2024届高考物理一轮复习重点知识总结：机械能、功和功率

机械能、功和功率 一、求功方法总结、功能关系的分析与应用 1.公式法、等效法、转换法、微元法、平均力法、图像法、动能定理......... （1） 直接求解：创造条件、正面分析力做的功 ①用公式：①，② ②用图像：图像面积；图像面积； ③用技巧：微元法（阻力做功：）、分段法、平均力法（线性变力） （2） 间接求解：转化思维，利用能量反推 ④动能定理：，正增负减；（单体动能定理、系统动能定理） ⑤机械能守恒（机械能变化量的公式）：，正增负减；（单体机械能守恒、系统机械能守恒） ⑥能量守恒：，（单体），（多体） 二、功率问题、机车启动模型、单体动能定理 1.功率：反应做功快慢的物理量，单位：瓦特（） （1） 平均功率： （2） 瞬时功率： （3） 制约关系：发动机，恒 （4） 特殊结论： ①重力的瞬时功率只取决于竖直分速度：； ②从静止开始的匀加速直线运动，末态瞬时功率是平均功率的2倍； (5)两种启动方式常用公式 ①P=F牵v ②F牵-F阻=ma ③P=F阻vmax 两种方式 以恒定功率启动 以恒定加速度启动 P­t图像 v­t图像 OA段 过程分析 运动性质 加速度减小的加速运动 匀加速直线运动，维持时间t0＝ AB段 过程分析 运动性质 以vm匀速直线运动 加速度减小的加速运动 BC段 无 以匀速运动 （1）阻力或等效阻力：斜面上、竖直方向上； （2）注意事项：机车启动问题中，求发动机的功 ①匀加速阶段用： ②变加速阶段用： （3） 摩擦力做功：；摩擦产生的热量： 3. 机械能守恒、绳杆弹簧连接体、系统动能定理 1.机械能守恒 (单体机械能守恒、系统机械能联合守恒) (1) 机械能：动能和势能 (重力势能、引力势能、弹性势能) 的总和； (2) 重力势能：把该物体移动到零势能面，重力对该物体所做的功就是该物体的重力势能。 电势能：把该电荷移动到零势能面， 电场力对该电荷所做的功就是该电荷的电势能。 (3) 机械能守恒的判断方法：(其它力：除重力和系统内弹力以外的力的统称) ① EK 与 EP 之和不变，机械能守恒 (常用于选择题)。 ②只有重力或系统内弹力做功，机械能守恒。 ③其他力不做功，或者做功的代数和为零。 (4) 单体机械能守恒很好判断；对于绳杆弹簧连接体，需要用“系统思维”判断分析整体机械能是否守恒。 (5) 机械能变化的判断方法：与其他力做功情况有关 ① EK 与 EP 之和增加，机械能增加； EK 与 EP 之和减少，机械能减少 (常用于选择题) ②W其他 做正功，机械能增加； ③W其他 做负功，机械能减少； (6) 机械能守恒的三中表达方式 ①守恒观点： EK初 + EP初 = EK末 + EP末 ；(EP 与零势能面选取有关，几乎不用) ②转化观点： EK减少=EP增加 (单个物体，常用) ③转移观点：ΔEA 增＝ΔEB 减 (多个物体，常用) 注意：使用机械能守恒一定要验证是否守恒 (麻烦) ，所以一般都用动能定理解题。 (7) 有机械能损失的典型过程：绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等； 2.动能定理 (单体动能定理、系统动能定理) ①单体动能定理： W总 = Ek末 - Ek初 ②系统动能定理： W系统合外力 + W系统内力 = (EkA末 - EkA初)+ (EkB末 - EkB初) 3.应用动能定理解题步骤 (背 ) (1) 选取研究对象，确定研究过程； (2) 对该过程进行受力分析； (3) 先求每个力所做的功的大小，再判断做功正负，然后求和； (4) 列W总 = Ek末 - Ek初 (注意对应关系) 注意： (1) 出现绳连接体的时候时常使用多体动能定理，常与关联速度结合一起考察。 (2) 摩擦力做功： WF = f . x物体 ；摩擦产生的热量： Qf = f . x相对 (3) 出现用“ W ”代表物体所做的功的时候，无论力是做正功还是负功，一律写成“+ W ”，W 自带做功正负 号。 4.绳杆弹簧连接体 (1) 绳杆连接体：沿着绳或杆方向的分速度相同； (2) 弹簧连接体：考虑弹性势能，弹力做功； （3）核心思想：①系统动能定理表达式 ②关联速度公式表达式 20 学科网（北京）股份有限公司 $$