机械能的知识点

机械能的知识点

一、功

1.做功的两个要素

(1)作用在物体上的力.

(2)物体在力的方向上发生的位移.

2.公式:W=Flcos_α

(1)α是力与位移方向之间的夹角,l为物体对地的位移.

(2)该公式只适用于恒力做功.

(3)功是标(标或矢)量.

3.功的正负

(1)α

(2)α>90°,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功.

(3)α=90°,力对物体不做功.

二、功率

1.公式

(1)PP为时间t内的平均功率.

(2)P=Fvcos α(α为F与v的夹角)

①v为平均速度,则P为平均功率.

②v为瞬时速度,则P为瞬时功率.

2、 功的计算

(1).恒力做的功:直接用W=Flcos α计算.

(2).合外力做的功

方法一:先求合外力F合,再用W合=F合lcos α求功.

方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、„„,再应用W合=W1+W2+W3+„„求合外力做的功.

(3).变力做的功

(1)应用动能定理求解.

(2)应用W=Pt求解,此法适用于变力的功率P不变.

(3)将变力做功转化为恒力做功,此法适用于力的大小不变,方向与运动方向相同或相反,或力的方向不变,大小随位移均匀变化的情况.

四、动能

1.定义:物体由于运动而具有的能. Wt

122.表达式:Ek=mv. 2

3.物理意义:动能是状态量,是标量(填“矢量”或“标量”).

五、动能定理

1.内容:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.

11222.表达式:W=mv 2- 1=Ek2-Ek1. 22

3.物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度.

4.适用条件

(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动.

(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功.

(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分阶段作用.

应用动能定理解题的基本思路

1.选取研究对象,明确它的运动过程;

2.分析研究对象的受力情况和各力的做功情况:

3.明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2;

4.列动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程,进行求解.

六、重力做功与重力势能

1.重力做功的特点

(1)重力做功与路径无关,只与初末位置的高度差有关.

(2)重力做功不引起物体机械能的变化.

2.重力势能

(1)概念:物体由于被举高而具有的能.

(2)表达式:Ep=mgh.

(3)矢标性:重力势能是标量,正负表示其大小.

3.重力做功与重力势能变化的关系

(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加.

(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量.即WG=-(Ep2-Ep1)= -ΔEp.

七、机械能守恒定律

1.机械能守恒的条件

只有重力或弹力做功,可以从以下四个方面进行理解:

(1)物体只受重力或弹力作用.

(2)存在其他力作用,但其他力不做功,只有重力或弹力做功.

(3)其他力做功,但做功的代数和为零.

(4)存在相互作用的物体组成的系统只有动能和势能的相互转化,无其他形式能量的转化.

2、机械能守恒定律的表达形式及应用

1.守恒观点

(1)表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或E1=E2.

(2)意义:系统初状态的机械能等于末状态的机械能.

(3)注意问题:要先选取零势能参考平面,并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面.

2.转化观点

(1)表达式:ΔEk=-ΔEp.

(2)意义:系统(或物体)的机械能守恒时,系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能.

(3)注意问题:要明确势能的增加量或减少量,即势能的变化,可以不选取零势能参考平面.

3.转移观点

(1)表达式:ΔEA增=ΔEB减.

(2)意义:若系统由A、B两部分组成,当系统的机械能守恒时,则A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量.

(3)注意问题:A部分机械能的增加量等于A部分末状态的机械能减初状态的机械能,而B部分机械能的减少量等于B部分初状态的机械能减末状态的机械能.

八、应用机械能守恒定律解题的一般步骤

⎧⎪单个物体1.选取研究对象⎨ ⎪多个物体组成的系统⎩

2.分析研究对象在运动过程中的受力情况,明确各力的做功情况,判断机械能是否守恒.

3.选取零势能面,确定研究对象在初、末状态的机械能.

4.根据机械能守恒定律列出方程.

5.解方程求出结果,并对结果进行必要的讨论和说明

九、功能关系

十、能量守恒定律

1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.

2.表达式:ΔE减=增.

应用能量守恒定律解题的步骤

1.分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势

能)、内能等]在变化;

2.明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量

ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式;

3.列出能量守恒关系式:ΔE减 =ΔE增.

十一.传送带模型问题中的功能关系分析

(1)功能关系分析:WF=ΔEk+ΔEp+Q.

(2)对WF和Q的理解:

①传送带的功:WF=Fx传;

②产生的内能Q=Ffs相对

机械能的知识点

一、功

1.做功的两个要素

(1)作用在物体上的力.

(2)物体在力的方向上发生的位移.

2.公式:W=Flcos_α

(1)α是力与位移方向之间的夹角,l为物体对地的位移.

(2)该公式只适用于恒力做功.

(3)功是标(标或矢)量.

3.功的正负

(1)α

(2)α>90°,力对物体做负功,或者说物体克服这个力做了功.

(3)α=90°,力对物体不做功.

二、功率

1.公式

(1)PP为时间t内的平均功率.

(2)P=Fvcos α(α为F与v的夹角)

①v为平均速度,则P为平均功率.

②v为瞬时速度,则P为瞬时功率.

2、 功的计算

(1).恒力做的功:直接用W=Flcos α计算.

(2).合外力做的功

方法一:先求合外力F合,再用W合=F合lcos α求功.

方法二:先求各个力做的功W1、W2、W3、„„,再应用W合=W1+W2+W3+„„求合外力做的功.

(3).变力做的功

(1)应用动能定理求解.

(2)应用W=Pt求解,此法适用于变力的功率P不变.

(3)将变力做功转化为恒力做功,此法适用于力的大小不变,方向与运动方向相同或相反,或力的方向不变,大小随位移均匀变化的情况.

四、动能

1.定义:物体由于运动而具有的能. Wt

122.表达式:Ek=mv. 2

3.物理意义:动能是状态量,是标量(填“矢量”或“标量”).

五、动能定理

1.内容:力在一个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化.

11222.表达式:W=mv 2- 1=Ek2-Ek1. 22

3.物理意义:合外力的功是物体动能变化的量度.

4.适用条件

(1)动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动.

(2)既适用于恒力做功,也适用于变力做功.

(3)力可以是各种性质的力,既可以同时作用,也可以分阶段作用.

应用动能定理解题的基本思路

1.选取研究对象,明确它的运动过程;

2.分析研究对象的受力情况和各力的做功情况:

3.明确研究对象在过程的初末状态的动能Ek1和Ek2;

4.列动能定理的方程W合=Ek2-Ek1及其他必要的解题方程,进行求解.

六、重力做功与重力势能

1.重力做功的特点

(1)重力做功与路径无关,只与初末位置的高度差有关.

(2)重力做功不引起物体机械能的变化.

2.重力势能

(1)概念:物体由于被举高而具有的能.

(2)表达式:Ep=mgh.

(3)矢标性:重力势能是标量,正负表示其大小.

3.重力做功与重力势能变化的关系

(1)定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加.

(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量.即WG=-(Ep2-Ep1)= -ΔEp.

七、机械能守恒定律

1.机械能守恒的条件

只有重力或弹力做功,可以从以下四个方面进行理解:

(1)物体只受重力或弹力作用.

(2)存在其他力作用,但其他力不做功,只有重力或弹力做功.

(3)其他力做功,但做功的代数和为零.

(4)存在相互作用的物体组成的系统只有动能和势能的相互转化,无其他形式能量的转化.

2、机械能守恒定律的表达形式及应用

1.守恒观点

(1)表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2或E1=E2.

(2)意义:系统初状态的机械能等于末状态的机械能.

(3)注意问题:要先选取零势能参考平面,并且在整个过程中必须选取同一个零势能参考平面.

2.转化观点

(1)表达式:ΔEk=-ΔEp.

(2)意义:系统(或物体)的机械能守恒时,系统增加(或减少)的动能等于系统减少(或增加)的势能.

(3)注意问题:要明确势能的增加量或减少量,即势能的变化,可以不选取零势能参考平面.

3.转移观点

(1)表达式:ΔEA增=ΔEB减.

(2)意义:若系统由A、B两部分组成,当系统的机械能守恒时,则A部分机械能的增加量等于B部分机械能的减少量.

(3)注意问题:A部分机械能的增加量等于A部分末状态的机械能减初状态的机械能,而B部分机械能的减少量等于B部分初状态的机械能减末状态的机械能.

八、应用机械能守恒定律解题的一般步骤

⎧⎪单个物体1.选取研究对象⎨ ⎪多个物体组成的系统⎩

2.分析研究对象在运动过程中的受力情况,明确各力的做功情况,判断机械能是否守恒.

3.选取零势能面,确定研究对象在初、末状态的机械能.

4.根据机械能守恒定律列出方程.

5.解方程求出结果,并对结果进行必要的讨论和说明

九、功能关系

十、能量守恒定律

1.内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.

2.表达式:ΔE减=增.

应用能量守恒定律解题的步骤

1.分清有多少形式的能[如动能、势能(包括重力势能、弹性势能、电势

能)、内能等]在变化;

2.明确哪种形式的能量增加,哪种形式的能量减少,并且列出减少的能量

ΔE减和增加的能量ΔE增的表达式;

3.列出能量守恒关系式:ΔE减 =ΔE增.

十一.传送带模型问题中的功能关系分析

(1)功能关系分析:WF=ΔEk+ΔEp+Q.

(2)对WF和Q的理解:

①传送带的功:WF=Fx传;

②产生的内能Q=Ffs相对


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