高三物理功和能转化公式总结.docx

《高三物理功和能转化公式总结.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理功和能转化公式总结.docx（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、高三物理功和能转化公式总结高三物理功和能学问点总结 高三物理功和能学问点总结 功和能(功是能量转化的量度)1.功：W=Fscos(定义式)W:功(J)，F:恒力(N)，s:位移(m)，:F、s间的夹角2.重力做功：Wab=mghabm:物体的质量，g=9.8m/s210m/s2，hab：a与b高度差(hab=ha-hb)3.电场力做功：Wab=qUabq:电量(C)，Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=a-b4.电功：W=UIt(普适式)U：电压(V)，I:电流(A)，t:通电时间(s)5.功率：P=W/t(定义式)P:功率瓦(W)，W:t时间内所做的功(J)，t:做功所用时间(s)6.汽

2、车牵引力的功率：P=Fv;P平=Fv平P:瞬时功率，P平:平均功率7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)8.电功率：P=UI(普适式)U：电路电压(V)，I：电路电流(A)9.焦耳定律：Q=I2RtQ:电热(J)，I:电流强度(A)，R:电阻值()，t:通电时间(s)10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt11.动能：Ek=mv2/2Ek:动能(J)，m：物体质量(kg)，v:物体瞬时速度(m/s)12.重力势能：EP=mghEP:重力势能(J)，g:重力加速度，h:竖直高度(m)(从零势能面起)1

3、3.电势能：EA=qAEA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)(从零势能面起)14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加)：W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=EKW合:外力对物体做的总功，EK:动能改变EK=(mvt2/2-mvo2/2)15.机械能守恒定律：E=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh216.重力做功与重力势能的改变(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-EP 高三物理能量转化的量度公式总结 高三物理能量转化的量度公式总结 1.重力G=mg(方向竖直向下，g=9.8m/s210m/s2，

4、作用点在重心，适用于地球表面旁边)2.胡克定律F=kx方向沿复原形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：形变量(m)3.滑动摩擦力F=FN与物体相对运动方向相反，：摩擦因数，FN：正压力(N)4.静摩擦力0f静fm(与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩擦力)5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.6710-11Nm2/kg2,方向在它们的连线上)6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0109Nm2/C2,方向在它们的连线上)7.电场力F=Eq(E：场强N/C，q：电量C，正电荷受的电场力与场强方向相同)8.安培力F=BILsin(为B与L的夹角，当LB时:F=BIL，B/L时:F=0)

5、9.洛仑兹力f=qVBsin(为B与V的夹角，当VB时：f=qVB，V/B时:f=0)注:(1)劲度系数k由弹簧自身确定;(2)摩擦因数与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等确定;(3)fm略大于FN，一般视为fmFN;(4)其它相关内容：静摩擦力(大小、方向)见第一册P8;(5)物理量符号及单位B：磁感强度(T)，L：有效长度(m)，I:电流强度(A)，V：带电粒子速度(m/s),q:带电粒子(带电体)电量(C);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。 高三物理电场公式总结 高三物理电场公式总结 1.两种电荷、电荷守恒定律、元电荷：(e=1.6010-19C);带电

6、体电荷量等于元电荷的整数倍2.库仑定律：F=kQ1Q2/r2(在真空中)F:点电荷间的作用力(N)，k:静电力常量k=9.0109Nm2/C2，Q1、Q2:两点电荷的电量(C)，r:两点电荷间的距离(m)，方向在它们的连线上，作用力与反作用力，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引3.电场强度：E=F/q(定义式、计算式)E:电场强度(N/C)，是矢量(电场的叠加原理)，q:检验电荷的电量(C)4.真空点(源)电荷形成的电场E=kQ/r2r:源电荷到该位置的距离(m)，Q:源电荷的电量5.匀强电场的场强E=UAB/dUAB:AB两点间的电压(V)，d:AB两点在场强方向的距离(m)6.电场力：F=

7、qEF:电场力(N)，q:受到电场力的电荷的电量(C)，E:电场强度(N/C)7.电势与电势差：UAB=A-B，UAB=WAB/q=-EAB/q8.电场力做功：WAB=qUAB=EqdWAB:带电体由A到B时电场力所做的功(J)，q:带电量(C)，UAB:电场中A、B两点间的电势差(V)(电场力做功与路径无关)，E:匀强电场强度，d:两点沿场强方向的距离(m)9.电势能：EA=qAEA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，A:A点的电势(V)10.电势能的改变EAB=EB-EA带电体在电场中从A位置到B位置时电势能的差值11.电场力做功与电势能改变EAB=-WAB=-qUAB(电势能的

8、增量等于电场力做功的负值)12.电容C=Q/U(定义式，计算式)C:电容(F)，Q:电量(C)，U:电压(两极板电势差)(V)13.平行板电容器的电容C=S/4kd(S:两极板正对面积，d:两极板间的垂直距离，：介电常数)常见电容器见其次册P11114.带电粒子在电场中的加速(Vo=0)：W=EK或qU=mVt2/2，Vt=(2qU/m)1/215.带电粒子沿垂直电场方向以速度Vo进入匀强电场时的偏转(不考虑重力作用的状况下)垂直电场方向：匀速直线运动L=Vot(在带等量异种电荷的平行极板中：E=U/d)平行电场方向：初速度为零的匀加速直线运动d=at2/2，a=F/m=qE/m注：(1)两个

9、完全相同的带电金属小球接触时，电量安排规律：原带异种电荷的先中和后平分，原带同种电荷的总量平分;(2)电场线从正电荷动身终止于负电荷，电场线不相交，切线方向为场强方向，电场线密处场强大，顺着电场线电势越来越低，电场线与等势线垂直;(3)常见电场的电场线分布要求熟记见图其次册P98;(4)电场强度(矢量)与电势(标量)均由电场本身确定，而电场力与电势能还与带电体带的电量多少和电荷正负有关;(5)处于静电平衡导体是个等势体，表面是个等势面，导体外表面旁边的电场线垂直于导体表面，导体内部合场强为零，导体内部没有净电荷，净电荷只分布于导体外表面;(6)电容单位换算：1F=106F=1012PF;(7)

10、电子伏(eV)是能量的单位，1eV=1.6010-19J;(8)其它相关内容：静电屏蔽见其次册P101/示波管、示波器及其应用见其次册P114等势面见其次册P105。 功和能 功和能类型：复习课目的要求：精确驾驭功、功率、动能，势能、机械能等概念头，精确理解动能定理、机械能守恒定律功能关系，能娴熟驾驭它们的运用方法。强化解决动力学问题的方法训练和实力培育功一、功的概念1、概念：一个物体受到力的作用,并且在这个力的方向上发生了一段位移,就说这个力对物体做了功.(定义):力和力的作用点通过位移的乘积2.做功的两个必要因素：力和物体在力的方向上的位移3、公式：WFScos（为F与s的夹角）说明：(1

11、)公式只适用于恒力做功位移是指力的作用点通过位移(2)要分清“谁做功，对谁做功”。即：哪个力对哪个物体做功。(3)力和位移都是矢量：两种思路：可以分解力也可以分解位移。如：位移：沿力方向分解，与力垂直方向分解。(4)功是标量，没有方向，但功有正、负值。其正负表示力在做功过程中所起的作用。正功表示动力做功(此力对物体的运动有推动作用)，负功表示阻力做功，功的正负表示还表示能的转移方向(5)功大小只与F、s、这三个量有关与物体是否还受其他力、物体运动的速度、加速度等其他因素无关，也与物体运动的路径无关与物体的运动形式(无论是匀速或变速)无关，也与物体同时受到的其他力无关.提到做功：肯定要明确？力对

12、？物体在？个过程中做功，正还是负，数值是多少。做功后能量如何转化。(6)探讨：当=00时，WFS表示力的方向与位移方向相同。力对物体做正功当0a900时，W0，力对物体做正功；当=900时，W0，力对物体不做功；当9001800时，W0，力对物体做负功或说成物脚体克服这个力做功，从二个角度来描述同一个问题当=1800时，W-FS表示力的方向与位移方向相反。力对物体做负功4、功正、负的三种推断方法：一个力对物体做不做功，是正功还是负功，推断的方法是：力与位移之间夹角：常用于推断恒力做功状况。力与速度之间夹角：常用于推断曲线运动力做功状况为锐角时，力对物体做正功，为钝角时，力对物体做负功，为直角时

13、，力对物体不做功。看物体之间是否有能量的转化：若有则肯定有能量的转化，常用与关联物体做曲线运动状况。5、力学中求功方法：公式求：WFScos（只适用于恒力做功，可分角力也可分角位移）W=Pt动能定理：W=EK2一Ek1，能量的转化状况求，（功是能量转达化的量度）F-s图象，图象与位移轴所围均“面积”为功的数值6、两类不同的力做功求解的典型状况一类是与势能相关的力，如重力、弹簧的弹力、电场力等，它们的功与路程无关系，只与位移有关。另一类是滑动摩擦力，空气阻力等，这类力做功与物体的运动路径有关。滑动摩擦力做功要看物体运动的路程，这是摩擦力做功的特点，必需牢记。7.功和能单位：焦耳（J)1J1Nm.

14、1ev=1.610-19J8.物理意义：表示力在空间上的积累效应，是能的转化的量度9.力的三种效果:力的瞬时效应,变更物体的运动状态,产生加速成度.力的时间积累效应:使物体产生冲量,变更物体的动量.是动量转化的量度力的空间积累效应，对物体做功,变更物体的能量,是能的转化的量度 二、留意的几个问题F：当F是恒力时，我们可用公式WFscos运算；当F大小不变而方向改变时，分段求力做的功；当F的方向不变而大小改变时，不能用WFscos公式运算（因数学学问的缘由），我们只能用动能定理求力做的功S：是力的作用点通过的位移，用物体通过的位移来表述时，在很多问题上学生往往会产生一些错觉，在后面的练习中会相识

15、到这一点，另外位移S应当弄清是相对哪一个参照物的位移功是过程量：即做功必定对应一个过程（位移），应明确是哪个力在哪一过程中的功什么力做功：在探讨问题时，必需弄明白是什么力做的功点评：求功，必需清晰地知道是哪个力的功，应正确地画出力、位移，再求力的功 规律方法1、功的计算方法1.由公式W=Fscos求解(两种处理方法)：W等于力F乘以物体在力F方向上的分位移scos,即将物体的位移分解为沿F方向上和垂直F方向上的两个分位移W等于力F在位移s方向上的分力Fcos乘以物体的位移s，即将力F分解为沿s方向和垂直s方向的两个分力留意：这种方法只能用来计算恒力做功（轨迹可以是直线也可以是曲线）2、多个力的

16、总功求解用平行四边形定则求出合外力，再依据wF合scos计算功留意应是合外力与位移s间的夹角分别求各个外力的功：W1F1scos1，W2=F2scos2再求各个外力功的代数和3、变力做功问题WFscos是用来计算恒力的功，若是变力，求变力的功只有通过将变力转化为恒力，再用WFscos计算有两类不同的力：一类是与势能相关联的力，比如重力、弹簧的弹力以及电场力等，它们的功与路径无关，只与始末点的位置有关；另一类是滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或来回运动时，这类力(大小不变)功等于力和路程（不是位移）的积依据功和能关系求变力的功如：依据势能的改变求对应的力做的功，依据动能定理求变力做的功，等等依

17、据功率恒定，求变力的功，W=Pt.求出变力F对位移的平均力来计算，当变力F是位移s的线性函数时，平均力作出变力F随位移，改变的图象，图象与位移轴所围均“面积”即为变力做的功4、做功求解的典型状况留意力、冲量、功的区分除了它们的物理定义、单位以及是标量还是矢量以外，从动力学观点来看：(1)力和物体的运动状态的改变存在着瞬时因果关系，即力是产生加速度的缘由,有力才有加速度,力变加速度变，它们之间的因果规律用牛顿其次定律来表达(2)力的冲量反映的是力持续在一段时间的作用效果的累积量其结果是要引起物体动量的变更，它们之间的因果规律用动量定理来表达(3)功是力持续作用在一段空间位移上的作用效果的累积量，

18、是标量其结果是要引起物体动能的变更，它们之间的因果规律用动能定理来表达作用力和反作用力的做功作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功，不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反，就肯定有作用力、反作用力的功数值相等，一正一负所以作用力与反作用力做功不肯定相等，但冲量的大小相等摩擦力的做功A、静摩擦力做功的特点(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。(2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能(3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。 B滑动

19、摩擦力做功有以下的特点(1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。(如相对运动的两物体之一对地面静止，则滑动摩擦力对该物不做功)(2)在相互摩擦的物体系统中，一对相互作用的滑动摩擦力做功的过程，对物体系统所做总功的多少与路径有关，能量的转化和转移的状况有两个方面：一是相互摩擦的物体通过摩擦力做功将部分机械能转移另一个物体上，其值是负值，等于摩擦力与相对路程的积，即Wf=f滑S相对二是部分机械能转化为内能，此部分能量就是系统机械能的损失量表示物体系统损失机械能克服了摩擦力做功，E损=f滑S相对=Q(摩擦生热)肯定要理解“摩擦生热”指的是滑动摩擦“生热，在相对滑动的过程

20、中，通过摩擦力对系统做功来求解，必需求出摩擦力在相对路程上的功(3)滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或来回运动时等于力和路程（不是位移）的乘积 如图所示，上面不光滑的长木板，放在光滑的水平地面上，一小木块以速度V0从木板的左端滑上木板，当木块和木板相对静止时，木板相对地面滑动了S，小木块相对木板滑动了d，则由动能定理知：滑动摩擦力对木块所做功为：W木块=一f（dS）滑动摩擦力对木板所做功为：W木板=fs所以，木块动能增量为：EK木块=一f（ds）木板动能增量为：EK木板=fs由得：EK木块EK木板=一fd式表明木块和木板组成的系统的机械能的削减量等于滑动摩擦力与木块相对木板的位移的乘积。

21、这部分削减的能量转化为内能。扩展与探讨：点评：求功的思路共有四条(1)由功的定义恒力做功；(2)由能量关系求解；(3)由功率的定义；(4)由动能定理求解试题展示 功率一、功率的定义:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率，它表示物体做功的快慢二、单位：瓦（w），千瓦（kw）；三、标量四、公式:PWtFv1PWt所求的是这段时间内平均功率2PFv当v为平均值时为平均功率，当v为即时值时为即时功率3PFv应用时，F、v必需同向，否则应分解F或v，使二者同向这里的P=Fv事实上是Fvcos、为F、v夹角4我们处理问题时必需清晰是哪一个力的功率，如一个机械的功率为P，这里指的是牵引力的功率，不行认为是机

22、械所受合外力的功率五、发动机铭牌上的功率,是额定功率,也就是说该机正常运行时的最大输出功率，该机工作时输出功率要小于或等于此值规律方法1、功率的计算方法点评：（1）明确是什么力做功功率；（2）清晰是平均功率还是即时功率点评：应弄清哪一个力对哪一个物体做功，其功率是什么2、两种功率点评:物体在恒力作用下的变速运动或在变力作用下的运动，力做功的瞬时功率一般都随时间改变，因此，在求某力在某时的瞬时功率或探讨某力做功的瞬时功率随时间的改变时，都应依据公式P=Ftcos来进行分析和计算点评：综上所述不难发觉，敏捷地转换物理模型是一种重要的物理思想方法。学会这种方法，就会使我们在解决物理问题时变得从容自如

23、，巧解速解物理问题，从而提高学习的效率。3、汽车起动问题分析(1)当以恒定功率运动时，做加速度越来越小的变加速直线运动，a=，当F牵f时，加速度a0，此时的速度为最大速度所以vm=p/f，以后机车做匀速直线运动。(2)欲使汽车从静止起先做匀加速直线运动，一起先不能用额定功率，功率必需随着速度增加而增加，使P/v=F恒定；这种运动持续一段时间后汽车又做加速度越来越小的加速运动，最终达到最大速度vm，所以求匀加速直线运动的时间不行用t=vm/a，必需用v=P额/F，而t=v/a，由此得：t=P额/Fa点评（1）此类问题关键是发动机的功率是否达到额定功率，若在额定功率下起动，则肯定是交加速运动，因为

24、牵引力随速度的增大而减小求解时不能用匀变速运动的规律来解详细改变过程可用如下示意图表示（2）特殊留意匀加速起动时，牵引力恒定当功率随速度增至预定功率时的速度（匀加速结束时的速度），并不是车行的最大速度此后，车仍要在额定功率下做加速度减小的加速运动（这阶段类同于额定功率起动）直至a=0时速度达到最大详细改变过程可用如下示意图 动能动能定理一、动能假如一个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量物体由于运动而具有的能Ekmv2，其大小与参照系的选取有关动能是描述物体运动状态的物理量是相对量。二、动能定理做功可以变更物体的能量全部外力对物体做的总功等于物体动能的增量W1W2W3mvt2mv02(1)

25、反映了物体动能的改变与引起改变的缘由力对物体所做功之间的因果关系可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能的减小所以正功是加号，负功是减号。(2)“增量”是末动能减初动能EK0表示动能增加，EK0表示动能减小(3)动能定理适用单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化在动能定理中总功指各外力对物体做功的代数和这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等(4)各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不同时，分别求力做功，然后求代数和(5)力的独立作用原理使我们有了牛顿其

26、次定律、动量定理、动量守恒定律的重量表达式但动能定理是标量式功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解故动能定理无重量式在处理一些问题时，可在某一方向应用动能定理(6)动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的状况下得出的但它也适用于变为及物体作曲线运动的状况即动能定理对恒力、变力做功都适用；直线运动与曲线运动也均适用(7)对动能定理中的位移与速度必需相对同一参照物三、由牛顿其次定律与运动学公式推出动能定理设物体的质量为m，在恒力F作用下，通过位移为S，其速度由v0变为vt，则：依据牛顿其次定律F=ma依据运动学公式2as=vt2一v02由得：FS=mvt2mv02四应用动能定理可解决的问题

27、恒力作用下的匀变速直线运动，凡不涉及加速度和时间的问题，利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简洁的多用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题规律方法1.动能定理应用的基本步骤应用动能定理涉及一个过程，两个状态所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能动能定理应用的基本步骤是：选取探讨对象，明确并分析运动过程分析受力及各力做功的状况,受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和明确过程始末状态的动能Ek1及EK2列方程W=EK2一Ek1，必要时留意分析题目的潜在条

28、件，补充方程进行求解2、应用动能定理的优越性(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能改变与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制(2)一般来说，用牛顿其次定律和运动学学问求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿其次定律和运动学学问却无法求解可以说，娴熟地应用动能定理求解问题，是一种高层次的思维和方法，应当增加用动能定理解题的主动意识(3)用动能定理可求变力所做的功在某些问题中，由于力F的大小、方向的改

29、变，不能干脆用W=Fscos求出变力做功的值，但可由动能定理求解3、应用动能定理要留意的问题留意1由于动能的大小与参照物的选择有关，而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来，因此应用动能定理解题时，动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定留意2用动能定理求变力做功，在某些问题中由于力F的大小的改变或方向改变，所以不能干脆由W=Fscos求出变力做功的值此时可由其做功的结果动能的改变来求变为F所做的功留意3区分动量、动能两个物理概念动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量，动量是矢量，动能是标量动量的变更必需经过一个冲量的过程，动能的变更必需经过一个做

30、功的过程动量是矢量，它的变更包括大小和方向的变更或者其中之一的变更而动能是标量，它的变更仅是数量的改变动量的数量与动能的数量可以通过P2=2mEK联系在一起，对于同一物体来说，动能EK改变了，动量P必定改变了，但动量改变了动能不肯定改变例如动量仅仅是方向变更了，这样动能就不变更对于不同的物体，还应考虑质量的多少留意4动量定理与动能定理的区分，两个定理分别描述了力对物体作用效应，动量定理描述了为对物体作用的时间积累效应，使物体的动量发生改变，且动量定理是矢量武；而动能定理描述了力对物体作用的空间积累效应，使物体的动能发生改变，动能定理是标量式。所以两个定理分别从不同角度描述了为对物体作用的过程中

31、，使物体状态发生改变规律，在应用两个定理解决物理问题晚要依据题目要求，选择相应的定理求解。4、动能定理的综合应用动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点，也是高考考查的重点，解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒，哪一过程中应用动能定理、动量定理 机械能守恒定律学问简析一、机械能1由物体间的相互作用和物体间的相对位置确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，表达式为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

32、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，明显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状况下，都是以地面为零势面的但应特殊留意的是，当物体的位置变更时，其重力势能的改变量与零势面如何选取无关在实际问题中我们更会关切的是重力势能的改变量(3)弹性势能，发生弹性形变的物体而具有的势能中学阶段不要求详细利用公式计算弹性势能，但往往要依据功能关系利用其他形式能量的改变来求得弹性势能的改变或某位置的弹性势能2重力做功与重力势能的关系：重力

33、做功等于重力势能的削减量WG=EP减=EP初一EP末，克服重力做功等于重力势能的增加量W克=EP增=EP末EP初特殊应留意：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改变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）做功的状况下，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，系统和外界没有发朝气械能的传递，

34、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：EK1Epl=Ek2EP2（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需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削减量（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的机械能的削减量，三、推断机械能是否守恒首先应特殊提示留意的是，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，例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程

35、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削减(1)用做功来推断：分析物体或物体受力状况（包括内力和外力），明确各力做功的状况，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殊说明,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

36、，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550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

37、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551所示光滑水平面上A与弹簧相连，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，但系统的机械能不肯定守恒如图552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（vtv0）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分：动量守恒是矢量守

38、恒，守恒条件是从受力的角度，即不受外力或外力的和为零。机械能守恒是标量守恒，守恒条件是从力做功的角度，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。还应留意，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肯定守恒；动量守恒时机械能也不肯定守恒。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分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改变跟引起这种改变的合外力的功间

39、关系，既关切初末状态的动能，也必需仔细分析对应这两个状态间经验的过程中做功状况规律方法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，顺便指出的是匀称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随意选取，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

40、能削减，等效为一半铁链至另一半下端时重力势能的削减，然后利用EP=EK求解，留给同学们思索机械能守恒定律的应用一、应用机械能守恒定律解题的基本步骤（1）依据题意选取探讨对象（物体或系统）（2）明确探讨对象的运动过程，分析对象在过程中的受力状况，弄清各力做功的状况，推断机械能是否守恒（3）恰当地选取零势面，确定探讨对象在过程中的始态和末态的机械能（4）依据机械能守恒定律的不同表达式列式方程，若选用了增（减）量表达式，（3）就应成为确定过程中，动能、势能在过程中的增减量或各部分机械能在过程中的增减量来列方程进行求解规律方法1、机械能守恒定律与圆周运动结合工2、机械能守恒定律的敏捷运用物体在绳、杆、

41、轨道约束的状况下在竖直平面内做圆周运动，往往伴随着动能，势能的相互转化，若机械能守恒，即可依据机械能守恒去求解物体在运动中经过某位里时的速度，再结合圆周运动、牛顿定律可求解相关的运动学、动力学的量功能问题的综合应用一、功能关系1能是物体做功的本事也就是说是做功的根源功是能量转化的量度原委有多少能量发生了转化，用功来量度，二者有根本的区分，功是过程量，能是状态量2我们在处理问题时可以从能量改变来求功,也可以从物体做功的多少来求能量的改变.不同形式的能在转化过程中是守恒的3、功和能量的转化关系合外力对物体所做的功等于物体动能的增量W合=Ek2一Ek1（动能定理）只有重力做功（或弹簧的弹力）做功，物

42、体的动能和势能相互转化，物体的机械能守恒。重力功是重力势能改变的量度,即WG=EP重一（EP末一EP初)=EP初一EP末弹力功是弹性势能改变的量度，即：W弹一EP弹一（EP末一EP初)=EP初一EP末除了重力，弹力以外的其他力做功是物体机械能改变的量度，即：W其他=E末一E初一对滑动摩擦力对系统做总功是系统机械能转化为内能的量度，即：fS相Q电场力功是电势能改变的量度，即：WE=qU=一E=-(E末一E初）=E初一E末分子力功是分子势能改变的量度4、对绳子突然绷紧，物体间非弹性碰撞(碰撞后两物体粘在一起)、有滑动摩擦力做功等的过程中肯定有机械能损失。二、能的转化和守恒能量既不能凭空产生，也不能

43、凭空消逝，它只能从一种形式的能转化为另一种形式的能，或者从一个物体转移到另一个物体，能的总量保持不变。1应用能量守恒定律的两条思路：（1）某种形式的能的削减量，肯定等于其他形式能的增加量（2）某物体能量的削减量，肯定等于其他物体能量的增加量2摩擦力做功的过程能量转化的状况（滑动摩擦力、静摩擦力做功特点）3用能量守恒定律解题的步骤确定探讨的对象和范围，分析在探讨的过程中有多少种不同形式的能（包括动能、势能、内能、电能等）发生改变找出削减的能并求总的削减量E减，找出增加的能并求总的增加量E增由能量守恒列式，E减=E增。代入已知条件求解求功方法单位：Jev=1.910-19J度=kwh=3.6106

44、J1u=931.5Mev力学：W=Fscos(适用于恒力功的计算)理解正功、零功、负功功是能量转化的量度W=Pt()功率:(在t时间内力对物体做功的平均功率)P=Fv(F为牵引力,不是合外力；V为即时速度时,P为即时功率.V为平均速度时,P为平均功率.P肯定时,F与V成正比）动能：重力势能Ep=mgh(凡是势能与零势能面的选择有关)动能定理：外力对物体所做的总功等于物体动能的改变(增量)公式：W合=W合W1+W2+Wn=Ek=Ek2一Ek1=W合为外力所做功的代数和(W可以不同的性质力做功)既为物体所受合外力的功。外力既可以有几个外力同时作用，也可以是各外力先后作用或在不同过程中作用：功是能量

45、转化的量度(最易忽视)主要形式有：惯穿整个中学物理的主线“功是能量转化的量度”这一基本概念含义理解。重力的功-量度-重力势能的改变物体重力势能的增量由重力做的功来量度：WG=-EP，这就是势能定理。与势能相关的力做功特点:如重力,弹力,分子力,电场力它们做功与路径无关,只与始末位置有关.除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功变更机械能；这就是机械能定理。只有重力做功时系统的机械能守恒。电场力的功-量度-电势能的改变分子力的功-量度-分子势能的改变合外力的功-量度-动能的改变；这就是动能定理。摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能(发热)一对互为作用力反作用力的摩擦力做的总功，用来量度该过程系统由于

46、摩擦而减小的机械能，也就是系统增加的内能。fd=Q（d为这两个物体间相对移动的路程）。热学：E=Q+W（热力学第肯定律）电学：WABqUABF电dE=qEdE动能(导致电势能变更)WQUUItI2RtU2t/RQI2RtE=I(R+r)=u外+u内=u外+IrP电源t=uIt+E其它P电源=IE=IU+I2Rt磁学：安培力功WF安dBILd内能(发热)光学：单个光子能量Eh一束光能量E总Nh(N为光子数目)光电效应hW0跃迁规律：h=E末-E初辐射或汲取光子原子：质能方程：Emc2Emc2留意单位的转换换算机械能守恒定律：机械能=动能+重力势能+弹性势能(条件:系统只有内部的重力或弹力做功).

47、守恒条件：(功角度)只有重力和弹簧的弹力做功；(能转化角度)只发生动能与势能之间的相互转化。“只有重力做功”“只受重力作用”。在某过程中物体可以受其它力的作用，只要这些力不做功，或所做功的代数和为零，就可以认为是“只有重力做功”。列式形式：E1=E2(先要确定零势面)P减(或增)=E增(或减)EA减(或增)=EB增(或减)或者Ep减=Ek增除重力和弹簧弹力做功外,其它力做功变更机械能；滑动摩擦力和空气阻力做功W=fd路程E内能(发热)4功能关系：功和能的关系贯穿整个物理学。功是能量转化的量度。有两层含义：(1)做功的过程就是能量转化的过程,(2)做功的多少确定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度强调：功是一种过程量，它和一段位移（一段时间）相对应；而能是一种状态量，它与一个时刻相对应。两者的单位是相同的(都是J)，但不能说功就是能，也不能说“功变成了能”。做功的过程是物体能量的转化过程，做了多少功，就有多少能量发生了改变，功是能量转化的量度(1)动能定理合外力对物体做的总功=物体动能的增量即 (2)与势能相关力做功导致与之相关的势能改变重力重力对物体所做的功=物体重力势能增量的负值即WG=EP1EP2=EP重力做正功，重力势能削减；重力做负功，重力势