高中物理機械能守恒定律知識點總結

1、-高中物理機械能守恒定律知識點總結（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，符號是J.2 功是標量，但有正負由，可以看出：(1) 當 0° <90 °時， 0< 1，則力對物體做正功，即外界給物體輸送能量，力是動力；(2) 當 90 °時， 0， W 0 ，則力對物體不做功，即外界和物體間無能量交換(3) 當 90 °< 180 °時， 1 <0 ，則力對物體做負功，即物體向外界輸送能量，力是阻力3 、判斷一個力是否做功的幾種方法(1) 根據力和位移的方向的夾角判斷，此法常用于恒力功的判斷，由

2、于恒力功W Flcos ，當 90 °，即力和作用點位移方向垂直時，力做的功為零(2) 根據力和瞬時速度方向的夾角判斷，此法常用于判斷質點做曲線運動時變力的功當力的方向和瞬時速度方向垂直時，作用點在力的方向上位移是零，力做的功為零(3) 根據質點或系統(tǒng)能量是否變化，彼此是否有能量的轉移或轉化進行判斷若有能量的變化，或系統(tǒng)內各質點間彼此有能量的轉移或轉化，則必定有力做功4 、各種力做功的特點(1) 重力做功的特點：只跟初末位置的高度差有關，而跟運動的路徑無關(2) 彈力做功的特點：對接觸面間的彈力，由于彈力的方向與運動方向垂直，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

3、的公式，對它的求解要借助其他途徑如動能定理、機械能守恒、功能關系等(3) 摩擦力做功的特點： 摩擦力做功跟物體運動的路徑有關，它可以做負功，也可以做正功，做正功時起動力作用如用傳送帶把貨物由低處運送到高處，摩擦力就充當動力摩擦力-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，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程來計算，即W F ·l.(1)W 總 F 合 lcos ， 是 F 合與位移 l 的夾角；(2)W 總 W1 W2 W3 ? 為各個分力功的代數和；(3) 根據動能定理由物體動能變化量求解：W 總 Ek. 5、變力做功的求解方法(1) 用動能定理或功能關系求解(2) 將變

4、力的功轉化為恒力的功當力的大小不變，而方向始終與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程的乘積，如滑動摩擦力、空氣阻力做功等；當力的方向不變，大小隨位移做線性變化時，可先求出力對位移的平均值2F1 F2，再由 W lcos 計算，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；當變力的功率P 一定時，可用W Pt 求功，如機車牽引力做的功二、功率1 計算式(1)P tW ，P 為時間 t 內的平均功率(2)P Fvcos 5 額定功率：機械正常工作時輸出的最大功率一般在機械的銘牌上標明6 實際功率：機械實際工作時輸出的功率

5、要小于等于額定功率方恒定功率啟動恒定加速度啟動-式過程階段一：設牽引力為 Fam(F F 阻不變 ? F 不變 ? v? PF·v，直到過PP 額 F·vm 階段一：程階段二：v? F v(P ? am(F F 阻分v? F v(P 額 ? am(F F 阻析階段二： FF 阻? a0? P F·vm F 阻· vm階段三：FF 阻時 ? a 0? v 達最大值 vm F 阻(P 額運加速度逐漸減小的變加速直線運動以加速度 a 做勻加速直線運動(對應下圖中的 OA動(對應下圖的 OA 段)? 以 vm 勻速直 段)? 勻加速運動能維持的時間規(guī)t0 a(v

6、m ? 以線運動 (對應下圖中的AB 段)vm 勻速直線運動，對應下圖中的BC 段律vt圖象三、動能-1 定義：物體由于運動而具有的能2公式： Ek 21mv2 單位：焦耳(J) ， 1J 1N · m 1kg ·m2/s2.4 矢標性：動能是標量，只有正值四、動能定理1 內容：所有外力對物體做的總功等于物體動能的變化量，這個結論叫做動能定理2 表達式： w Ek2Ek1 變化的大小由外力的總功來度量4 適用條件：動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動；既適用于恒力做功，也適用于變力做功5 動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

7、的力學問題時，可以考慮使用動能定理無需注意其中運動狀態(tài)變化的細節(jié)6 應用動能定理解題的一般思路(1) 確定研究對象和研究過程注意，動能定理一般只應用于單個物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)內的物體間不能有相對運動(2) 對研究對象進行受力分析 (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，或分別寫出各個力做的功 (注意功的正負 )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階段做的功(4) 寫出物體的初、末動能(5) 按照動能定理列式求解五、機械能1 重力做功的特點：重力做功與路徑無關，只與初、末位置的高度差h 有關重力做功的大小 WG mgh ，若

8、物體下降，則重力做正功；若物體升高，則重力做負功(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) 表達式： Epmgh ，(3) 重力勢能是標量，且有正負其正、負表示大小物體在參考平面以下，其重力勢能為負，在參考平面以上，其重力勢能為正六、機械能守恒定律1 內容：在只有重力(或彈簧的彈力 )做功的情況下，動能和勢能發(fā)生相互轉化，但總量保持不變，這個結論叫做機械能守恒定律2 機械能守恒的條件：(1) 只有重力或系統(tǒng)內彈力做功(2) 受其他外力但其他外力不做功或做功的代數和為零3 表達式：(1)Ek Ep Ek Ep ，表示系統(tǒng)初狀態(tài)機械能的總和

9、與末狀態(tài)機械能的總和相等(2) Ek Ep，表示系統(tǒng) (或物體 )機械能守恒時，系統(tǒng)減少 (或增加 )的重力勢能等于系統(tǒng)增加 (或減少 )的動能，在分析重力勢能的增加量或減少量時，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 部分物體機械能的增加量與B部分物體機械能的減少量相等4.判斷機械能是否守恒方法：（1 ）利用機械能的定義判斷(直接判斷 )：若物體在水平面上勻速運動，其動能、勢能均不變，機械能不變若一個物體沿斜面勻速下滑，其動能不變，重力勢能減少，其機械能減少（ 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，機械

10、能守恒（ 3）用能量轉化來判斷： 若物體系統(tǒng)中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體系統(tǒng)機械能守恒-（ 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，否則機械能必定不守恒七功能關系1 合外力對物體做功等于物體動能的改變W 合 Ek2 Ek1 ，即動能定理2 重力做功對應重力勢能的改變WG EpEp1 Ep2重力做多少正功，重力勢能減少多少；重力做多少負功，重力勢能增加多少3 彈簧彈力做功與彈性勢能的改變相對應WF EpEp1 Ep2彈力做多少正功，彈性勢能減少多少；彈力做多少負功，彈性勢能增加多少4 除重力彈力以外的力的功與物體機械能的增量相對應，即W

11、E.5 克服滑動摩擦力在相對路程上做的功等于摩擦產生的熱量：Q Wf f · s 相四、能量轉化和守恒定律能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變高中物理機械能守恒定律知識點總結（二）機械能守恒定律：1、內容：只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉化，但機械能的總量保持不變。2 、表達式：-3 條件機械能守恒的條件是：只有重力或彈力做功。可以從以下三個方面理解：(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動，物體的機械能守恒。

12、(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，物體的機械能守恒。(3) 其他力做功，但做功的代數和為零。判定機械能守恒的方法：-(1) 條件分析法：應用系統(tǒng)機械能守恒的條件進行分析。 分析物體或系統(tǒng)的受力情況 (包括內力和外力 )，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和為零，則系統(tǒng)的機械能守恒。(2) 能量轉化分析法：從能量轉化的角度進行分析：若只有系統(tǒng)內物體間動能和重力勢能及彈性勢能的相互轉化，系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞，機械能也沒有轉化成其他形式

13、的能 (如內能 )，則系統(tǒng)的機械能守恒。(3) 增減情況分析法：直接從機械能的各種形式的能量的增減情況進行分析。若系統(tǒng)的動能與勢能均增加或均減少， 則系統(tǒng)的機械能不守恒； 若系統(tǒng)的動能不變， 而勢能發(fā)生了變化，或系統(tǒng)的勢能不變，而動能發(fā)生了變化，則系統(tǒng)的機械能不守恒；若系統(tǒng)內各個物體的機械能均增加或均減少，則系統(tǒng)的機械能不守恒。(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，否則機械能必定不守恒。豎直平面內圓周運動與機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，因為一個過程的進行要受到多種因素的制約，能量守恒只是這個過程發(fā)生的一個必要條件。如在豎直平面內的變速圓周運動模型中，無支撐物的情況下，物體要到達圓周的最高點，從能量角度來看，要求物體在最低點動能不小于最高點與最低點的重力勢能差值。但只滿足此條件物體并不一定能沿圓弧軌道運動到圓弧最高點。因為在沿圓弧軌道運動時還需滿足動力學條件：所需向心力不小于重力，由