机械能及其守恒定律总结

《机械能及其守恒定律》总结一、夯实基础知识1.深刻理解功的概念A.功是力的空间积累效应。它和位移相对应（也和时间相对应）。计算功的方法有三种：⑴按照定义求功。即：W=Fscosθ。在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。恒力做功大小只与F、S、θ这三个量有关，与物体是否还受其它力，物体的运动状态、运动形式等因素无关。这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。⑵用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。⑶利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下，求牵引力做的功。若机车保持发动机输出功率恒定不变，机车在加速过程中，速度v不断增大，由P=Fv，可知发动机牵引力逐渐减小。因此求机车发动机牵引力做的功实际上是求变力的功，一般不能用定义式求解，而可用功率定义式求解即：W=Pt.B.有关功的正负及判断方法⑴功有正负，但其正负既不表示方向（亦即功是标量）也不表示大小，而仅表示做功的效果。如人在推车前进过程中，人对车的推力是一个动力，对车做正功；而地面对车的摩擦力起阻碍运动的作用效果，对车做负功。由于功是标量，只有大小没有方向，因此合力的功等于其各分力分别做功的代数和。⑵如何判断力F做功的正负。①利用功的定义式②利用力F与物体速度v之间的夹角的情况来判断，设其夹角为θ,则：当时F做正功，当时F不做功，当时F做负功。③根据物体的能量变化来判断，例如，物体的动能增加，则合外力必定对其做正功；物体重力势能增加，则说明重力对它做负功。C．变力的功：一类是与势能相关联的力，比如重力、弹簧的弹力等，它们的功与路径无关，只与始末位置有关，这类力对物体做正功，物体势能减少；物体克服这类力做功，物体势能增加。因此，可以根据势能的变化求对应变力做的功。另一类如滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或往复运动时，这类力的功等于力和路程的乘积。也可以应用动能定理求变力做的功。D.了解常见力做功的特点:①重力做功和路径无关，只与物体始末位置的高度差h有关：W=mgh，当末位置低于初位置时，W＞0，即重力做正功；反之则重力做负功。里②暮滑动狡摩擦酒力做葱功与雹路径跪有关堤。当次某物灶体在恢一固摩定平尺面上币运动罗时，器滑动栗摩擦赴力做编功的哑绝对贤值等恼于摩蛮擦力弟与路骡程的趁乘积体。缴③锻在弹袖性范轿围内满，弹进簧做仅功与朝始末末状态腐弹簧揪的形扩变量冬有关缩系。幅E况.胀一对舍作用嫁力和彩反作模用力拣做功遗的特锈点泼：辟【领1.胜作用魔力和比反作写用力照可以蜜都不狂做功撤。如禽卫星雾绕地件球做欧匀速扎圆周汁运动衡，相和互间逗的引多力都远不做表功。违【舱2.榆作用巩力和威反作颂用力奇可以佣都做诊正功炉。如害光滑计水平污面上登放上扣两块敢磁铁雁，由俭于它奋们间铜的相欠互引袜力（姐或斥贞力）狭使它裕们运济动而本具有庄动能笔，相纤互作轻用力鸦都做他正功逝。胸【谎3.御作用贿力和抗反作浴用力者可以秩都做呜负功凡。谊【兴4.绕一对各作用迁力和鞠反作辉用力剖在同难一段泡时间棉内做告的总倒功可凳能为扔正、缎可能霸为负桂、也撇可能润为零剥；一彩对互凭为作泡用反初作用摧的摩握擦力牢做的螺总功胁可能柳为零巷（静排摩擦颈力）荣、可墙能为念负（古滑动颈摩擦类力）幕，但死不可设能为鸦正。话2.嘉深刻爷理解盾功率麻的概枯念仪（1具）功寄率的炒物理糟意义轮：功恶率是暂描述意做功富快慢腔的物飞理量董。乡（2夏）功搂率的艘定义矛式：质，所双求出乌的功殖率是垂时间遇t泳内的哈平均矛功率赖。昼（3茶）孤功率膨的计狗算式孔：P堤=F傅vc碗os训θ昂，其昨中奶θ润是力集与速京度间安的夹那角。编该公律式有旷两种布用法粱：馆①贡求某疮一时茅刻的庆瞬时虹功率漫。这箱时F斗是该夸时刻号的作捎用力叔大小序，奔v获取瞬拿时值畜，对蚁应的优P乏为F艘在该带时刻塘的瞬络时功奸率；托②照当距v离为某笛段位垂移（托时间幅）内啦的平拥均速融度时掠，则性要求初这段厅位移竹（时拥间）箩内懂F抓必须也为恒奖力，打对应滨的看P坟为F租在该导段时眼间内挂的平恢均功适率。宴(4本)鼓重力梳的功害率可慰表示模为P洞G舅=m丢g肿v散y迈，即极重力叫的瞬早时功杏率等求于重构力和芹物体井在该畜时刻熔的竖渔直分校速度荷之积灿。阀3.带重力妨势能辰与重亚力做迎功泡：嚼⑴扶由相醋互作租用的壁物体碑的相腹对位微置决需定的青能量桨叫做酸势能恢。其腔中由万地球忘和地脆面上档物体植的相僵对位扬置决坚定的揉势能姐称为晶重力悼势能帐，此某外还皂有弹蜘性势靠能。扔⑵插举高泽的物纲体所投具有岔的势阴能跟县其受耗到的昨重力并有关越，所肢以称怠之为凭重力才势能羞。一躲个质洒量为趁m的怖物体考，被覆举高朝到离旧地高没度为腥h处盐，则视物体尽相对钢于地章面所达具有溪的重漆力势狠能为攻E条P骆=m营gh箩.茄⑶奖重力乔势能贷E好P胜=m啦gh释是相叶对的崇，式汁中的疑h是筑物体掌的重丛心到中参考望平面砌（零达重力狭势能往面）撒的高拌度。钩若物而体在脏参考比平面泊以上掘，则皱重力奸势能域为正误值；让若物升体在悦参考昨平面饼以下虎，则献重力锋势能勇为负认值。泉物体姜具有清负的轮重力购势能看，表火示物坊体在牧该超位置扔具有倦的重使力势争能比脑在参么考平除面上和具有饺的重彼力势列能要找少，脆简而陵言之华，重伐力势株能的禾正负稻表示焰大小福。通挨常，于我们拣选择泉地动面作团为零问重力卷势能蜡面。证⑷旷重力泰做功挠的特散点：傻重力悉对物译体所亦做的民功只争与起见点和铁终点悠位置茄有关电，而图与物逗体运兆动的四路径亲无关蚀。边⑸秩重力恨势能央的变旅化与养重力墓做功倚的关榴系：纠重力粗对物灾体做抗了多桐少正槽功，独物体证重力防势能棉就减险少多煮少；途重力套对物通体做纳了多玩少负促功，贩物体晨重力燕势能沈就增毯加多径少。俘重力贝势能掩的变勉化与谨重力坟做功失之间槽的定移量关售系为驴：W椅G沿=E畜P1懂-E洲P2扑或W拆G用=-要△么E冤P岁补式勿中辫△概E租P鹅为重范力势座能的参变化差量，辆W酬G险为重钟力做壶的功笋。偷⑹训重力鸟势能若的变省化与朵零重帖力势齿能参销考面涛的选狼取无合关。疗4.茶深刻猫理解蠢动能造的概开念，际掌握净动能翠定理丛。寻（1腰）奴动葱能因是物嫩体运饱动的存状态需量，唤而动狱能的磨变化夸Δ把E谈K嘴是与剑物理另过程斗有关朵的过甘程量四。坊(2咸)娘动能番定理剂的表留述酬合外末力幕在一曲个过酒程中俘对物拥体所敲做的萌功等铺于物警体动文能的壁变化柜。（连这里浸的合家外力抽指物劳体受债到的皮所有睛外力拳的合隐力，孩包括佩重力犁；它编既可乐以是轿各外惨力做公功的寄代数父和，沸也可材以是揉各外帮力在解不同服时间枕内做槽的功缘的累谁积；翁既可兆以是界恒力枕做的真功，粗也可薄以是盟变力家做的便功扇）。言表达诉式为恋W=真Δ扁E微K窄=E锯K2宣-E显K1臭.收动能借定理鄙提示种了外小力对晋物体漠做的泄总功船与物址体动迷能变伪化之塞间的趣关系火。物袭体动双能的灭变化覆由合幼外力期做的捆功来伏量度衔。合愤外力雕做正夫功，雹物体借动能立增加舰；合减外力阅做负质功，老物体积动能淹减少候。引动能善定理端也可贡以表胖述为乓：外贝力对畜物体鄙做的算总功世等于农物体仿动能膀的变皂化。产实际岭应用炭时，讨后一适种表侨述比宫较好编操作码。不颠必求挠合力燕，特坛别是征在全泥过程驰的各咽个阶显段受壮力有绒变化斤的情垒况下暂，只左要把剪各个季力在且各个刺阶段鸭所做用的功崇都按椅照代圾数和春加起锣来，崭就可盆以得夕到总闲功。摄动能粘定理盛建立罗起过炉程量队（功尽）和到状态责量（猪动能卖）间激的联泳系。枕这样勿，无堤论求绸合外夫力做刑的功总还是川求物姓体动欠能的勇变化殖，就裳都有帝了两乓个可赛供选石择的壮途径拔。功荡和动循能都惹是标升量，绢动能玉定理闯表达捡式是掉一个旺标量哪式，王不能沿在某屠一个敲方向策上应争用动痕能定津理。疗对于泼一些序物体广受的脂力不葱是恒质力，降运动哥轨迹衰不是遣直线匙，运遗动过惧程较惊为复率杂的雨题目年，用把动能追定理迟解答改往往洁比较毯简单井。飞5.赏掌握砍机械汁能守乎恒定就律许。木1.辅机械牌能守挽恒定纳律的摊表述降：亭在只研有重箱力夏或弹蛋力挤做功赠的削物体泥系统型内，糠动能缝和势尿能伤可柄以互丢相转奋化，订而总燕的瑞机械毅能保久持不宏变。顺2.掘机械咳能守标恒的凡判断鱼：嘱“膏只有干重力时和弹练力做荡功总”蚁这一宴条件攀可理宣解为种包含善下列计三种观情况啦：a涨只受幼重力昌或弹葵力；怜b除惧重力悲和弹玉力外县，其恩他力片不做大功；作c除隆重力牲和弹弓力，育其他公力做牙功的默代数灵和为酷零。夏对于霜某个糕物体头系统朵包括壁外力优和内沿力，糖只有阁重力议或弹秒簧的规弹力闪做功貌，其庆他力投不做慰功或页其他笑力做戒功的潮代数桨和为滔零，喜则该云系统悲的机墓械能双守恒干，也杂就是索说重畏力做葵功或匆弹力顺做功冒不能障引起抢机械赠能与搂其他套形式低的能嫌的转奔化，内只能华使系绒统内击的动罗能和条势能墓相互裳转化样。酸对于袖物体摄系统锐只有袭动浩能丰与势烦能的虾互相壁转化面，而颤无机栽械能诉与其控他形困式能窜之间乓的转乳化（穷如系角统无拴滑动彻摩擦成和介趋质阻驰力）局，则犹系统控的机茅械能司守恒符。授对一诚些绳蜘子突尘然绷士紧，艺物体据间碰呜撞后读合在芹一起刘等，茅除非衔题目跪特别播说明间，否蜓则机叙械能适必定欣不守烘恒。镇3.剑机械烤能守别恒定手律的搬三种芒表达吼形式毙和用房法绣①嘱E闪K1到+E百P1裁=E途K2至+E翁P2酱表示凭系统赤初状芳态机梢械能旷的总慧和与征末状步态机棋械能杆的总更和相串等。貌运用袜这种票形式翁的表范达式废时，策应选逮好重汪力势宵能的强零势询面，着且初艘、末什状态酒必须腹用同慕一零徐势面养计算晒势能弟。洋②申，表泡示系远统（欺或物罢体）慎机械巾能守岛恒时隔，系害统减劈少（起或增额加）统的重斩力势重能等绕于系搜统增陵加（芝或减饰少）汪的动脂能。许应用爪时，偶关键甩在于条分清涛重力有势能饲增加怀量和非减少畅量，良可不锈选零马势面酸而直离接计化算初佳、末熟状态端的势盐能差皂。痒③坦,敬表示胀若系猫统由柿A、美B两忠部分雷组成乖，则助A部捆分物烧体机谱械能右的增恋加量歼与B巾部分卡物体响机械效能的杏减少瑞量相况等。约以上投各式激均为妥标量发式，论且以返应用货较多汪。促对于屿⑵肯如果蕉没有授摩擦定和介盗质阻派力，绿物体辆只发阶生动敏能和慈重力熄势能猛的相贺互转犹化时丸，机愿械能恢的总舒量保编持不搞变。拾6得.深们刻理购解功扫能关筋系，毯掌握讨能量旺守恒侮定律浇。娱（1生）做已功的肃过程遍是能浸量转负化的池过程贸，功持是能苦的转误化的饲量度符。辱茶敞能量饶守恒淘和转休化定劲律是细自然返界最咬基本尼的规浸律之香一。冰而在绵不同朵形式篮的能泄量发蹈生相季互转擦化的密过程瓣中，锁功扮捎演着贼重要粒的角砖色。群本章素的主升要定怀理、肯定律啄都可塌由这肝个基词本原肆理出征发而烫得到侵。砖需要竿强调肤的是挡：功渠是一毛个过艳程量头，它圣和一猪段位披移（器一段伪时间穿）相门对应引；而蓬能是档一个竹状态哑量，尿它与架一个齐时刻梦相对扯应。桑两者盆的单耳位是歇相同颠的（谈都是厌J黄），茎但不王能说透功就肠是能风，也终不能盒说钱“鄙功变完成了每能仍”个。纱（2搜）复膏习本战章时给的一插个重摊要课慢题是铸要研移究功爷和能界的关晕系，找尤其安是功编和机捕械能有的关捆系。廊突出归：转“量功是摘能量慧转化被的量疼度搂”钢这一争基本断概念豪。危⑴岗物体新动能点的增细量由洪外力舍做的浙总功凝来量交度吹：W监外垄=视Δ叹E甩k辨，这减就是垂动能乎定理堆。我⑵晴物体汁重力谋势能栗的增闸量由纪重力唐做的店功来升量度云：W辩G趴=穴-碌Δ榴E诱P季，这厅就是绳势能擦定理痰。挎⑶体物体扁机械怎能的裤增量宁由重疼力欣和系吗统内迈弹簧罪弹力牙以外拌的其粘他力利做的慢功来迁量度肚：W考其旱=费Δ伞E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