机械能定律知识点总结 机械能讲解

2025-04-04 11:05 - 立有生活网

高三物理《机械能》知识点

1.功

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机械能定律知识点总结 机械能讲解


机械能定律知识点总结 机械能讲解


①重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的。

②重力势能的大小和零势能面的选取有关。

③重力势能是标量,但有"+"、"-"之分。

(2)重力做功的特点:重力做功只决定于初、末位置间的高度,与物体的运动路径无关。WG=gh。

(3)做功跟重力势能改变的关系:重力做功等于重力势能增量的负值。即

6.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量。

7.机械能守恒定律

(1)动能和势能(重力势能、弹性势能)统称为机械能,E=E+Ep。

(2)机械能守恒定律的内容:在只有重力(和弹簧弹力)做功的情形下,物体动能和重力势能(及弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。

(3)机械能守恒定律的表达式

(4)系统机械能守恒的三种表示方式:

①系统初态的总机械能E1等于末态的总机械能E2,即E1=E2

②系统减少的总重力势能ΔEP减等于系统增加的'总动能ΔE增,即ΔEP减=ΔE增

③若系统只有A、B两物体,则A物体减少的机械能等于B物体增加的机械能,即ΔEA减=ΔEB增

[注意]解题时究竟选取哪一种表达形式,应根据题意灵活选取;需注意的是:选用①式时,必须规定零势能参考面,而选用②式和③式时,可以不规定零势能参考面,但必须分清能量的减少量和增加量。

(5)判断机械能是否守恒的方法

①用做功来判断:分析物体或物体受力情况(包括内力和外力),明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹簧弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒。

②用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒。

③对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等问题,除非题目特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能也不守恒。

8.功能关系

(1)当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒。

(2)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:WG=Ep1-Ep2。

(3)合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W合=E2-E1(动能定理)

(4)除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:WF=E2-E1

9.能量和动量的综合运用

动量与能量的综合问题,是高中力学重要的综合问题,也是难度较大的问题。分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图景,抽象出物理模型,选择物理规律,建立方程进行求解。这一部分的主要模型是碰撞。而碰撞过程,一般都遵从动量守恒定律,但机械能不一定守恒,对弹性碰撞就守恒,非弹性碰撞就不守恒,总的能量是守恒的,对于碰撞过程的能量要分析物体间的转移和转换。从而建立碰撞过程的能量关系方程。根据动量守恒定律和能量关系分别建立方程,两者联立进行求解,是这一部分常用的解决物理问题的方法。

机械能守恒定律知识点

机械能守恒定律知识点介绍如下:

(1)机械能:动能,重力势能,弹性势能的总称。

总机械能:E=Ek+Ep是标量也具有相对性。

机械能的变化,等于非重力做功(比如阻力做的功)。

ΔE=W非重。

机械能之间可以相互转化。

(2)机械能守恒定律:只有重力做功的情况下,物体的动能和重力势能,发生相互转化,但机械能保持不变,表达式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2成立条件:只有重力做功。

守恒方法

(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。

机械能守恒定律的内容?

机械能守恒定律动力学中的基本定律,即任何物体系统如无外力做功或外力做功之和为零,系统内又只有保守力(见势能)做功时,则系统的机械能(动能与势能之和)保持不变.

也就是 在只有重力对物体做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量不变.

其数学表达式可以有以下两种形式:

E机o=E机t(或mgho+1/2m(v o)^2=mght+1/2m(v t)^2)

[这种形式必须先确定重力势能的参考平面],

△Ek=-△Ep.,8,在只有重力或弹力做功下,(不计空气阻力),机械能守恒

1.只有重力做功,没有其他力做功

2.只有弹力做工,没有其他力做功

3.有其他力做功,但做功之和为0,(不包括重力做的功

要在一个系统内,1,在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下),物体的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的总量保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。,0,

高中物理机械能守恒定律知识点

机械能守恒定律是很多学生学习高中物理的绊脚石,我们需要学习哪些知识点呢?下面是我给大家带来的,希望对你有帮助。

一、机械能

1.由物体间的相互作用和物体间的相对位置决定的能叫做势能.如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等.

1物体由于受到重力作用而具有重力势能,表示式为 EP=一mgh.式中h是物体到零重力势能面的高度.

2重力势能是物体与地球系统共有的.只有在零势能参考面确定之后,物体的重力势能才有确定的值,若物体在零势能参考面上方高 h处其重力势能为 EP=一mgh,若物体在零势能参考面下方低h处其重力势能为 EP=一mgh,“一”不表示方向,表示比零势能参考面的势能小,显然零势能参考面选择的不同,同一物体在同一位置的重力势能的多少也就不同,所以重力势能是相对的.通常在不明确指出的情况下,都是以地面为零势面的.但应特别注意的是,当物体的位置改变时,其重力势能的变化量与零势面如何选取无关.在实际问题中我们更会关心的是重力势能的变化量.

3弹性势能,发生弹性形变的物体而具有的势能.高中阶段不要求具体利用公式计算弹性势能,但往往要根据功能关系利用其他形式能量的变化来求得弹性势能的变化或某位置的弹性势能.

2.重力做功与重力势能的关系:重力做功等于重力势能的减少量WG=ΔEP减=EP初一EP末,克服重力做功等于重力势能的增加量W克=ΔEP增=EP末—EP初

特别应注意:重力做功只能使重力势能与动能相互转化,不能引起物体机械能的变化.

3、动能和势能重力势能与弹性势能统称为机械能

二、机械能守恒定律

1、内容:在只有重力和弹簧的弹力做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.

2.机械能守恒的条件

1 做功角度:对某一物体,若只有重力或弹簧弹力做功,其他力不做功或其他力做功的代数和为零,则该物体机械能守恒.

2能转化角度:对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.

3.表达形式:EK1+Epl=Ek2+EP2

1我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达

式中EP是相对的.建立方程时必须选择合适的零势能参考面.且每一状态的EP都应是对同一参考面而言的.

2其他表达方式,ΔEP=一ΔEK,系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.

3ΔEa=一ΔEb,将系统分为a、b两部分,a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的减少量。

三、判断机械能是否守恒

首先应特别提醒注意的是,机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飞来的打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统在克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在减少.

1用做功来判断:分析物体或物体受力情况包括内力和外力,明确各力做功的情况,若对物体或系统只有重力或弹力做功,没有其他力做功或其他力做功的代数和为零,则机械能守恒;

2用能量转化来判定:若物体系中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系机械能守恒.

3对一些绳子突然绷紧,物体间非弹性碰撞等除非题目的特别说明,机械能必定不守恒,完全非弹性碰撞过程机械能不守恒

说明:

1.条件中的重力与弹力做功是指系统内重力弹力做功.对于某个物体系统包括外力和内力,只有重力或弹簧的弹力作功,其他力不做功或者其他力的功的代数和等于零,则该系统的机械能守恒,也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化,只能使系统内的动能和势能相互转化.如图5-50所示,光滑水平面上,A与L1、L2二弹簧相连,B与弹簧L2相连,外力向左推B使L1、L2 被压缩,当撤去外力后,A、L2、B这个系统机械能不守恒,因为LI对A的弹力是这个系统外的弹力,所以A、L2、B这个系统机械能不守恒.但对LI、A、L2、B这个系统机械能就守恒,因为此时L1对A的弹力做功属系统内部弹力做功.

2.只有系统内部重力弹力做功,其它力都不做功,这里其它力合外力不为零,只要不做功,机械能仍守恒,即对于物体系统只有动能与势能的相互转化,而无机械能与其他形式转化如系统无滑动摩擦和介质阻力,无电磁感应过程等等,则系统的机械能守恒,如图5-51所示光滑水平面上A,当弹簧被压缩后撤去外力弹开的过程,B相对A没有发生相对滑动,A、B之间有相互作用的力,但对弹簧A、B物体组成的系统机械能守恒.

3.当除了系统内重力弹力以外的力做了功,但做功的代数和为零,但系统的机械能不一定守恒.如图5—52所示,物体m在速度为v0时受到外力F作用,经时间t速度变为vt.vt>v0撤去外力,由于摩擦力的作用经时间t/速度大小又为v0,这一过程中外力做功代数和为零,但是物体m的机械能不守恒。

四.机械能守恒定律与动量守恒定律的区别:

动量守恒是向量守恒,守恒条件是从力的角度,即不受外力或外力的和为零。机械能守恒是标量守恒,守恒条件是从功的角度,即除重力、弹力做功外其他力不做功。

确定动量是否守恒应分析外力的和是否为零,确定系统机械能是否守恒应分析外力和内力做功,看是否只有重力、系统内弹力做功。还应注意,外力的和为零和外力不做功是两个不同的概念。所以,系统机械能守恒时动量不一定守恒;动量守恒时机械能也不一定守恒。判定系统动量,机械能是否守恒的关键是明确守恒条件和确定哪个过程,

五.机械能守恒定律与动能定理的区别。

机械能守恒定律反映的是物体初、末状态的机械能间关系,且守恒是有条件的,而动能定理揭示的是物体动能的变化跟引起这种变化的合外力的功间关系,既关心初末状态的动能,也必须认真分析对应这两个状态间经历的过程中做功情况.

规律方法

1、单个物体在变速运动中的机械能守恒问题

2、系统机械能守恒问题

点评

1对绳索、链条这类的物体,由于在考查过程中常发生形变,其重心位置对物体来说,不是固定不变的,能否确定其重心的位里则是解决这类问题的关键,顺便指出的是均匀质量分布的规则物体常以重心的位置来确定物体的重力势能.此题初态的重心位置不在滑轮的顶点,由于滑轮很小,可视作对折来求重心,也可分段考虑求出各部分的重力势能后求出代数和作为总的重力势能.至于零势能参考面可任意选取,但以系统初末态重力势能便于表示为宜.

2此题也可以用等效法求解,铁链脱离滑轮时重力势能减少,等效为一半铁链至另一半下端时重力势能的减少,然后利用ΔEP=-ΔEK求解,留给同学们思考。

高中物理机械能守恒定律使用条件

高中物理机械能守恒定律解题步骤

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物理机械能守恒定律知识点

物理机械能守恒定律知识点1

1、内容:在只有重力(和弹簧的弹力)做功的情况下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.

2、机械能守恒的条件

(1)做功角度:对某一物体,若只有重力(或弹簧弹力)做功,其他力不做功(或其他力做功的代数和为零),则该物体机械能守恒.

(2)能转化角度:对某一系统,物体间只有动能和重力势能及弹性势能的相互转化,系统和外界没有发生机械能的传递,机械能也没有转变为其他形式的能,则系统机械能守恒.

3、表达形式:EK1+Epl=Ek2+EP2

(1)我们解题时往往选择的是与题目所述条件或所求结果相关的某两个状态或某几个状态建立方程式.此表达式中EP是相对的.建立方程时必须选择合适的零势能参考面.且每一状态的EP都应是对同一参考面而言的.

(2)其他表达方式,EP=一EK,系统重力势能的增量等于系统动能的减少量.

(3)Ea=一Eb,将系统分为a、b两部分,a部分机械能的增量等于另一部分b的机械能的减少量

高中是人生中的关键阶段,大家一定要好好把握高中,编辑老师为大家整理的高一必修2物理机械能守恒定律知识点,希望大家喜欢。

物理机械能守恒定律知识点2

一、知识点

(一)能、势能、动能的概念

(二)功

1、功的定义、定义式及其计算

2、正功和负功的判断:力与位移夹角角度、动力学角度

(三)功率

1、功率的定义、定义式

2、额定功率、实际功率的概念

3、功率与速度的关系式:瞬时功率、平均功率

4、功率的计算:力与速度角度、功与时间角度

(四)重力势能

1、重力做功与路径无关

2、重力势能的表达式

3、重力做功与重力势能的关系式

4、重力势能的.相对性:零势能参考平面

5、重力势能系统共有

(五)动能和动能定理

1、动能的表达式

2、动能定理的内容、表达式

(六)机械能守恒定律:内容、表达式

二、重点考察内容、要求及方式

1、正负功的判断:夹角角度、动力学角度:力对物体产生的加速度与物体运动方向一致或相反,导致物体加速或减速,动能增大或减小(选择、判断)。

2、功的计算:重力做功、合外力做功(动能定理或功的定义角度)(填空、计算)。

3、功率的计算:力与速度角度、功与时间角度(填空、计算)。

4、机车启动模型:功率与速度、力的关系式;运动学规律(填空、计算)。

5、动能定理与受力分析:求牵引力、阻力;要求正确受力分析、运动学规律(计算)。

6、机械能守恒定律应用:机械能守恒定律表达式、设定零势能参考平面;求解动能、高度等。

机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律是高中物理的一个重点部分,也是难点部分。下面是由我为大家整理的“机械能守恒定律相关知识总结”,仅供参考,欢迎大家阅读本文。

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

(1) 只有重力或系统内弹力做功。

(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代数和为零。

3.表达式

(1)Ek+Ep=Ek′+Ep′,表示系统初状态机械能的总和与末状态机械能的总和相等。

(2)ΔEk=-ΔEp,表示系统(或物体)机械能守恒时,系统减少(或增加)的重力势能等于系统增加(或减少)的动能,在分析重力势能的增加量或减少量时,可不选参考平面。

(3)ΔEA增=ΔEB减,表示若系统由A、B两部分组成,则A部分物体机械能的增加量与B部分物体机械能的减少量相等。

4.判断机械能是否守恒方法

(1).利用机械能的定义判断(直接判断):若物体在水平面上匀速运动,其动能、势能均不变,机械能不变.若一个物体沿斜面匀速下滑,其动能不变,重力势能减少,其机械能减少。

(2).用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功,机械能守恒。

(3).用能量转化来判断:若物体系统中只有动能和势能的相互转化而无机械能与其他形式的能的转化,则物体系统机械能守恒。

(4).对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等,除非题目特别说明,否则机械能必定不守恒。

高中物理机械能守恒知识点总结:高中物理机械能守恒

机械能守恒相关知识对物理学的发展具有十分重要的作用,下面是我给大家带来的高中物理机械能守恒知识点总结,希望对你有帮助。

高中物理机械能守恒知识点

机械能守恒定律的表述为:在一过程中若外力不做功,又每一对内非保守力不做功,则质点系机械能守恒,即

可见质点组机械能守恒的条件是:

(1)外力不做功。因为外力做功将导致质点组(或系统)与外界进行能量交换;

(2)每一对内非保守力不做功,或在该过程中的任意时间间隔内,每一对内非保守力所做功的代数和为零。

将不可伸长的轻绳、物体a,物体b和地球视为一质点组,设滑轮是理想的(即不计绳与滑轮、滑轮与轴承间的摩擦),又设悬挂两重物中其中之一的物体b质量较大,于是物体b加速下降,物体a加速上升。对于物体b而言,绳对物体b做负功,物体b对绳做正功,两者做功的代数和为零;对于物体a而言,绳对物体a做正功,物体a对绳做负功,两者做功的代数和为零,故质点组机械能守恒。

下面笔者从能的转化和功能关系角度来分析和理解机械能守恒的本质:

从能量转化角度看,只要在某一物理过程中。系统的机械能总量始终保持不变,而且系统内或系统与外界之间没有机械能转化为其他形式的能,也没有其他形式的能转化为系统的机械能,那么系统的机械能就是守恒的,与系统内是否一定发生动能和势能的相互转化无关。如在光滑的水平面上做匀速直线运动的物体。其机械能守恒;如果系统内或系统与外界之间有其他形式的能与机械能的转化。即使系统机械能总量保持不变,其机械能也是不守恒的,如在水平公路上以速度匀速行驶的汽车或在静止的海水中以速度匀速行驶的轮船,虽然机械能总量保持不变,但系统内有其他形式的能(内能或电能)转化为系统的机械能,系统又克服外界做功将机械能转化成其他形式的能。

从功能关系看,机械能守恒的条件是系统外力不做功,系统内非保守力不做功。这一条件与系统内保守力(重力或弹簧的弹力)是否做功无关,因为重力或弹簧弹力是否做功只是决定系统内是否发生动能和势能的相互转化,做功与否都不会改变系统机械能总量。

由此可知,如果质点组(系统)内各物体所受的所有力(包括重力和弹力)都不做功,则各物体的动能和势能均保持不变,动能和势能也不发生相互转化,此时质点组(或系统)的机械能也是守恒的。这是机械能守恒的特例。因此《教师教学用书》给出的上述习题是正确的。又如在水平面上光滑的圆形轨道上做匀速圆周运动的物体,虽然轨道对物体提供水平方向始终指向圆心的向心力作用,但对物体始终不做功,其机械能总量保持不变,故系统的机械能也是守恒的。

教材中机械能守恒定律的表述为:在只有重力做功的情形下,物体的动能和势能发生相互转化,但机械能总量保持不变。这是机械能守恒定律的常见情形(即在重力势能和动能的相互转化中,只有重力做功的情况。实际上,在重力势能和弹性势能与动能的相互转化中,只有重力和弹簧的弹力做功时,物体的动能和系统的势能之和保持不变,系统的机械能守恒),也是更普遍的能量守恒定律的一种特殊情况。只是为了降低学生学习机械能守恒定律的难度。学习和掌握机械能守恒的条件一定要从能量转化和功能原理的角度来理解,这样更能体现机械能守恒条件的本质。

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