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高中 物理
1.一.力学/7.机械能
2.一.力学/7.机械能/H.机械能守恒定律
配合学生复习巩固使用。 2100433B
《机械能》知识点总结
第十一章《机械能与机械功》复习提纲 一、功: 1、力学里所说的功包括两个必要因素:一是 作用在物体上的力 ;二是物体在 力 的方向上通过的距离 。 2、不做功的三种情况: 有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。 3、公式:W=FS 延伸公式 W=Gh 4、功的单位: 焦耳,1J= 1N·m 。 温馨提示:应用功的公式注意: ①分清哪个力对物体做功, 计算时 F就是这个力; ②公式中 S 一定是在力的方向上通过的距离,强调对应。③ 功的单位“焦” (牛〃米 = 焦),不要和力和力臂的乘积(牛〃米,不能写成“焦” )单位搞混。 5、机械功的原理 : 内容:使用机械时,人们所做的功,都不会少于直接用手所做的功;即:使 用任何机械都不省功。 说明: ①功的原理是一个普遍的结论,对于任何机械都适用。 ②功的原理告诉我们: 使用机械要省力必须费距离, 要省距离必须费力, 既 省力又省距离的机械是没有
用单摆验证机械能守恒实验的设计
<正>械能守恒在整个中学物理教学中非常重要,它给学生一个新的视角,用守恒的思想去解决动力学问题,在整个自然科学领域,守恒是一种非常重要的研究问题的方法,能量守恒、电荷守恒、质量守恒、机械能守恒、动量守恒,都是各学科领域中非常重要的定律,中学物理是运用打点计时器结合自由落体运动来验证机械能守恒的,实验简单易行,但有如下不足:(1)误差相对较大只能精
高中物理
1.一.力学/7.机械能/J.实验:验证机械能守恒定律
(1)做功条件分析法:
当发生动能与重力势能的转化时,只有重力做功,当发生动能与弹性势能的转化时,只有弹力做功,其他力均不做功,则系统的机械能守恒。
(2)能量转换分析法:
若只有系统内物体间动能和重力势能及弹性势能的转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转化成其他形式的能(如没有内能的增加,比如温度升高),则系统的机械能守恒。
(3)增减情况分析法:
若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒:若系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒:若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也不守恒。
注意:在判断机械能是否守恒时,一定要先选定系统(看清题目说定的系统)。
有两种情况:
1.如果将产生弹力的的东西(比如说弹簧,下同)算作系统内的,那么机械能守恒。
2.如果将弹簧算作系统外的,那么机械能不守恒。此时弹簧的弹力对物体做功,使物体(系统)的动能和重力势能有所改变。
例如,弹簧悬挂的小球。(高中物理练习中经常出错的问题)
如果将小球和弹簧看成一个整体系统,则系统机械能是守恒的。
小球的机械能是不守恒。(平常大家说某物体的机械能,实质上是把物体与地球当做一个系统,是一种简便说法。 因为重力势能是物体与地球所共有的。)
另外,对一些绳子突然绷紧、物体间碰撞等问题机械能一般不守恒,除非题目中有特别说明或暗示。
机械能守恒条件是:只有系统内的弹力或重力所做的功。【即忽略摩擦力造成的能量损失,所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型】,而且是系统内机械能守恒。一般做题的时候好多是机械能不守恒的,但是可以用能量守恒,比如说把丢失的能量给补回来,
从功能关系式中的 WF外=△E机 可知:更广义的机械能守恒条件应是系统外的力所做的功为零。
当系统不受外力或所受外力做功之和为零,这个系统的总动量保持不变,叫动量守恒定律。
当只有动能和势能(包括重力势能和弹性势能)相互转换时,机械能才守恒。
1、动能和动量的区别和联系
(1)联系:动能和动量都是描述物体运动状态的物理量,都由物体的质量和瞬时速度v决定,物体的动能和动量的关系为
(2)区别:①动能是标量,动量是矢量。动能变化只是大小变化,而动量变化却有三种情况:大小变化,方向变化,大小和方向均变化。一个物体动能变化时动量一定变化,而动量变化时动能不一定变化。②跟速度的关系不同:Ek=1/2 mv2,p=mv。③变化的量度不同,动能变化的量度是合外力的功,动量变化的量度是合外力的冲量。
2、用动能定理求变力做功
在某些问题中由于力F大小的变化或方向变化,所以不能直接由W=Fs·cosα求出变力F做功的值,此时可由其做功的结果——动能的变化来求变力F所做的功。
3、用动能定理对全程考虑
在用动能定理解题时,如果物体在某个运动过程中包含有几个运动性质不同的分过程(如加速、减速的过程),此时,可以分段考虑,也可对全程考虑。如能对整个过程列式则可能使问题简化。在把各个力的功代入公式:W1 W2 … Wn=1/2 mv末2-1/2 mv初2时,要把它们的数值连同符号代入,解题时要分清各过程中各个力做功的情况。
4、机械能守恒定律的推论
根据机械能守恒定律,当重力以外的力不做功,物体(或系统)的机械能守恒。显然,当重力以外的力做功不为零时,物体(或系统)的机械能要发生改变。重力以外的力做正功,物体(或系统)的机械能增加,重力以外的力做负功,物体(或系统)的机械能减少,且重力以外的力做多少功,物体(或系统)的机械能就改变多少。即重力以外的力做功的过程,就是机械能和其他形式的能相互转化的过程,在这一过程中,重力以外的力做的功是机械能改变的量度,即WG外=E2-E1。
5、功与能关系的总结
做功的过程就是能量转化的过程,功是能量转化的量度。功和能的关系有以下几种具体体现:
(1)动能定理反映了合外力做的功和动能改变的关系,即合外力做功的过程,是物体的动能和其他形式的能量相互转化的过程,合外力所做的功是物体动能变化的量度,即W总=Ek2-Ek1。
(2)重力做功的过程是重力势能和其他形式的能量相互转化的过程,重力做的功量度了重力势能的变化,即WG=Ep1-Ep2。
(3)重力以外的力做功的过程是机械能和其他形式的能转化的过程,重力以外的力做的功量度了机械能的变化,即WF外=E2-E1
(4)作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积,在数值上等于系统内能的增量。即“摩擦生热”:Q=F滑·s相对,所以,F滑·s相对量度了机械能转化为内能的多少。
可见,静摩擦力即使对物体做功,由于相对位移为零而没有内能产生。