机械能守恒定律

机械能守恒定律思维导图，机械能概念：动能与势能的统称，计算公式：E=Eₚ+Eₖ，机械能守恒定律：在只有重力与弹力做功的系统内，动能与势能相互转化，机械能总量不变。

机械能守恒定律

• 功
  • 概念：当物体在力的方向上发生位移时，称力对物体做了功。恒力对物体所做的功等于恒力大小、位移大小、恒力与位移之间的夹角的余弦三者的乘积
  • 公式：W=Fscosθ
  • 单位：N·m.为了纪念英国物理学家焦耳，将功的单位命名为“焦耳”，用符号J表示，即1J=1N·m
• 功率
  • 概念
    • 功率：描述做功的快慢的物理量
    • 平均功率：一段时间内做的总功与做工时间的比。恒力与位移方向相同时，等于恒力大小与平均速度大小的乘积
      • 公式：P=W/t
    • 瞬时功率：当力与瞬时速度的方向相同时，等于力的大小与瞬时速度的乘积
      • 公式：P=W/t=Fs/t=Fv
    • 额定功率：机械在正常状态下长时间工作不应超过的功率最大值
    • 实际功率：机械实际运行时的功率
• 动能 动能定理
  • 动能
    • 概念：物体由于运动而具有的能量
      • 公式：Eₖ=0.5mv²
  • 动能定理
    • 概念：物体受到的合力所做的功等于物体动能的变化量
      • 表达式：W合=ΔEₖ=Eₖₜ-Eₖ₀
• 重力势能
  • 概念：由于物体高度改变而变化的能量
  • 重力做功特点：重力做功仅取决于物体的始、末位置，而与物体经过的路径无关。或者说，沿任意闭合路径一周，重力做功为零。
  • 计算方式：Eₚ=mgh
    • 由于高度h具有相对性，所以重力势能也是相对的，只有在选取了重力势能为零的参考平面以后才能确定重力势能
    • 若物体处于零势能面以上，则h＞0，Eₚ＞0；处于零势能面一下，则h＜0，Eₚ＜0
  • 重力做功与重力势能变化量之间的关系：ΔEₚ=Eₚₜ－Eₚ₀ / Wɢ=－ΔEₚ
    • 具体而言：物体下降，重力做正功，Wɢ＞0，物体重力势能减少，ΔEₚ＜0；物体上升，重力做负功或克服重力做功，Wɢ＜0，物体重力势能增大，ΔEₚ＞0
  • 弹性势能概念：发生弹性形变的物体由于各部分之间相对位置变化而具有的能量
• 机械能守恒定律
  • 机械能概念：动能与势能的统称
    • 计算公式：E=Eₚ+Eₖ
  • 机械能守恒定律：在只有重力与弹力做功的系统内，动能与势能相互转化，机械能总量不变
    • 表达式：0.5mv₁²+mgh₁=0.5mv₂²+mgh₂

机械能守恒定律

• 功
  • 概念：当物体在力的方向上发生位移时，称力对物体做了功。恒力对物体所做的功等于恒力大小、位移大小、恒力与位移之间的夹角的余弦三者的乘积
  • 公式：W=Fscosθ
  • 单位：N·m.为了纪念英国物理学家焦耳，将功的单位命名为“焦耳”，用符号J表示，即1J=1N·m
• 功率
  • 概念
    • 功率：描述做功的快慢的物理量
    • 平均功率：一段时间内做的总功与做工时间的比。恒力与位移方向相同时，等于恒力大小与平均速度大小的乘积
      • 公式：P=W/t
    • 瞬时功率：当力与瞬时速度的方向相同时，等于力的大小与瞬时速度的乘积
      • 公式：P=W/t=Fs/t=Fv
    • 额定功率：机械在正常状态下长时间工作不应超过的功率最大值
    • 实际功率：机械实际运行时的功率
• 动能 动能定理
  • 动能
    • 概念：物体由于运动而具有的能量
      • 公式：Eₖ=0.5mv²
  • 动能定理
    • 概念：物体受到的合力所做的功等于物体动能的变化量
      • 表达式：W合=ΔEₖ=Eₖₜ-Eₖ₀
• 重力势能
  • 概念：由于物体高度改变而变化的能量
  • 重力做功特点：重力做功仅取决于物体的始、末位置，而与物体经过的路径无关。或者说，沿任意闭合路径一周，重力做功为零。
  • 计算方式：Eₚ=mgh
    • 由于高度h具有相对性，所以重力势能也是相对的，只有在选取了重力势能为零的参考平面以后才能确定重力势能
    • 若物体处于零势能面以上，则h＞0，Eₚ＞0；处于零势能面一下，则h＜0，Eₚ＜0
  • 重力做功与重力势能变化量之间的关系：ΔEₚ=Eₚₜ－Eₚ₀ / Wɢ=－ΔEₚ
    • 具体而言：物体下降，重力做正功，Wɢ＞0，物体重力势能减少，ΔEₚ＜0；物体上升，重力做负功或克服重力做功，Wɢ＜0，物体重力势能增大，ΔEₚ＞0
  • 弹性势能概念：发生弹性形变的物体由于各部分之间相对位置变化而具有的能量
• 机械能守恒定律
  • 机械能概念：动能与势能的统称
    • 计算公式：E=Eₚ+Eₖ
  • 机械能守恒定律：在只有重力与弹力做功的系统内，动能与势能相互转化，机械能总量不变
    • 表达式：0.5mv₁²+mgh₁=0.5mv₂²+mgh₂