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:22
1υm 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:
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。

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。

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。

相关文档
最新文档