高三物理機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)
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高三物理機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)1
1.功
(1)功的定義:力和作用在力的方向上通過(guò)的位移的乘積.是描述力對(duì)空間積累效應(yīng)的物理量，是過(guò)程量.
定義式:W=F?s?cosθ，其中F是力，s是力的作用點(diǎn)位移(對(duì)地)，θ是力與位移間的夾角.
(2)功的大小的計(jì)算方法:
①恒力的功可根據(jù)W=F?S?cosθ進(jìn)行計(jì)算，本公式只適用于恒力做功.②根據(jù)W=P?t，計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)平均做功.③利用動(dòng)能定理計(jì)算力的功，特別是變力所做的功.④根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度反過(guò)來(lái)可求功.
(3)摩擦力、空氣阻力做功的計(jì)算:功的大小等于力和路程的乘積.
發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩物體的這一對(duì)相互摩擦力做的總功:W=fd(d是兩物體間的相對(duì)路程)，且W=Q(摩擦生熱)
2.功率
(1)功率的概念:功率是表示力做功快慢的物理量，是標(biāo)量.求功率時(shí)一定要分清是求哪個(gè)力的功率，還要分清是求平均功率還是瞬時(shí)功率.
(2)功率的計(jì)算①平均功率:P=W/t(定義式)表示時(shí)間t內(nèi)的平均功率，不管是恒力做功，還是變力做功，都適用.②瞬時(shí)功率:P=F?v?cosαP和v分別表示t時(shí)刻的功率和速度，α為兩者間的夾角.
(3)額定功率與實(shí)際功率：額定功率:發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的最大功率.實(shí)際功率:發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率，它可以小于額定功率，但不能長(zhǎng)時(shí)間超過(guò)額定功率.
(4)交通工具的啟動(dòng)問(wèn)題通常說(shuō)的機(jī)車的功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的功率實(shí)際是指其牽引力的功率.
①以恒定功率P啟動(dòng):機(jī)車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是先作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)，.
②以恒定牽引力F啟動(dòng):機(jī)車先作勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)功率增大到額定功率時(shí)速度為v1=P/F，而后開(kāi)始作加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后以最大速度vm=P/f作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
3.動(dòng)能:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能.表達(dá)式:Ek=mv2/2(1)動(dòng)能是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量.(2)動(dòng)能和動(dòng)量的區(qū)別和聯(lián)系
①動(dòng)能是標(biāo)量，動(dòng)量是矢量，動(dòng)量改變，動(dòng)能不一定改變;動(dòng)能改變，動(dòng)量一定改變.
②兩者的物理意義不同:動(dòng)能和功相聯(lián)系，動(dòng)能的變化用功來(lái)量度;動(dòng)量和沖量相聯(lián)系，動(dòng)量的變化用沖量來(lái)量度.③兩者之間的大小關(guān)系為EK=P2/2m
4.動(dòng)能定理:外力對(duì)物體所做的總功等于物體動(dòng)能的變化.
(1)動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況.(2)功和動(dòng)能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動(dòng)能定理無(wú)分量式.
(3)應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài)，沒(méi)有守恒條件的限制，也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以，凡涉及力和位移，而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，都可以用動(dòng)能定理分析和解答，而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.
(4)當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)是由幾個(gè)物理過(guò)程所組成，又不需要研究過(guò)程的中間狀態(tài)時(shí)，可以把這幾個(gè)物理過(guò)程看作一個(gè)整體進(jìn)行研究，從而避開(kāi)每個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程的具體細(xì)節(jié)，具有過(guò)程簡(jiǎn)明、方法巧妙、運(yùn)算量小等優(yōu)點(diǎn).
5.重力勢(shì)能
(1)定義:地球上的物體具有跟它的高度有關(guān)的能量，叫做重力勢(shì)能。
①重力勢(shì)能是地球和物體組成的系統(tǒng)共有的，而不是物體單獨(dú)具有的.②重力勢(shì)能的大小和零勢(shì)能面的選取有關(guān).③重力勢(shì)能是標(biāo)量，但有“+”、“-”之分.
(2)重力做功的特點(diǎn):重力做功只決定于初、末位置間的高度差，與物體的運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān).WG=mgh.
(3)做功跟重力勢(shì)能改變的關(guān)系:重力做功等于重力勢(shì)能增量的負(fù)值.
6.彈性勢(shì)能:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量.
7.機(jī)械能守恒定律
(1)動(dòng)能和勢(shì)能(重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能)統(tǒng)稱為機(jī)械能，E=Ek+Ep.
(2)機(jī)械能守恒定律的內(nèi)容:在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢(shì)能(及彈性勢(shì)能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變.(3)機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式
(4)系統(tǒng)機(jī)械能守恒的三種表示方式:
①系統(tǒng)初態(tài)的總機(jī)械能E1等于末態(tài)的總機(jī)械能E2，即E1=E2
②系統(tǒng)減少的總重力勢(shì)能ΔEP減等于系統(tǒng)增加的總動(dòng)能ΔEK增，即ΔEP減=ΔEK增
③若系統(tǒng)只有A、B兩物體，則A物體減少的機(jī)械能等于B物體增加的機(jī)械能，即ΔEA減=ΔEB增
高三物理機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)2
1、功(A級(jí))
(2)公式：W=Fscosα，其中α為F與位移s的夾角，F(xiàn)是力的大小，s是位移大小。
(3)單位：焦耳(J)，1J=1N·m
(4)功是標(biāo)量：沒(méi)有方向，但有正負(fù)。正負(fù)表示是動(dòng)力做功、還是阻力做功，正功并不大于負(fù)功。
(ⅰ)當(dāng)0<α<900時(shí)，W>0，力對(duì)物體做正功;
(ⅱ)當(dāng)α=900時(shí)，W=0，力對(duì)物體不做功;
(ⅲ)當(dāng)900<α<1800時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功或說(shuō)成物體克服這個(gè)力做功。
(5)總功的計(jì)算
(ⅱ)先分別求出各個(gè)外力做的功，再把各個(gè)外力的功代數(shù)相加。
2、功率(A級(jí))
(1)定義：功與完成這些功所用時(shí)間的比值。
(2)公式：定義式 P=W/t ，一般用于計(jì)算平均功率。
計(jì)算式 P=F·v cosα，一般用于計(jì)算瞬時(shí)功率，其中F是力的大小，v是瞬時(shí)速度，α是F與v的夾角。對(duì)于F和v在同一直線上，可直接用P=F·v來(lái)計(jì)算。
3、動(dòng)能(A級(jí))
(1)定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能。
(2)公式：Ek=1/2 mv2，是標(biāo)量，動(dòng)能只與速度的大小有關(guān)，而與方向無(wú)關(guān)。
4、動(dòng)能定理(A級(jí))
(2)公式：W合=1/2 mv22-1/2 mv12
5、重力勢(shì)能(A級(jí))
(1)定義：地球上的物體具有的跟它的高度有關(guān)的能，它是物體和地球的系統(tǒng)所共有的。
(2)表達(dá)式：Ep=mgh，重力勢(shì)能具有相對(duì)性，物體在某位置具有的勢(shì)能和零勢(shì)能面的選擇有關(guān)。物體在兩位置間的勢(shì)能差和零勢(shì)能面的選擇無(wú)關(guān)。
6、機(jī)械能守恒定律(B級(jí))
(1)物體的動(dòng)能和勢(shì)能的總和稱為物體的機(jī)械能。
(3)表達(dá)式：① Ek1+Ep1=Ek2+Ep2 (初末勢(shì)能要選同一零勢(shì)能參考面)
② △Ek=-△Ep
(4)條件：系統(tǒng)內(nèi)只有重力(或彈力)做功，其它力不做功，或雖作功但做功的代數(shù)和為零。
7、能量守恒定律 能源(A級(jí))
(1)能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，這就是能量守恒定律。
(2)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。
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1.功：W=Fscosα(定義式){W:功(J)，F(xiàn):恒力(N)，s:位移(m)，α:F、s間的夾角｝
2.重力做功：Wab=mghab{m:物體的質(zhì)量，g=9.8m/s2≈10m/s2，hab：a與b高度差(hab=ha-hb)}
3.電場(chǎng)力做功：Wab=qUab{q:電量(C)，Uab:a與b之間電勢(shì)差(V)即Uab=φa-φb｝
4.電功：W=UIt(普適式){U：電壓(V)，I:電流(A)，t:通電時(shí)間(s)｝
5.功率：P=W/t(定義式){P:功率[瓦(W)]，W:t時(shí)間內(nèi)所做的功(J)，t:做功所用時(shí)間(s)｝
6.汽車牽引力的功率：P=Fv;P平=Fv平{P:瞬時(shí)功率，P平:平均功率}
7.汽車以恒定功率啟動(dòng)、以恒定加速度啟動(dòng)、汽車行駛速度(vmax=P額/f)
8.電功率：P=UI(普適式){U：電路電壓(V)，I：電路電流(A)｝
9.焦耳定律：Q=I2Rt{Q:電熱(J)，I:電流強(qiáng)度(A)，R:電阻值(Ω)，t:通電時(shí)間(s)｝
10.純電阻電路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
11.動(dòng)能：Ek=mv2/2{Ek:動(dòng)能(J)，m：物體質(zhì)量(kg)，v:物體瞬時(shí)速度(m/s)｝
12.重力勢(shì)能：EP=mgh{EP:重力勢(shì)能(J)，g:重力加速度，h:豎直高度(m)(從零勢(shì)能面起)｝
13.電勢(shì)能：EA=qφA{EA:帶電體在A點(diǎn)的電勢(shì)能(J)，q:電量(C)，φA:A點(diǎn)的電勢(shì)(V)(從零勢(shì)能面起)｝
14.動(dòng)能定理(對(duì)物體做正功,物體的動(dòng)能增加)：
W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
{W合:外力對(duì)物體做的總功，ΔEK:動(dòng)能變化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)｝
15.機(jī)械能守恒定律：ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
16.重力做功與重力勢(shì)能的變化(重力做功等于物體重力勢(shì)能增量的負(fù)值)WG=-ΔEP
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