高一物理必修二知识点总结之机械能守恒定律
3、判断一个力是否做功的几种方法
(1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于恒力功的判断,由于恒力功W=Flcos?α,当α=90°,即力和作用点位移方向垂直时,力做的功为零.
(2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功.当力的方向和瞬时速度方向垂直时,作用点在力的方向上位移是零,力做的功为零. (3)根据质点或系统能量是否变化,彼此是否有能量的转移或转化进行判断.若有能量的变化,或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化,则必定有力做功. 4、各种力做功的特点
(1)重力做功的特点:只跟初末位置的高度差有关,而跟运动的路径无关.
(2)弹力做功的特点:对接触面间的弹力,由于弹力的方向与运动方向垂直,弹力对物体不做功;对弹簧的弹力做的功,高中阶段没有给出相关的公式,对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等.
(3)摩擦力做功的特点:摩擦力做功跟物体运动的路径有关,它可以做负功,也可以做正功,做正功时起动力作用.如用传送带把货物由低处运送到高处,摩擦力就充当动力.摩擦力的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相
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反)时,摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算,即W=F·l.
(1)W总=F合lcos?α,α是F合与位移l的夹角; (2)W总=W1+W2+W3+?-为各个分力功的代数和; (3)根据动能定理由物体动能变化量求解:W总=ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解. (2)将变力的功转化为恒力的功.
①当力的大小不变,而方向始终与运动方向相同或相反时,这类力的功等于力和路程的乘积,如滑动摩擦力、空气阻力做功等;
②当力的方向不变,大小随位移做线性变化时,可先求出力对位移的平均值=2F1+F2,再由W=lcos?α计算,如弹簧弹力做功;
③作出变力F随位移变化的图象,图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功;
④当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功,如机车牵引力做的功. 二、功率 1.计算式
(1)P=tW,P为时间t内的平均功率. (2)P=Fvcos?α
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5.额定功率:机械正常工作时输出的最大功率.一般在机械的铭牌上标明.
6.实际功率:机械实际工作时输出的功率.要小于等于额定功率. 方式 过程
恒定功率启动 恒定加速度启动 过程分析 设牵引力为F 阶段一:
v↑?F=v(P↓?a=m(F-F阻↓
阶段二:F=F阻?a=0?P=F·vm=F阻·vm 阶段一:
a=m(F-F阻不变?F不变?v↑?P=F·v↑,直到P=P额=F·vm′ 阶段二:
v↑?F=v(P额↓?a=m(F-F阻↓ 阶段三:
F=F阻时?a=0?v达最大值vm=F阻(P额 运动规律
加速度逐渐减小的变加速直线运动(对应下图的OA段)?以vm匀速直线运动(对应下图中的AB段)
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以加速度a做匀加速直线运动(对应下图中的OA段)?匀加速运动能维持的时间t0=a(vm′?以vm匀速直线运动,对应下图中的BC段 v-t图象 三、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能.2.公式:Ek=21mv2.单位:焦耳(J),1?J=1?N·m=1?kg·m2/s2.4.矢标性:动能是标量,只有正值. 四、动能定理
1.内容:所有外力对物体做的总功等于物体动能的变化量,这个结论叫做动能定理.
2.表达式:w=Ek2-Ek1变化的大小由外力的总功来度量. 4.适用条件:动能定理既适用于直线运动,也适用于曲线运动;既适用于恒力做功,也适用于变力做功.
5.动能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等,在处理含有上述物理量的力学问题时,可以考虑使用动能定理.无需注意其中运动状态变化的细节 6.应用动能定理解题的一般思路
(1)确定研究对象和研究过程.注意,动能定理一般只应用于单个物体,如果是系统,那么系统内的物体间不能有相对运动.
(2)对研究对象进行受力分析.(研究对象以外的物体施于研
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究对象的力都要分析,含重力)
(3)写出该过程中合外力做的功,或分别写出各个力做的功(注意功的正负).如果研究过程中物体受力情况有变化,要分别写出该力在各个阶段做的功. (4)写出物体的初、末动能. (5)按照动能定理列式求解. 五、机械能
1.重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差h有关.重力做功的大小WG=mgh,若物体下降,则重力做正功;若物体升高,则重力做负功(或说物体克服重力做功). 2.重力势能
(1)概念:物体的重力势能等于物体的重力和高度的乘积.(2)表达式:Ep=mgh,
(3)重力势能是标量,且有正负.其正、负表示大小.物体在参考平面以下,其重力势能为负,在参考平面以上,其重力势能为正.
六、机械能守恒定律
1.内容:在只有重力(或弹簧的弹力)做功的情况下,动能和势能发生相互转化,但总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律.
2.机械能守恒的条件:
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2019高一物理必修二知识点总结之机械能守恒定律语文
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