高中物理必修二第七章-机械能守恒定律知识点总结

机械能守恒定律知识点总结一、功1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。功是能量转化的量度。2条件：.力和力的方向上位移的乘积3公式：W=FScosθW——某力功，单位为焦耳（J）F——某力（要为恒力），单位为牛顿（N）S——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）——力与位移的夹角4功是标量，但它有正功、负功。某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。当)2,0[时，即力与位移成锐角，功为正；动力做功；当2时，即力与位移垂直功为零，力不做功；当],2(时，即力与位移成钝角，功为负，阻力做功；5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。6功仅与F、S、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。即W总=W1+W2+…+Wn或W总=F合Scosθ8合外力的功的求法：方法1：先求出合外力，再利用W=Flcosα求出合外力的功。方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。二、功率1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。2公式：tWP（平均功率）cosFP（平均功率或瞬时功率）3单位：瓦特W4分类：额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P实≤P额。5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P=Fv和F-f=ma6应用：（1）机车以恒定功率启动时，由FP（P为机车输出功率，F为机车牵引力，为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力fF时，速度不再增大达到最大值max，则fP/max。（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为fma，速度不断增加汽车输出功率FP随之增加，当额定PP时，F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大，直至fF时，汽车便达到最大速度max，则fP/max。三、重力势能1定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。2公式：mghEPh——物体具参考面的竖直高度3参考面a重力势能为零的平面称为参考面；b选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。4标量，但有正负。①重力势能为正，表示物体在参考面的上方；②重力势能为负，表示物体在参考面的下方；③重力势能为零，表示物体在参考面上。5单位：焦耳（J）6重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。7、重力做功与重力势能变化的关系pEW（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。四、弹性势能1概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称之为弹性势能。2弹力做功与弹性势能的关系pEW当弹簧弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其它形式的能；、当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大，其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。3势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。五、实验：探究功与物体速度变化的关系（1）实验目的：通过实验探究力对物体做的功与物体速度变化的关系；体会探究的过程和所用的方法（2）实验器材木板、小车、橡皮筋、打点计时器及电源、纸带等。（3）探究思路：①设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……②由纸带和打点计时器分别测出小车获得的速度v1、v2、v3……③以橡皮筋对小车做的功为纵坐标（以第一次实验时的功W为单位），小车获得的速度为横坐标，作出W-v曲线。④如果W-v曲线是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可着手考虑是否存在下列关系：W∝v2、W∝v3、W∝v4.⑤根据W-v草图，大致判断两个量可能是什么关系。如果认为很可能是W∝v2，就作出W-v2曲线，如果这条曲线是一条直线，就可以证明你的判断是正确的。六、动能1概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。2动能表达式：221mEK3动能定理（即合外力做功与动能关系）：12KKEEW4理解：①合F在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。②合F做正功时，物体动能增加；合F做负功时，物体动能减少。③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。5适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。6应用动能定理解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能d列方程、求解。七、实验：验证机械能守恒定律●实验目的:学会用打点计时器验证验证机械能守恒定律的实验方法和技能。●实验器材:打点计时器、纸带、复写纸、低压电源、重物（附纸带夹子）、刻度尺、铁架台（附夹子）、导线。●实验原理:只有重力做功的自由落体运动遵守机械能守恒定律，即重力势能的减少量等于动能的增加量。利用打点计时器在纸带上记录下物体自由下落的高度，计算出瞬时速度，即可验证物体重力势能的减少量与物体动能的增加量相等。●实验步骤:1、将打点计时器固定在支架上，并用导线将打点计时器接在交流电源上；2、将纸带穿过打点计时器，纸带下端用夹子与重物相连，手提纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方；3、接通电源，松开纸带，让重物自由下落，打点计时器就在纸带上打下一系列小点；4、重复实验几次，从几条打上点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm，且点迹清晰的纸带进行测量；5、记下第一个点的位置O，在纸带上选取方便的个连续点1,2,3,4,5，用刻度尺测出对应的下落高度h1,h2,...；6、用公式计算各点对应的瞬时速度；7、计算各点对应的势能减少量和动能增加量，进行比较。八、机械能1机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即PKEEE。2机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即21EE2211PKPKEEEEΔΕK=—ΔΕPΔΕ1=—ΔΕ2。3机械能守恒条件:①做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功。②能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。4运用机械能守恒定律解题步骤：a确定研究对象及其运动过程b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒c恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能d列方程、求解。九、能量守恒定律1内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，即2211其它机械能其它机械能EEEE。2能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。练习：1.下列关于功率的说法中正确的是A．功率越大，做功越快B．功率越大，做功越多C．实际功率一定等于额定功率D．瞬时功率一定大于平均功率2.一辆汽车以额定功率行驶，下列说法中正确的是A．汽车的速度越大，则牵引力越大B．汽车的速度越小，则牵引力越大C．汽车一定做匀加速运动D．汽车一定做匀速运动3.今年年初我国南方部分地区遭遇了严重雪灾.在抗雪救灾中，运输救灾物资的汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度A．减小B．增大C．保持不变D．先增大后保持不变4.关于功率，下列说法中正确的是A．功率是描述做功快慢的物理量，在国际单位制中，其单位是焦耳（J）B．功率是描述做功快慢的物理量，在国际单位制中，其单位是瓦特（W）C．功率是描述做功多少的物理量，在国际单位制中，其单位是焦耳（J）D．功率是描述做功多少的物理量，在国际单位制中，其单位是瓦特（W）5.下图所示的四幅图是小明提包回家的情景，其中小明提包的力不做功的是().2.一个力对物体做了负功，则说明().A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α90°D.这个力与物体运动方向的夹角α90°6.水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0μ1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则()．A．F先减小后增大B．F一直增大C．F的功率减小D．F的功率不变7.．如图所示，桌面离地高度为h，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落。若以桌面为参考平面，则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为A．mgh，mg(H-h)B．mgh，mg(H+h)C．-mgh，mg(H-h)D．-mgh，mg(H+h)8.我国发射的“神舟七号”飞船在绕地球45圈后，与2008年9月28日胜利返航。在返回舱拖着降落伞下落的过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为A．重力做正功，重力势能减小B．重力做正功，重力势能增加C．重力做负功，重力势能减小D．重力做负功，重力势能增加9.一物体在自由下落过程中，重力做了2J的功，则A．该物体重力势能减少，减少量等于2JB．该物体重力势能减少，减少量大于2JC．该物体重力势能减少，减少量小于2JD．该物体重力势能增加，增加量等于2J10.质量不同而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行到停止，则A．质量大的滑行的距离大B．质量大的滑行的时间长C．质量大的滑行的加速度小D．它们克服阻力做的功一样多11.质量为2kg的物体以一定的初速度沿倾角为030的斜面向上滑行，在向上滑行的过程中，其动能随位移的变化关系如图所示，则物体返回到出发点时的动能为（取g=10m/s2）KS5UKS5U12.放在光滑水平面上的物体，仅在两个同向水平力的共同作用下开始运动，若这两个力分别做了6J和8J的功，则该物体的动能增加了A．48JB．14JC．10JD．2J13.如图所示，一薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上，其顶端与平台相平，末端位于地板的P处，并与地板平滑连接，将一可看成质点的滑块自木板顶端无初速度释放，滑块沿木板下滑，接着在地板上滑动，最终停在Q处。滑块和木板及地板之间的动摩擦因数相同。现将木板截短一半，仍按上述方式搁在该平台和水平地板上，再次将滑块自木板顶端无初速度释放，则滑块最终将停在A．P处B．P、Q之间C．Q处D．Q的右侧14.一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能()．A．一直增大B．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D．先逐渐减小至零，再逐渐增大15.小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面．在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍，到达最高点后再下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于()．16.一个小球从高处自由落下，则球在下落过程中的动能().A.与它下落的距离成正比B.与它下落距离的平方成正比C.与它运动的时间成正比D.与它运动时间的平方成正比17.如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置．将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M＝km的小物块相连，小物块悬挂于管口．现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变．(重力加速度为g)．(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；