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【物理】“机械能及其守恒定律”知识点归纳

来源:卓越教育
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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=FScosθ     

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”。

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=W1+W2+…+Wn 或W= FScosθ

8、合外力的功的求法:

方法1:先求出合外力,再利用W=Flcosα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、

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:



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:

3、参考面

(1)重力势能为零的平面称为参考面;

(2)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:

(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

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:

3、动能定理(即合外力做功与动能关系):

4、理解:

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。

6、应用动能定理解题步骤:

(1)确定研究对象及其运动过程

(2)分析研究对象在研究过程中受力情况,弄清各力做功

(3)确定研究对象在运动过程中初末状态,找出初、末动能

(4)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

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ΔΕK=—ΔΕPΔΕ1=—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:

(1)确定研究对象及其运动过程

(2)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

(3)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

(4)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,

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。

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