高中物理必修二:機械能守恒定律考點/易錯點
2019-03-04 15:49:17三好網(wǎng)
今天給大家?guī)砀咧形锢肀匦薅䴔C械能守恒定律知識點八大考點/易錯點歸類。
知識網(wǎng)絡(luò)
考點1.功
1,功的公式:W=Fscosθ
0≤θ< 90°
力F對物體做正功
θ= 90°
力F對物體不做功
90°<θ≤180°
力F對物體做負(fù)功
特別注意:
�、俟街贿m用于恒力做功
�、� F和S是對應(yīng)同一個物體的;
�、勰沉ψ龅墓H由F、S和q決定, 與其它力是否存在以及物體的 運動情況都無關(guān)。
2. 重力的功:WG=mgh ——只跟物體的重力及物體移動的始終位置的高度差有關(guān),跟移動的路徑無關(guān)。
3. 摩擦力的功(包括靜摩擦力和滑動摩擦力)
摩擦力可以做負(fù)功,摩擦力可以做正功,摩擦力可以不做功 ,
一對靜摩擦力的總功一定等于0,一對滑動摩擦力的總功等于 - fΔS
4. 彈力的功
�。�1)彈力對物體可以做正功可以不做功,也可以做負(fù)功。
(2)彈簧的彈力的功——W= 1/2 kx12– 1/2 kx22(x1 、x2為彈簧的形變量)
5. 合力的功——有兩種方法:
�。�1)先求出合力,然后求總功,表達式為
ΣW=ΣF×S ×cosθ
(2)合力的功等于各分力所做功的代數(shù)和,即
ΣW=W1 +W2+W3+……
6. 變力做功:基本原則——過程分割與代數(shù)累積
�。�1)一般用動能定理 W合=ΔEK 求之 ;
(2)也可用(微元法)無限分小法來求, 過程無限分小后, 可認(rèn)為每小段是恒力做功
�。�3)還可用F-S圖線下的“面積”計算.
�。�4)或先尋求F對S的平均作用力
7. 做功意義的理解問題:解決功能問題時,把握“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”這一要點,做功意味著能量的轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)化,做多少功,相應(yīng)就有多少能量發(fā)生轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化
考點2.功率
1. 定義式:,所求出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。
2. 計算式:P=Fvcos θ , 其中θ是力F與速度v間的夾角。用該公式時,要求F為恒力。
�。�1)當(dāng)v為即時速度時,對應(yīng)的P為即時功率;
�。�2)當(dāng)v為平均速度時,對應(yīng)的P為平均功率。
(3)重力的功率可表示為 PG =mgv⊥ ,僅由重力及物體的豎直分運動的速度大小決定。
�。�4)若力和速度在一條直線上,上式可簡化為 Pt=F·vt
考點3.動能
1. 定義:物體由于運動而具有的能叫動能
2. 表達式為:
3. 動能和動量的關(guān)系:動能是用以描述機械運動的狀態(tài)量。動量是從機械運動出發(fā)量化機械運動的狀態(tài),動量確定的物體決定著它克服一定的阻力還能運動多久;動能則是從機械運動與其它運動的關(guān)系出發(fā)量化機械運動的狀態(tài),動能確定的物體決定著它克服一定的阻力還能運動多遠。
考點4.動能定理
1. 定義:合外力所做的總功等于物體動能的變化量. —— 這個結(jié)論叫做動能定理.
2. 表達式:,
式中W合是各個外力對物體做功的總和,ΔEK是做功過程中始末兩個狀態(tài)動能的增量.
3. 推導(dǎo):動能定理實際上是在牛頓第二定律的基礎(chǔ)上對空間累積而得:
在牛頓第二定律 F=ma 兩端同乘以合外力方向上的位移s,即可得
4. 對動能定理的理解:
�、偃绻矬w受到幾個力的共同作用,則(1)式中的 W表示各個力做功的代數(shù)和,即合外力所做的功. W合=W1+W2+W3+……
�、趹�(yīng)用動能定理解題的特點:跟過程的細節(jié)無關(guān).即不追究全過程中的運動性質(zhì)和狀態(tài)變化細節(jié).
③動能定理的研究對象是質(zhì)點.
�、軇幽芏ɡ韺ψ兞ψ龉η闆r也適用.動能定理盡管是在恒力作用下利用牛頓第二定律和運動學(xué)公式推導(dǎo)的,但對變力做功情況亦適用. 動能定理可用于求變力的功、曲線運動中的功以及復(fù)雜過程中的功能轉(zhuǎn)換問題.
�、輰贤饬Φ墓� (總功) 的理解
�、趴梢允菐讉力在同一段位移中的功,也可以是一個力在幾段位移中的功,還可以是幾個力在幾段位移中的功
�、魄罂偣τ袃煞N方法:
一種是先求出合外力,然后求總功,表達式為
ΣW=ΣF×S ×cos q q為合外力與位移的夾角
另一種是總功等于各力在各段位移中做功的代數(shù)和,即ΣW=W1 +W2+W3+……
考點5.重力做功的特點與重力勢能
1. 重力做功的特點:重力做功與路徑無關(guān),只與始末位置的豎直高度差有關(guān),當(dāng)重力為的物體從A點運動到B點,無論走過怎樣的路徑,只要A、B兩點間豎直高度差為h,重力mg所做的功均為
2. 重力勢能:物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。其表達式為:,其中h為物體所在處相對于所選取的零勢面的豎直高度,而零勢面的選取可以是任意的,一般是取地面為重力勢能的零勢面。由于零勢面的選取可以是任意的,所以一個物體在某一狀態(tài)下所具有的重力勢能的值將隨零勢面的選取而不同,但物體經(jīng)歷的某一過程中重力勢能的變化卻與零勢面的選取無關(guān)。
3. 重力做功與重力勢能變化間的關(guān)系:重力做的功總等于重力勢能的減少量,即
a. 重力做正功時,重力勢能減少,減少的重力勢能等于重力所做的功 - ΔEP = WG
b. 克服重力做功時,重力勢能增加,增加的重力勢能等于克服重力所做的功 ΔEP = - WG
考點6. 彈性勢能
1. 發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫做彈性勢能
2. 彈性勢能的大小跟物體形變的大小有關(guān),EP′= 1/2×kx2
3. 彈性勢能的變化與彈力做功的關(guān)系:
彈力所做的功,等于彈性勢能減少. W彈= - ΔEP′
考點7. 機械能守恒定律
1、機械能:動能和勢能的總和稱機械能。而勢能中除了重力勢能外還有彈性勢能。所謂彈性勢能批量的是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。
2、機械能守恒守律:只有重力做功和彈力做功時,動能和重力勢能、彈性勢能間相互轉(zhuǎn)換,但機械能的總量保持不變,這就是所謂的機械能守恒定律。
3、機械能守恒定律的適用條件:
�。�1)對單個物體,只有重力或彈力做功.
�。�2)對某一系統(tǒng),物體間只有動能和重力勢能及彈性勢能相互轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)跟外界沒有發(fā)生機械能的傳遞, 機械能也沒有轉(zhuǎn)變成其它形式的能(如沒有內(nèi)能產(chǎn)生),則系統(tǒng)的機械能守恒.
(3)定律既適用于一個物體(實為一個物體與地球組成的系統(tǒng)),又適用于幾個物體組成的物體系,但前提必須滿足機械能守恒的條件.
考點8:功能關(guān)系——功是能量轉(zhuǎn)化的量度
�、� 重力所做的功等于重力勢能的減少
�、� 電場力所做的功等于電勢能的減少
⑶ 彈簧的彈力所做的功等于彈性勢能的減少
�、� 合外力所做的功等于動能的增加
�、� 只有重力和彈簧的彈力做功,機械能守恒
�、� 重力和彈簧的彈力以外的力所做的功等于機械能的增加WF=E2-E1 = ΔE
⑺克服一對滑動摩擦力所做的凈功等于機械能的減少ΔE = fΔS ( ΔS 為相對滑動的距離)
�、� 克服安培力所做的功等于感應(yīng)電能的增加