机械能守恒定律

机械能守恒定律是指在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下），物体的动能和势能（包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变。

机械能守恒定律

• 功
  • 定义：功是能量转化的量度
  • 两个因素
    • 1.恒力
    • 2.力方向上的位移
  • 计算
    • 1.F与V方向一致：W=Fl
    • 2.F与V方向成α角：W=Flcosα
    • 3.步骤
      • a.判断正负
        • 注：功有正负，但既不表示大小也不表示方向，只表示动力做工还是阻力做功
      • b.分解力或位移
      • c.列公式
  • 合力的功
    • 法一：W合=W1+W2+...+Wn
    • 法二：W合=F合l
  • 摩擦力的功
    • 1.静摩擦力对系统做的功为0
    • 2.滑动摩擦力对系统做的功为负功，且|负功|=产生的热量Q=fl【相对位移】
  • 正功和负功
    • 当α=90度时，不做功
    • 当α＜90度时，做正功
    • 当90度＜α＜180度时，做负功
• 功率
  • 物理意义：描述物体做功的快慢
  • 公式：P=W÷t
  • 单位：瓦特，简称瓦，符号：W
  • 分类
    • 额定功率：正常工作的最大功率
    • 实际功率
    • 平均功率【时间】：P=W÷t=FV平均
    • 瞬时功率【时刻】：P=FV
      • 条件
        • 1.F是恒力
        • 2.F与V共向
  • 例题
    • 机车启动问题
      • 1.恒定功率启动
      • 2.恒定牵引力启动
• 重力势能
  • 决定因素：重力做功只跟物体的初末位置有关，而跟物体的运动路径无关
  • Ep=mgh
  • 标量，有正负，表大小
  • 单位：焦耳，符号J
  • W重=Ep₁-Ep₂=-∆Ep
  • 重力势能具有相对性【参考平面】
  • 重力做的功和重力势能的变化具有绝对性
• 弹性势能
  • Ep=½kx²
  • W弹=Ep₁-Ep₂
• 动能和动能定理
  • 动能是标量，没有正负
  • 单位：焦耳，符号：J
  • 动能定理
    • 合力的功等于动能变化
    • W=Ek₂-Ek₁=½mv₂²-½mv₁²
    • 合力的功求法
      • W合=W₁+W2+...+Wn
      • W合=F合l
    • 作用
      • 求v，变力的功，F，l
    • 范围
      • 所有，一切
    • 做题步骤
      • 选研究对象，明确运动过程
      • 受力分析，明确初末状态【速度】
      • 确定那个力做功，做正功or负功
      • 列式子
        • W=½mv₂²-½mv₁²
  • 解决运动类问题的思路
    • 运动学公式和牛二定律
    • 首选能量观点【动能定理等】
• 机械能守恒定律
  • 条件
    • 做功角度
      • 单个物体：只有重力做功
      • 多个物体：只有重力或系统内弹力做功
    • 参与的能量角度
      • Ek，Ep弹，Ep重
    • 若有内能参与，机械能不守恒
  • 内容
    • 在只有重力或系统内弹力做功时，机械能守恒
  • 表达式
    • 能量守恒【要取参考平面】
      • E₁=E₂
      • Ek₁+Ep₁=Ek₂+Ep₂
    • 能量转化
      • 对单个物体
        • ∆Ek=-∆Ep
        • ∆Ek增=∆Ep减
      • 对多个物体
        • ∆Ea增=∆Eb减
      • E增=E减
• 赵文卓