考点题型归纳04 机械能守恒定律-2020-2021学年高一物理下学期期末知识点•考点•题型高效复习专题

2020-2021学年高一物理下期末《知识点•考点•题型》高效复习专题 专题04 机械能守恒定律 {知识点精辟归纳} 一：功与功率 一：功 1．功的定义 一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功． 2．做功的因素 (1)力；(2)物体在力的方向上发生的位移． 3．功的公式 (1)力F与位移l同向时：W＝Fl. (2)力F与位移l有夹角α时：W＝Flcos_α，其中F、l、cos α分别表示力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦． (3)各物理量的单位：F的单位是N，l的单位是m，W的单位是N·m，即 J. 4．正功、负功 夹角α的范围 做功情况 物理意义 α＝ cos α＝0，W＝0，即力F对物体不做功 力不是阻力也不是动力 0≤α＜ cos α＞0，W＞0，即力F对物体做正功 力是动力 ＜α≤π cos α＜0，W＜0，即力F对物体做负功或者说物体克服力F做功 力是阻力 二.合力的功 当物体在几个力的共同作用下，发生一段位移时，这几个力对物体所做的总功等于各个力分别对物体所做功的代数和，也等于这几个力的合力对这个物体所做的功． 　计算总功时有两种基本思路： 1．先确定物体所受的合外力，再根据公式W合＝F合lcos α求解合外力的功．该方法适用于物体的合外力不变的情况，常见的是发生位移l过程中，物体所受的各力均没有发生变化． 2．先根据W＝Flcos α求每个分力做的功W1、W2、W3、…、Wn，再根据W合＝W1＋W2＋W3＋…＋Wn求合力的功．即合力做的功等于各个分力做功的代数和． 三：功率 1．平均功率 cos α. ＝F；若F为恒力，则＝ 平均功率表示在一段时间内做功的平均快慢．平均功率与某一段时间(或过程)相关，计算时应明确是哪个力在哪段时间(或过程)内做功的功率． 2．瞬时功率 P＝Fv·cos α(α表示力F的方向与速度v的方向间的夹角)，它表示力在一段极短时间内做功的快慢程度．瞬时功率与某一时刻(或状态)相关，计算时应明确是哪个力在哪个时刻(或状态)做功的功率． 四：机车启动的两种方式 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P­t图和v­t图 OA段 过程分析 v↑⇒F＝↓↓⇒a＝ a＝P＝Fv↑直到P额＝Fv1不变⇒F不变 运动性质 加速度减小的加速直线运动 匀加速直线运动、维持时间t0＝ AB段 过程分析 F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝ v↑⇒F＝↓↓⇒a＝ 运动性质 以vm做匀速直线运动 加速度减小的加速运动 BC段 F＝F阻⇒a＝0⇒F阻＝，以vm做匀速直线运动 机车启动问题的技巧 1．机车的最大速度vm的求法：机车达到匀速前进时速度最大，此时牵引力F等于阻力Ff，故vm＝. ＝ 2．匀加速启动最长时间的求法：牵引力F＝ma＋Ff，匀加速的最后速度vm′＝. ，时间t＝ 3．瞬时加速度的求法：据F＝. 求出牵引力，则加速度a＝ 二：重力势能 一：重力功的特点 只跟物体运动的起点和终点有关，而跟物体运动的路径无关． 1．重力功的表达式 WG＝mgh＝mgh1－mgh2，其中h1、h2分别表示物体起点和终点的高度． 二：重力势能的特点 与物体相对地球的位置有关． 1．重力势能的大小 等于物体所受重力与所处高度的乘积，表达式为Ep＝mgh. 2．重力势能的单位 焦耳，与功的单位相同． 三．重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式：WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp. (2)两种情况： 四.重力势能的三个性质 (1)重力势能的相对性 由于重力势能表达式为Ep＝mgh，高度h的相对性决定了重力势能具有相对性．选取不同的水平面作为零势能面，其重力势能具有不同的数值，即重力势能的大小与零势能面的选取有关． (2)重力势能变化的绝对性 物体在这两个高度不同的位置时，由于高度差一定，重力势能之差也是一定的，即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关． (3)重力势能的系统性 重力是地球对物体吸引而产生的，如果没有地球对物体的吸引，就不会有重力，也不存在重力势能，所以重力势能是这个系统共同具有的，平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法． 三：动能和动能定理 1． 动能 (1)定义：物体由于运动而具有的能． (2)表达式：Ek＝mv2，式中v是瞬时速度． (3)单位 动能的单位与功的单位相同，国际单位都是焦耳，符号为J. 1 J＝1 kg·m2/s2＝1 N·m. (4)对动能概念的理解 ①动能是标量，只有大小，没有方向，且动能只有正值． ②动能是状态量，在某一时刻，物体具有一定的速度，也就具有一定的动能． (5)动能的变化量 即末状态的动能与初状态的动能之差．ΔEk＝.ΔEk＞0，表示物体的