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、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<01,則力對(duì)物體做正功，即外界給物體輸送能量，力是動(dòng)力；當(dāng)=90 °時(shí)，=0, W = 0,則力對(duì)物體不做功，即外界和物體間無能量交換.當(dāng)90°<0180。時(shí)，7&<0,則力對(duì)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，此法常用于包力功的判斷，由于包力功W = Flcosa,當(dāng)a=90

2、76; ,即力和作用點(diǎn)位移方向垂直時(shí)，力做的功為零.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.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)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(duì)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(duì)物體不做功；對(duì)彈簧的彈力做的功，高中階段沒有給出相關(guān)的公式，對(duì)它的求解要借助其他途徑如動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒、

3、功能關(guān)系等.(3)摩擦力做功的特點(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 W=Fl.W總=F合1C0S a , a是F合與位移l的夾角；W總=W1 + W2 +W3 + ?為各個(gè)分力功的代數(shù)和；根據(jù)動(dòng)能定理由物體動(dòng)能變化量求解：W總=AEk.5、變力做功的求解方法用動(dòng)能定理或功能關(guān)系求解.(2)將變力的功轉(zhuǎn)化為包力的功.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

4、，如滑動(dòng)摩擦力、空氣阻力做功等；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(duì)位移的平均值=2F1+F2,再由W = lcos a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 W=Pt求功，如機(jī)車牽引力做的功.二、功率1 .計(jì)算式(1)P=tW, P為時(shí)間t內(nèi)的平均功率.(2)P = Fvcos a5 .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.恒定加速度啟動(dòng)方恒定功率啟動(dòng)過 程階段一：設(shè)牽引力為Fa =

5、m(F F阻不變？ F不變？ v?P=FvT,直到討P = P 額=F vm '階段一：程階段二：八 v1? F= v(P J? a = m(F F 阻 J 分v 1? F= v(P 額 J? a = m(F F 阻 J析 階段二：F= F 阻？ a = 0? P= F vm =F阻vm階段三：F=F阻時(shí)？ a = 0? v達(dá)最大值vm =5阻尸額加速度逐漸減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)以加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng)(對(duì)應(yīng)下圖中的OA(對(duì)應(yīng)下圖的OA段)？以vm勻速直 段)？勻加速運(yùn)動(dòng)能維持的時(shí)間t0=a(vm ?以線運(yùn)動(dòng)(對(duì)應(yīng)下圖中的AB段)vm勻速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)下圖中的 BC段律 vt 圖 象

6、三、動(dòng)能1 .定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能.2.公式：Ek=21mv2 .單位：焦耳（J）, 1J=1N m = 1kg m2/s2.4 .矢標(biāo)性:動(dòng)能是標(biāo)量，只有正值.四、動(dòng)能定理1 .內(nèi)容：所有外力對(duì)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：w = Ek2 Ek1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

7、思路（1）確定研究對(duì)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(duì)運(yùn)動(dòng).（2）對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析.（研究對(duì)象以外的物體施于研究對(duì)象的力都要分析，含重力 ） 寫出該過程中合外力做的功，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.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WG=mgh ,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(shì)

8、能（1）概念：物體的重力勢(shì)能等于物體的重力和高度的乘積.（2）表達(dá)式：Ep = mgh ,（3）重力勢(shì)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(shì)能為負(fù)，在參考平面以上，其重力勢(shì)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)能和勢(shì)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）Ek+Ep=Ek' "Ep',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）AEk= A

9、Ep,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(shì)能等于系統(tǒng) 增加（或減少）的動(dòng)能，在分析重力勢(shì)能的增加量或減少量時(shí)，可不選參考平面.AEA增=AEB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)，具動(dòng)能、勢(shì)能均不變，機(jī)械能不變.若一個(gè)物體沿斜面勻速下滑，其動(dòng)能不 變，重力勢(shì)能減少，具機(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

10、系統(tǒng)中只有動(dòng)能和勢(shì)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(duì)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(duì)物體做功等于物體動(dòng)能的改變. W合=Ek2 Ek1 ,即動(dòng)能定理.2 .重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的改變. WG = AEp = Ep1 Ep2重力做多少正功，重力勢(shì)能減少多少；重力做多少負(fù)功，重力勢(shì)能增加多少.3 .彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能的改變相對(duì)應(yīng). WF = AEp = Ep1 Ep2彈力做多少正功，彈性勢(shì)能減少多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢(shì)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

11、相對(duì)應(yīng)，即W = AE.5 .克服滑動(dòng)摩擦力在相對(duì)路程上做的功等于摩擦產(chǎn)生的熱量：Q = Wf = f 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(shì)能（及彈性勢(shì)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:觀點(diǎn)1賽達(dá)式F含義使用說明守力表樂系統(tǒng)在 初狀態(tài)的機(jī)單個(gè)物體或系統(tǒng).初，末態(tài)高度已知a觀點(diǎn)處+ % = % 4 %械能等于未1狀態(tài)的機(jī)械能1需要

12、選取參考平面 y零勢(shì)能面）轉(zhuǎn)化觀點(diǎn).工。11表示系統(tǒng)動(dòng) 能的漉少f或 增加）等于勢(shì) 能的憎加1或 減少）初.末態(tài)高度未知，但, 高度變化己知.不褥 要選取參考平加（零 勢(shì)能面）1表示系統(tǒng)部分4機(jī)械能的轉(zhuǎn)移觀點(diǎn)減少（或增 力口）嶂于另一 !部分8機(jī)械不需要選取參考面零秒能面）;能的憎加（或減少）3.條件機(jī)械能守恒的條件是：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。其他

13、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(duì)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)行分析：若只有系統(tǒng)內(nèi)物體間動(dòng)能和重力勢(shì)能及 彈性勢(shì)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(shì)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(shì)能發(fā)生了變化， 或系統(tǒng)的勢(shì)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。對(duì)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 包。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