高中物理機(jī)械能守恒定律知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、 高中物理機(jī)械能守恒定律知識(shí)點(diǎn)總結(jié)（一）一、功1公式和單位：，其中是f和l的夾角功的單位是焦耳，符號(hào)是j.2功是標(biāo)量，但有正負(fù)由，可以看出：(1)當(dāng)0°<90°時(shí)，0<1，則力對物體做正功，即外界給物體輸送能量，力是動(dòng)力；(2)當(dāng)90°時(shí)，0，w0，則力對物體不做功，即外界和物體間無能量交換(3)當(dāng)90°<180°時(shí)，1<0，則力對物體做負(fù)功，即物體向外界輸送能量，力是阻力3、判斷一個(gè)力是否做功的幾種方法(1)根據(jù)力和位移的方向的夾角判斷，此法常用于恒力功的判斷，由于恒力功wflcos，當(dāng)90°，即力和作用點(diǎn)位

2、移方向垂直時(shí)，力做的功為零(2)根據(jù)力和瞬時(shí)速度方向的夾角判斷，此法常用于判斷質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)變力的功當(dāng)力的方向和瞬時(shí)速度方向垂直時(shí)，作用點(diǎn)在力的方向上位移是零，力做的功為零(3)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)或系統(tǒng)能量是否變化，彼此是否有能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化進(jìn)行判斷若有能量的變化，或系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間彼此有能量的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化，則必定有力做功4、各種力做功的特點(diǎn)(1)重力做功的特點(diǎn)：只跟初末位置的高度差有關(guān)，而跟運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)(2)彈力做功的特點(diǎn)：對接觸面間的彈力，由于彈力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，彈力對物體不做功；對彈簧的彈力做的功，高中階段沒有給出相關(guān)的公式，對它的求解要借助其他途徑如動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒、功能關(guān)系等(3)摩

3、擦力做功的特點(diǎn)：摩擦力做功跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑有關(guān)，它可以做負(fù)功，也可以做正功，做正功時(shí)起動(dòng)力作用如用傳送帶把貨物由低處運(yùn)送到高處，摩擦力就充當(dāng)動(dòng)力摩擦力的大小不變、方向變化(摩擦力的方向始終和速度方向相反)時(shí)，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程來計(jì)算，即wf·l.(1)w總f合lcos，是f合與位移l的夾角；(2)w總w1w2w3¡為各個(gè)分力功的代數(shù)和；(3)根據(jù)動(dòng)能定理由物體動(dòng)能變化量求解：w總ek.5、變力做功的求解方法(1)用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求解(2)將變力的功轉(zhuǎn)化為恒力的功當(dāng)力的大小不變，而方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反時(shí)，這類力的功等于力和路程的乘積，如滑動(dòng)摩擦力、空氣

4、阻力做功等；當(dāng)力的方向不變，大小隨位移做線性變化時(shí)，可先求出力對位移的平均值2f1f2，再由wlcos計(jì)算，如彈簧彈力做功；作出變力f隨位移變化的圖象，圖線與橫軸所夾的¡°面積¡±即為變力所做的功；當(dāng)變力的功率p一定時(shí)，可用wpt求功，如機(jī)車牽引力做的功二、功率1計(jì)算式(1)ptw，p為時(shí)間t內(nèi)的平均功率(2)pfvcos5額定功率：機(jī)械正常工作時(shí)輸出的最大功率一般在機(jī)械的銘牌上標(biāo)明6實(shí)際功率：機(jī)械實(shí)際工作時(shí)輸出的功率要小于等于額定功率方式過程恒定功率啟動(dòng)恒定加速度啟動(dòng)過程分析設(shè)牽引力為f階段一：vfv(pam(ff阻階段二：ff阻a0pf·v

5、mf阻·vm階段一：am(ff阻不變f不變vpf·v，直到pp額f·vm階段二：vfv(p額am(ff阻階段三：ff阻時(shí)a0v達(dá)最大值vmf阻(p額運(yùn)動(dòng)規(guī)律加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)(對應(yīng)下圖的oa段)以vm勻速直線運(yùn)動(dòng)(對應(yīng)下圖中的ab段)以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(對應(yīng)下圖中的oa段)勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間t0a(vm以vm勻速直線運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)下圖中的bc段vt圖象  三、動(dòng)能1定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能2公式：ek21mv2單位：焦耳(j)，1j1n·m1kg·m2/s2.4矢標(biāo)性：動(dòng)能是標(biāo)量，只有正值四、動(dòng)能定理

6、1內(nèi)容：所有外力對物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化量，這個(gè)結(jié)論叫做動(dòng)能定理2表達(dá)式：wek2ek1變化的大小由外力的總功來度量4適用條件：動(dòng)能定理既適用于直線運(yùn)動(dòng)，也適用于曲線運(yùn)動(dòng)；既適用于恒力做功，也適用于變力做功5動(dòng)能定理中涉及的物理量有f、s、m、v、w、ek等，在處理含有上述物理量的力學(xué)問題時(shí)，可以考慮使用動(dòng)能定理無需注意其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的細(xì)節(jié)6應(yīng)用動(dòng)能定理解題的一般思路(1)確定研究對象和研究過程注意，動(dòng)能定理一般只應(yīng)用于單個(gè)物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)內(nèi)的物體間不能有相對運(yùn)動(dòng)(2)對研究對象進(jìn)行受力分析(研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力)(3)寫出該過程中合外力做的功

7、，或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù))如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功(4)寫出物體的初、末動(dòng)能(5)按照動(dòng)能定理列式求解五、機(jī)械能1重力做功的特點(diǎn)：重力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置的高度差h有關(guān)重力做功的大小wgmgh，若物體下降，則重力做正功；若物體升高，則重力做負(fù)功(或說物體克服重力做功)2重力勢能(1)概念：物體的重力勢能等于物體的重力和高度的乘積(2)表達(dá)式：epmgh，(3)重力勢能是標(biāo)量，且有正負(fù)其正、負(fù)表示大小物體在參考平面以下，其重力勢能為負(fù)，在參考平面以上，其重力勢能為正六、機(jī)械能守恒定律1內(nèi)容：在只有重力(或彈簧的彈力)做功的情況下，動(dòng)

8、能和勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但總量保持不變，這個(gè)結(jié)論叫做機(jī)械能守恒定律2機(jī)械能守恒的條件：(1)只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代數(shù)和為零3表達(dá)式：(1)ekepekep，表示系統(tǒng)初狀態(tài)機(jī)械能的總和與末狀態(tài)機(jī)械能的總和相等(2)ekep，表示系統(tǒng)(或物體)機(jī)械能守恒時(shí)，系統(tǒng)減少(或增加)的重力勢能等于系統(tǒng)增加(或減少)的動(dòng)能，在分析重力勢能的增加量或減少量時(shí)，可不選參考平面(3)ea增eb減，表示若系統(tǒng)由a、b兩部分組成，則a部分物體機(jī)械能的增加量與b部分物體機(jī)械能的減少量相等4.判斷機(jī)械能是否守恒方法：（1）利用機(jī)械能的定義判斷(直接判斷)：若物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)

9、，其動(dòng)能、勢能均不變，機(jī)械能不變?nèi)粢粋€(gè)物體沿斜面勻速下滑，其動(dòng)能不變，重力勢能減少，其機(jī)械能減少（2）用做功判斷：若物體或系統(tǒng)只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機(jī)械能守恒（3）用能量轉(zhuǎn)化來判斷：若物體系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化而無機(jī)械能與其他形式的能的轉(zhuǎn)化，則物體系統(tǒng)機(jī)械能守恒（4）對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非題目特別說明，否則機(jī)械能必定不守恒七功能關(guān)系1合外力對物體做功等于物體動(dòng)能的改變w合ek2ek1，即動(dòng)能定理2重力做功對應(yīng)重力勢能的改變wgepep1ep2重力做多少正功，重力勢能減少多少；重力做多少負(fù)功，重力勢能增加多少3彈簧彈力做功與彈性勢

10、能的改變相對應(yīng)wfepep1ep2彈力做多少正功，彈性勢能減少多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢能增加多少4除重力彈力以外的力的功與物體機(jī)械能的增量相對應(yīng)，即we.5克服滑動(dòng)摩擦力在相對路程上做的功等于摩擦產(chǎn)生的熱量：qwff·s相四、能量轉(zhuǎn)化和守恒定律能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變高中物理機(jī)械能守恒定律知識(shí)點(diǎn)總結(jié)（二）機(jī)械能守恒定律：1、內(nèi)容：只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。2、表達(dá)式：3條件機(jī)械能守恒的

11、條件是：只有重力或彈力做功。可以從以下三個(gè)方面理解：(1)只受重力作用，例如在不考慮空氣阻力的情況下的各種拋體運(yùn)動(dòng)，物體的機(jī)械能守恒。(2)受其他力，但其他力不做功，只有重力或彈力做功。例如物體沿光滑的曲面下滑，受重力、曲面的支持力的作用，但曲面的支持力不做功，物體的機(jī)械能守恒。(3)其他力做功，但做功的代數(shù)和為零。判定機(jī)械能守恒的方法：(1)條件分析法：應(yīng)用系統(tǒng)機(jī)械能守恒的條件進(jìn)行分析。分析物體或系統(tǒng)的受力情況(包括內(nèi)力和外力)，明確各力做功的情況，若對物體或系統(tǒng)只有重力 (或彈力)做功，沒有其他力做功或其他力做功的代數(shù)和為零，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。(2)能量轉(zhuǎn)化分析法：從能量轉(zhuǎn)化的角度進(jìn)行分

12、析：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢能及彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機(jī)械能的傳遞，機(jī)械能也沒有轉(zhuǎn)化成其他形式的能(如內(nèi)能)，則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。(3)增減情況分析法：直接從機(jī)械能的各種形式的能量的增減情況進(jìn)行分析。若系統(tǒng)的動(dòng)能與勢能均增加或均減少，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒；若系統(tǒng)的動(dòng)能不變，而勢能發(fā)生了變化，或系統(tǒng)的勢能不變，而動(dòng)能發(fā)生了變化，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒；若系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的機(jī)械能均增加或均減少，則系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒。(4)對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非題目特別說明，否則機(jī)械能必定不守恒。豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)與機(jī)械能守恒問題的解法：在自然界中，違背能量守恒的過程肯定是不能夠發(fā)生的，而不違背能量守恒的過程也不一定能夠發(fā)生，因?yàn)橐粋€(gè)過程的進(jìn)行要受到多種因素的制約，能量守恒只是這個(gè)過程發(fā)生的一個(gè)必要條件。如在豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)模型中，無支撐物的情況下，物體要到達(dá)圓周的最高點(diǎn)，從能量角度來看，要求物體在最低點(diǎn)動(dòng)能不小于最高點(diǎn)與最低點(diǎn)的重力勢能差值。但只滿足此條件物體并不一定能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到圓弧最高點(diǎn)。因?yàn)樵谘貓A弧軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)還需滿足動(dòng)力學(xué)條件：所需向心力不小于重力，由此可以推知，在物體從圓弧軌道最低點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，若在動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能時(shí)所能上升的高度滿足時(shí)，物體可在軌道上速度減小到零，即動(dòng)能可全部轉(zhuǎn)化為重力勢能；在，物體上升到圓周最高點(diǎn)時(shí)的速度