第八章 机械能守恒定律-【知识手册】高中物理全册必背章节知识清单（人教版2019）

第八章机械能守恒定律 1　功与功率 一、功 1.功的公式：W＝Flcos α，其中F、l、α分别为力的大小、位移的大小、力与位移的夹角. 2.功是标(填“矢”或“标”)量.在国际单位制中，功的单位是焦耳，符号是J. 3.某一恒力F对物体做的功，只与l、α有关，与物体的运动状态及物体是否还受其他作用力等因素无关. 4.功是标量，没有方向，但是有正负. 5.公式W＝Flcos α适用于计算恒力做功，若是变力，此公式不再适用. 二、正功和负功 1.力对物体做正功或负功的条件 由W＝Flcos α可知 (1)当α＝时，W＝0，力F对物体不做功. (2)当0≤α＜时，W＞0，力F对物体做正功. (3)当＜α≤π时，W＜0，力F对物体做负功. 2.总功的计算 当一个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： (1)各个分力分别对物体所做功的代数和. (2)几个力的合力对物体所做的功. 1.正、负功的理解和判断 条件 从动力学角度看 从能量角度看 正功 当0≤α＜时，cos α＞0，W＞0 力是物体运动的动力 力对物体做正功，向物体提供能量，即受力物体获得了能量 不做功 当α＝时，cos α＝0，W＝0 力对物体既不起动力作用，也不起阻力作用 负功 当＜α≤π时，cos α＜0，W＜0 力是物体运动的阻力 物体克服外力做功，向外输出能量(以消耗自身能量为代价)，即负功表示物体失去了能量 说明 也可根据力和速度方向夹角判断功的正负 2.总功的计算 当物体在多个力的共同作用下发生一段位移时，合力对物体所做的功等于各分力对物体做功的代数和.故计算合力的功有以下两种方法： (1)先由W＝Flcos α计算各个力对物体所做的功W1、W2、W3…然后求所有力做功的代数和，即W合＝W1＋W2＋W3＋…. (2)先由力的合成或根据牛顿第二定律求出合力F合，然后由W合＝F合lcos α计算总功，此时α为F合的方向与l的方向间的夹角。 注意：当在一个过程中，几个力作用的位移不相同时，只能用方法(1)。 三、功率 1.意义：功率是表示物体做功快慢的物理量. 2.定义：功W与完成这些功所用时间t之比. 3.定义式：P＝.单位：瓦特，简称瓦，符号W. 4.功率与速度的关系式：P＝Fv(F与v方向相同). 应用：由功率速度关系知，汽车、火车等交通工具和各种起重机械，当发动机的功率P一定时，牵引力F与速度v成反(填“正”或“反”)比，要增大牵引力，就要减小速度. 5.功率是标(填“标”或“矢”)量. 6.功率表示的是物体做功的快慢，而不是做功的多少，功率大，做功不一定多，反之亦然. 7.区分平均功率和瞬时功率 (1)平均功率：与一段时间相对应 ①＝； ②＝F，其中为平均速度. (2)瞬时功率：与某一瞬时相对应 ①当F与v方向相同时，P＝Fv，其中v为瞬时速度； ②当F与v夹角为α时，P＝Fvcos α，其中v为瞬时速度. 8.P＝Fv中三个量的制约关系 定值 各量间的关系 应用 P一定 F与v成反比 汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度 v一定 F与P成正比 汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力 F一定 v与P成正比 汽车在平直高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度 2　重力势能 一、重力做的功 1.重力所做的功WG＝mgΔh，Δh指初位置与末位置的高度差. 2.重力做功的特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关，而跟物体运动的路径无关. 1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关，与受到的其他力及运动状态均无关. 2.物体下降时重力做正功，物体上升时重力做负功. 3.重力做功的特点可推广到任一恒力的功，即恒力做功的特点是：与具体路径无关，而跟初、末位置有关. 二、重力势能 1.重力势能. (1)表达式：Ep＝mgh. (2)单位：焦耳；符号：J. 2.重力做功与重力势能之间的关系：WG＝Ep1－Ep2. (1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减小；即WG＞0，Ep1＞Ep2. (2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功，重力势能增加；即WG＜0，Ep1＜Ep2. 3.重力势能的系统性 重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的，而不是地球上的物体单独具有的. 3.重力做功与重力势能变化的关系 WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp (1)当物体由高处运动到低处时，重力做正功，重力势能减少，重力势能的减少量等于重力所做的功. (2)当物体由低处运动到高处时，重力做负功(物体克服重力做功)，重力势能增加，重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功. 4.重力势能的相对性 物体的重力势能总是相对于某一水平参考面，