高一物理下冊(cè)知識(shí)點(diǎn)：能量和能量守恒

　　1. 能量和能量守恒 知識(shí)結(jié)構(gòu) 功是一個(gè)過(guò)程量，與力在空間的作用過(guò)程相關(guān)。恒力功的計(jì)算公式與物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程無(wú)關(guān);重力功、彈力功與路徑無(wú)關(guān)。功是一個(gè)標(biāo)量，但有正負(fù)之分。

　　2. 功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是標(biāo)量 ：P=W/t 。若做功快慢程度不同，上式為平均功率。注意恒力的功率不一定恒定，如初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，第一秒、第二秒、第三秒……內(nèi)合力的平均功率之比為1：3：5……。已知功率可以求力在一段時(shí)間內(nèi)所做的功W=Pt，這時(shí)可能是變力再做功。 上式常常用于分析解決機(jī)車牽引功率問(wèn)題，常設(shè)有以下兩種約束條件： 1)發(fā)動(dòng)機(jī)功率一定：牽引力與速度成反比，只要速度改變，牽引力F=P/v將改變，這時(shí)的運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)。 2)機(jī)車以恒力啟動(dòng)：牽引力F恒定，由P=Fv可知，若車做勻加速運(yùn)動(dòng)，則功率P將增加，這種過(guò)程直到P達(dá)到機(jī)車的額定功率為止(注意不是達(dá)到最大速度為止)。

　　3. 能：自然界有多種運(yùn)動(dòng)形式，與不同運(yùn)動(dòng)形式相應(yīng)的存在不同形式的能量：機(jī)械運(yùn)動(dòng)--機(jī)械能;熱運(yùn)動(dòng)--內(nèi)能;電磁運(yùn)動(dòng)--電磁能;化學(xué)運(yùn)動(dòng)--化學(xué)能;生物運(yùn)動(dòng)--生物能;原子及原子核運(yùn)動(dòng)--原子能、核能……。 動(dòng)能：物體由于有機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度而具有的能量Ek=mv2/2 能，包括動(dòng)能和勢(shì)能，都是標(biāo)量。都是狀態(tài)量，如動(dòng)能由速度決定，重力勢(shì)能由高度決定，彈性勢(shì)能由形變狀態(tài)決定。都具有相對(duì)性，物體速度相對(duì)于不同的參照物有不同的結(jié)果，相應(yīng)的動(dòng)能相對(duì)于不同的參照物有不同的動(dòng)能。勢(shì)能相對(duì)于不同的零勢(shì)能參考面有不同的結(jié)果，勢(shì)能有可能取負(fù)值，它意味著此時(shí)物體的勢(shì)能比零勢(shì)能低。 4. 動(dòng)能定理：研究對(duì)象：質(zhì)點(diǎn)，物理表達(dá)公式：W=mv2/2-mv02/2。公式中W為質(zhì)點(diǎn)受到的所有的作用力在所研究的過(guò)程中做的總功，它可以是恒力功，可以是變力功，可以是分階段由不同的力做功累積(代數(shù)和)而得到的結(jié)果。動(dòng)能定理對(duì)力的性質(zhì)沒(méi)有任何限制，可以是重力、彈力、摩擦力、也可以是電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力或其它力。等式右邊為所研究的過(guò)程(初、末狀態(tài))中質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能的變化。動(dòng)能定理表明，力對(duì)物體所做的總功，是物體動(dòng)能變化的原因，力對(duì)物體所做的總功量度了物體動(dòng)能的變化大小。

　　5. 機(jī)械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的.情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。機(jī)械能守恒定律的研究對(duì)象是系統(tǒng)，一般簡(jiǎn)化為物體;守恒是指系統(tǒng)在滿足守恒條件下，機(jī)械能--動(dòng)能和勢(shì)能之和，在狀態(tài)變化過(guò)程中總保持不變。 怎樣判斷機(jī)械能是否守衡? (1)根據(jù)守恒條件：是否只有重力或彈力做功 (2)考察狀態(tài)：比較、確定不同狀態(tài)的機(jī)械能，看它們是否相同 (3)考察系統(tǒng)是否發(fā)生機(jī)械能與其它形式的能量的轉(zhuǎn)化

　　6. 功和能：功是能量轉(zhuǎn)化的量度。

　　7. 關(guān)于速度、動(dòng)量、動(dòng)能：速度 動(dòng)量 動(dòng)能均為描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量，速度反映質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢和方向，是運(yùn)動(dòng)學(xué)量.運(yùn)動(dòng)速度不能描述物體所含機(jī)械運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱，例如我們可以用手去接一個(gè)以速度v飛來(lái)的籃球，但不敢去接一個(gè)以同樣速度飛來(lái)的鉛球.動(dòng)量是描述物體所含機(jī)械運(yùn)動(dòng)大小的物理量，是動(dòng)力學(xué)量.當(dāng)一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體與其它物體相互作用時(shí)，機(jī)械作用強(qiáng)度取決于動(dòng)量大小.速度 動(dòng)量均為矢量.動(dòng)能也是動(dòng)力學(xué)量，是標(biāo)量，當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)與其它形式的運(yùn)動(dòng)之間發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)，量度這種轉(zhuǎn)化的是動(dòng)能的變化而不是速度或動(dòng)量的變化。 由上述分析我們可進(jìn)一步理解力、沖量和功，請(qǐng)你自己比較分析。

　　8. 比較力學(xué)三個(gè)核心定律 牛頓定律 ∑F=ma (矢量式、瞬時(shí)式) 動(dòng)量定理 ∑Ft=mv-mv0 (矢量式、過(guò)程式) 動(dòng)能定理 ∑W=mv2/2-mv02/2 (標(biāo)量式、過(guò)程式) 這是研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的三條核心規(guī)律，它們的意義分別為：力是改變質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;力在時(shí)間上的累積作用--∑Ft量度質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的變化;力在空間上的累積作用--W量度質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能的變化。三條規(guī)律為我們解決力學(xué)問(wèn)題提供了三條途徑。 在研究對(duì)象受恒力作用時(shí)，三種方法都可以應(yīng)用;當(dāng)問(wèn)題直接涉及狀態(tài)與空間位移時(shí)，用動(dòng)能定理解決問(wèn)題來(lái)得直接;當(dāng)問(wèn)題直接涉及狀態(tài)和時(shí)間時(shí)，用動(dòng)量定理解決問(wèn)題比較簡(jiǎn)單;當(dāng)物體在變力作用下，特別是復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般首選能法解決問(wèn)題;當(dāng)研究對(duì)象是一個(gè)相互作用的系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)首選守恒規(guī)律解決。

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