高一物理专题复习二：功和能及机械能守恒人教实验版 知识精讲

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1、高一物理专题复习二：功和能及机械能守恒人教实验版【本讲教育信息】一.教学内容：专题复习二：功和能及机械能守恒二.知识要点：功和功率、动能和势能的概念；动能定理和机械能守恒规律三.重难点解析：1.物体受到，并且在力的方向上发生，就叫做力对物体做了功。计算功的一般公式：W＝，力F做负功也叫做物体克服阻力做正功。功的正、负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功，前者取正，后者取负。当物体同时受到几个力作用时，计算合外力的功有两种方法：一是先用平行四边形定则求出合外力，再根据W＝Fscosα计算功。二是先分别求各

2、个外力的功：W1＝Flscosαl，W2＝F2scosα2，……再把各个分力的功代数相加。功和冲量的比较（1）功和冲量都是表示力的累积效果的过程量，但功是表示力的效果在一段位移上的累积效应，而冲量则是表示力的效果在一段时间内的累积效应。（2）功是标量，其正、负号表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功。冲量是矢量，其正、负号表示方向。（3）做功的多少由力的大小、位移的大小及力和位移的夹角三个因素决定。冲量的大小只由力的大小和时间两个因素决定。力作用在物体上一段时间，力的冲量一定不为零，但力对物体做的功可能为

3、零。（4）一对作用力、反作用力的冲量一定大小相等，方向相反；但一对作用力、反作用力做的功却没有确定的关系。相互作用的两个物体可能都静止，也可能同方向运动，还可能反方向运动，甚至是一个运动另一个静止。正是由于相互作用的两物体的位移关系不确定，使得一对作用力、反作用力做的功没有确定关系。可能都不做功，可能一个力做正功，另一个力做负功，也可能两个力都做正功或都做负功，还可能一个力做功而另一个力不做功。2.功率是表示物体做功快慢的物理量，公式：P＝。这是物体在t时间内的平均功率。P＝Fvcosα。若v是瞬时速度，

4、P则是瞬时功率；若v是平均速度，P则是平均功率。α是F与v方向间的夹角。P=Fv，在功率一定的条件下，发动机产生的力F跟运动速度成反比。3.动能和势能动能：物体由于运动而具有的能量叫做动能。Ek＝，动能是一个描述物体运动状态的物理量，是标量。动能和动量的区别和联系（1）联系：动能和动量都是描述物体运动状态的物理量，都由物体的质量和瞬时速度决定，物体的动能和动量的关系为P＝或Ek＝。（2）区别：①动能是标量，动量是矢量，所以动能变化只是大小变化，而动量变化却有三种情况：大小变化、方向变化、大小和方向均变化。

5、一个物体动能变化时动量一定变化，而动量变化时动能不一定变化；②跟速度的关系不同：Ek＝，P＝mv；③变化的量度不同，动能变化的量度是合外力的功，动量变化的量度是合外力的冲量。势能：由物体间的相互作用和物体间的距离决定的能量叫做势能。如重力势能、弹性势能、分子势能、电势能等。重力势能：一个质量为m的物体，被举高到高度为h处，具有的重力势能为：Ep＝mgh。重力势能是相对的，我们所关心的往往不是物体具有多少重力势能，而是重力势能的变化量。重力势能的变化量与零重力势能面的选取无关。4.动能定理外力对物体做功等于

6、物体动能的改变量。这个结论叫动能定理，表达式：W合=Ek2—Ekl。动能定理一般应用于单个物体。外力对物体做的总功即合外力对物体所做的功，亦即各个外力对物体所做功的代数和。这里，我们所说的外力，既可以是重力、弹力、摩擦力，也可以是电场力、磁场力或其他的力。物体动能的变化指的是物体的末动能和初动能之差。应用动能定理解题的基本步骤：（1）选取研究对象，明确它的运动过程。（2）分析研究对象的受力情况和各个力做功情况；受哪些力?每个力是否做功?做正功还是做负功?做多少功?然后求各个外力做功的代数和。（3）明确物体

7、在过程的始末状态的动能Ekl和Ek2。（4）列出动能定理的方程W合=Ek2—Ekl，及其他必要的解题方程，进行求解。5.机械能守恒定律在只有重力和弹力做功的情形下，物体的动能和势能发生相互转化，但总和保持不变。这个结论叫做机械能守恒定律。判断机械能守恒的方法一般有两种：（1）对某一物体，若只有重力（或系统内弹簧的弹力）做功，其他力不做功（或其他力做功的代数和为零），则该物体的机械能守恒。（2）对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其他形式

8、的能（如没有内能产生），则系统的机械能守恒。应用机械能守恒定律解题的基本步骤：（1）根据题意，选取研究对象（物体或系统）。（2）明确研究对象的运动过程，分析对象在过程中的受力情况，弄清各力做功情况，判断是否符合机械能守恒的条件。（3）恰当地选取参考平面，确定研究对象在过程的起始状态和末了状态的机械能（包括动能和重力势能）。（4）根据机械能守恒定律列方程，进行求解。机械能守恒定律的推论根据机械能守恒定律，当重力以外的力不做功，物