高中物理必修2机械能及其守恒定律 知识总结

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1、机械能及其守恒定律知识总结一、夯实基础知识1.深刻理解功的概念A.功是力的空间积累效应。它和位移相对应（也和时间相对应）。计算功的方法有三种：⑴按照定义求功。即：W=Fscosθ。在高中阶段，这种方法只适用于恒力做功。恒力做功大小只与F、S、θ这三个量有关，与物体是否还受其它力，物体的运动状态、运动形式等因素无关。这种方法也可以说成是：功等于恒力和沿该恒力方向上的位移的乘积。⑵用动能定理W=ΔEk或功能关系求功。当F为变力时，高中阶段往往考虑用这种方法求功。这种方法的依据是：做功的过程就是能量转化的过程，功是能的转化

2、的量度。如果知道某一过程中能量转化的数值，那么也就知道了该过程中对应的功的数值。⑶利用功率求功：此方法主要用于在发动机功率保持恒定的条件下，求牵引力做的功。若机车保持发动机输出功率恒定不变，机车在加速过程中，速度v不断增大，由P=Fv，可知发动机牵引力逐渐减小。因此求机车发动机牵引力做的功实际上是求变力的功，一般不能用定义式求解，而可用功率定义式求解即：W=Pt.B.有关功的正负及判断方法⑴功有正负，但其正负既不表示方向（亦即功是标量）也不表示大小，而仅表示做功的效果。如人在推车前进过程中，人对车的推力是一个动力，对

3、车做正功；而地面对车的摩擦力起阻碍运动的作用效果，对车做负功。由于功是标量，只有大小没有方向，因此合力的功等于其各分力分别做功的代数和。⑵如何判断力F做功的正负。①利用功的定义式②利用力F与物体速度v之间的夹角的情况来判断，设其夹角为θ,则：当时F做正功，当时F不做功，当时F做负功。③根据物体的能量变化来判断，例如，物体的动能增加，则合外力必定对其做正功；物体重力势能增加，则说明重力对它做负功。  C．变力的功：一类是与势能相关联的力，比如重力、弹簧的弹力等，它们的功与路径无关，只与始末位置有关，这类力对物体做正功，

4、物体势能减少；物体克服这类力做功，物体势能增加。因此，可以根据势能的变化求对应变力做的功。另一类如滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或往复运动时，这类力的功等于力和路程的乘积。也可以应用动能定理求变力做的功。D.了解常见力做功的特点:①重力做功和路径无关，只与物体始末位置的高度差h有关：W=mgh，当末位置低于初位置时，W＞0，即重力做正功；反之则重力做负功。②滑动摩擦力做功与路径有关。当某物体在一固定平面上运动时，滑动摩擦力做功的绝对值等于摩擦力与路程的乘积。③在弹性范围内，弹簧做功与始末状态弹簧的形变量有关系。E

5、.一对作用力和反作用力做功的特点：【1.作用力和反作用力可以都不做功。如卫星绕地球做匀速圆周运动，相互间的引力都不做功。【2.作用力和反作用力可以都做正功。如光滑水平面上放上两块磁铁，由于它们间的相互引力（或斥力）使它们运动而具有动能，相互作用力都做正功。【3.作用力和反作用力可以都做负功。【4.一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、可能为负、也可能为零；一对互为作用反作用的摩擦力做的总功可能为零（静摩擦力）、可能为负（滑动摩擦力），但不可能为正。2.深刻理解功率的概念（1）功率的物理意义：功率是描述做

6、功快慢的物理量。（2）功率的定义式：，所求出的功率是时间t内的平均功率。（3）功率的计算式：P=Fvcosθ，其中θ是力与速度间的夹角。该公式有两种用法：①求某一时刻的瞬时功率。这时F是该时刻的作用力大小，v取瞬时值，对应的P为F在该时刻的瞬时功率；②当v为某段位移（时间）内的平均速度时，则要求这段位移（时间）内F必须为恒力，对应的P为F在该段时间内的平均功率。(4)重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该时刻的竖直分速度之积。3.重力势能与重力做功：⑴由相互作用的物体的相对位置决定的能量

7、叫做势能。其中由地球和地面上物体的相对位置决定的势能称为重力势能，此外还有弹性势能。⑵举高的物体所具有的势能跟其受到的重力有关，所以称之为重力势能。一个质量为m的物体，被举高到离地高度为h处，则物体相对于地面所具有的重力势能为EP=mgh.⑶重力势能EP=mgh是相对的，式中的h是物体的重心到参考平面（零重力势能面）的高度。若物体在参考平面以上，则重力势能为正值；若物体在参考平面以下，则重力势能为负值。物体具有负的重力势能，表示物体在该位置具有的重力势能比在参考平面上具有的重力势能要少，简而言之，重力势能的正负表示大

8、小。通常，我们选择地面作为零重力势能面。⑷重力做功的特点：重力对物体所做的功只与起点和终点位置有关，而与物体运动的路径无关。⑸重力势能的变化与重力做功的关系：重力对物体做了多少正功，物体重力势能就减少多少；重力对物体做了多少负功，物体重力势能就增加多少。重力势能的变化与重力做功之间的定量关系为：WG=EP1-EP2或WG=-△EP式中△EP为重