机械能学习笔记

上海高一物理下册第五章的知识内容包括功、功率、功能、机械能守恒定律、功和能量变化的关系、重力势能等，结构型知识框架方便学习记忆！

第五章 机械能

• A 功
  • 1.功的要素
    • 如果有力作用在物体上，而且物体在力的方向上发生位移，我们就说力对物体做了功
    • 力和物体在力的方向上的位移，是要做功的两个不可缺少的因素
  • 2.功的计算 力对物体所做的功W等于力的大小F，位移的大小s，力和位移之间夹角θ的余弦三者乘积 W=Fscosθ
  • 3.正功与负功
    • 当W>0时，力对物体做正功，或看说力对物体做功
    • 当W<0时，力对物体做负功，或者说物体克服力做功
  • 4.功的图示 在F-s图中，表示F与s关系的曲线与坐标轴所包围的面积表示功的大小
• B 功率
  • 1.功率
    • （1）功率的定义：功W跟完成这些功所用时间t的比值叫做功率，功率用P表示 P=W/t
    • 在SI单位制中功率单位是W(读作瓦) 1W=1J/s
    • （2）功率的计算
      • P=W/t
      • P=Fv 要求力与速度方向一致
    • (3)平均功率和瞬时功率和瞬时功率
      • 平均功率表示做功的平均快慢，大小等于功除以所用时间，或者力乘以平均度
    • （4）额定功率与实际功率
      • 额定功率就是机械正常条件下长时间工作的最大功率，实际功率就是机械实际运行时的功率。
      • • 机械在功率不变时，其速度v与作用力F成反比
• C 动能
  • 1.动能的概念
    • 物体由于运动而具有的能量叫做动能。
    • 物体能量的大小与物体的质量有关，与物体的速度也有关。
  • 2.动能的大小
    • 物体的动能等于它的质量与速度二次方乘积的一半。
    • 动能是标量动能的单位与功的单位相同，都是J
  • 3.动能的利用
• D 重力势能
  • 1.重力势能
    • （1)物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能
    • （2)物体的重力势能与物体的质量和物体所处的高度有关
    • （3)重力势能的大小
      • Ep=mgh
      • 式中mg表示物体受到的重力，h表示物体离零势能面的高度
    • （4）重力势能为零的水平面叫做零势能面，重力势能是相对于零势能面而言的，因此重力势能具有相对性。 通常以水平地面为零势能面。
  • 2.弹性势能
    • 发生弹性形变的物体，因它的内部各部分之间的相对位置发生变化，而具有的能叫做弹性势能。
  • 3.重力做功的特点
    • 重力做功的特点是重力做的功与路径无关，仅取决于时点与终点的位置。弹力做功也具有这样的特点。
• E 功和能量变化的关系
  • 1.做功和动能变化的关系
    • 力，对物体做多少功，物体的动能就增加多少 物体克服阻力做多少功,物体的动能就减少多少。
  • 2.重力做功和重力势能变化的关系
    • 重力做正功，重力势能减少 重力做负功，或者说物体克服重力做功，重力势能增加。
  • 3. 功和能的关系
    • 功是物体能量变化的量度。 公式与物体过程相联系的物理量 能是与物体状态相联系的物理量。
• F 机械能守恒定律
  • 1.动能和势能的相互转化
    • 子主题在做工的过程中，动能，重力势能和弹性势能之间可以相互转化。
  • 2.机械能
    • 动能，势能统称为机械能。
  • 3.机械能守恒定律
    • 在只有重力做功的情况下，物体的能和重力势能发生相互转化，但机械能 的总量保持不变，这个规律叫做机械能守恒定律。