高一物理下冊期中考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)機(jī)械能守恒定律

10/10高一物理下冊期中考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)機(jī)械能守恒定律高中物理是高中理科(自然科學(xué))根底科目之一,以下是查字典物理網(wǎng)為大家整理的高一物理下冊期中考試復(fù)習(xí)要點(diǎn)：機(jī)械能守恒定律,希望大家認(rèn)真學(xué)習(xí)?？荚嚨囊螅孩瘛?duì)所學(xué)知識(shí)要知道其含義,并能在有關(guān)的問題中識(shí)別并直接運(yùn)用,相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)中的了解和認(rèn)識(shí)。Ⅱ、能夠理解所學(xué)知識(shí)確實(shí)切含義以及和其他知識(shí)的聯(lián)系,能夠解釋,在實(shí)際問題的分析、綜合、推理、和判斷等過程中加以運(yùn)用,相當(dāng)于課程標(biāo)準(zhǔn)的理解,應(yīng)用。要求Ⅰ：彈性勢能、能量和能量耗散。要求Ⅱ：功和功率、重力勢能、動(dòng)能和動(dòng)能定律、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用。知識(shí)構(gòu)建：新知?dú)w納：一、功●概念：一個(gè)物體受到力的作用,并在力的方向上發(fā)生了一段位移,這個(gè)力就對(duì)物體做了功?！窆剑篧=FScos●功是標(biāo)量,但它有正功、負(fù)功。功的正負(fù)表示能量傳遞的方向,即功是能量轉(zhuǎn)化的量度。當(dāng)時(shí),即力與位移成銳角,力做正功,功為正當(dāng)時(shí),即力與位移垂直,力不做功,功為零當(dāng)時(shí),即力與位移成鈍角,力做負(fù)功,功為負(fù)●功是一個(gè)過程所對(duì)應(yīng)的量,因此功是過程量。●功僅與F、S、有關(guān),與物體所受的其它外力、速度、加速度無關(guān)。●幾個(gè)力對(duì)一個(gè)物體做功的代數(shù)和等于這幾個(gè)力的合力對(duì)物體所做的功。即：W總=W1+W2++Wn或W總=F合Scos二、功率●概念：功跟完成功所用時(shí)間的比值,表示力(或物體)做功的快慢。●公式：(平均功率)(平均功率或瞬時(shí)功率)單位：瓦特W●分類：額定功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)最大輸出功率實(shí)際功率：指發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率即發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生牽引力的功率,P實(shí)P額。三、重力勢能●定義：物體由于被舉高而具有的能,叫做重力勢能?！窆剑?h――物體具參考面的豎直高度?！駞⒖济姊僦亓菽転榱愕钠矫娣Q為參考面;②選取：原那么是任意選取,但通常以地面為參考面假設(shè)參考面未定,重力勢能無意義,不能說重力勢能大小如何選取不同的參考面,物體具有的重力勢能不同,但重力勢能改變與參考面選取無關(guān)。●重力勢能是標(biāo)量,但有正負(fù)。重力勢能為正,表示物體在參考面的上方;重力勢能為負(fù),表示物體在參考面的下方;重力勢能為零,表示物體在參考面的上●重力做功特點(diǎn)：物體運(yùn)動(dòng)時(shí),重力對(duì)它做的功之跟它的初、末位置有關(guān),而跟物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。●重力做功與重力勢能的關(guān)系：四、彈性勢能●概念：發(fā)生彈性形變的物體的各局部之間,由于彈力的相互作用具有勢能,稱之為彈性勢能?！駨椈傻膹椥詣菽埽河绊憦椈蓮椥詣菽艿囊蛩赜校簭椈傻膭哦认禂?shù)k和彈簧形變量x?！駨椓ψ龉εc彈性勢能的關(guān)系：彈力做正功時(shí),物體彈性勢能減少;彈力做負(fù)功時(shí),物體彈性勢能增加?！駝菽埽合嗷プ饔玫奈矬w憑借其位置而具有的能量叫勢能,勢能是系統(tǒng)所共有的。五、實(shí)驗(yàn)：探究功與物體速度變化的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)探究力對(duì)物體做的功與物體速度變化的關(guān)系;體會(huì)探究的過程和所用的方法(2)實(shí)驗(yàn)器材：木板、小車、橡皮筋、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及電源、紙帶等。(3)探究思路：①設(shè)法讓橡皮筋對(duì)小車做的功分別為W、2W、3W②由紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器分別測出小車獲得的速度v1、v2、v3③以橡皮筋對(duì)小車做的功為縱坐標(biāo)(以第一次實(shí)驗(yàn)時(shí)的功W為單位),小車獲得的速度為橫坐標(biāo),作出W-v曲線。④如果W-v曲線是一條直線,說明W如果不是直線,可著手考慮是否存在以下關(guān)系：Wv2、Wv3、Wv4.⑤根據(jù)W-v草圖,大致判斷兩個(gè)量可能是什么關(guān)系。如果認(rèn)為很可能是Wv2,就作出W-v2曲線,如果這條曲線是一條直線,就可以證明你的判斷是正確的。六、動(dòng)能與動(dòng)能定理●概念：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量,稱為動(dòng)能?！駝?dòng)能表達(dá)式：●動(dòng)能定理(即合外力做功與動(dòng)能關(guān)系)：●理解：①在一個(gè)過程中對(duì)物體做的功,等于物體在這個(gè)過程中動(dòng)能的變化。②做正功時(shí),物體動(dòng)能增加;做負(fù)功時(shí),物體動(dòng)能減少。③動(dòng)能定理揭示了合外力的功與動(dòng)能變化的關(guān)系。●適用范圍：適用于恒力、變力做功;適用于直線運(yùn)動(dòng),也適用于曲線運(yùn)動(dòng)?！駪?yīng)用動(dòng)能定理解題步驟：①確定研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過程②分析研究對(duì)象在研究過程中受力情況,弄清各力做功③確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中初末狀態(tài),找出初、末動(dòng)能④列方程、求解。七、實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律●實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)方法和技能?！駥?shí)驗(yàn)器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、復(fù)寫紙、低壓電源、重物(附紙帶夾子)、刻度尺、鐵架臺(tái)(附夾子)、導(dǎo)線?！駥?shí)驗(yàn)原理:只有重力做功的自由落體運(yùn)動(dòng)遵守機(jī)械能守恒定律,即重力勢能的減少量等于動(dòng)能的增加量。利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上記錄下物體自由下落的高度,計(jì)算出瞬時(shí)速度,即可驗(yàn)證物體重力勢能的減少量與物體動(dòng)能的增加量相等。●實(shí)驗(yàn)步驟:1、將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在支架上,并用導(dǎo)線將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在交流電源上;2、將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,紙帶下端用夾子與重物相連,手提紙帶使重物靜止在靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的地方;3、接通電源,松開紙帶,讓重物自由下落,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器就在紙帶上打下一系列小點(diǎn);4、重復(fù)實(shí)驗(yàn)幾次,從幾條打上點(diǎn)的紙帶中挑選第一、二兩點(diǎn)間的距離接近2mm,且點(diǎn)跡清晰的紙帶進(jìn)行測量;5、記下第一個(gè)點(diǎn)的位置O,在紙帶上選取方便的個(gè)連續(xù)點(diǎn)1,2,3,4,5,用刻度尺測出對(duì)應(yīng)的下落高度h1,h2,...;6、用公式計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度;7、計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢能減少量和動(dòng)能增加量,進(jìn)行比擬。八、機(jī)械能守恒定律機(jī)械能包含動(dòng)能和勢能(重力勢能和彈性勢能)兩局部,即E=Ek+Ep。機(jī)械能守恒定律:在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動(dòng)能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化,而總的機(jī)械能保持不變,即E1=E2Ek1+Ep1=Ek2+Ep2Ek=-EpE1=-E2.機(jī)械能守恒條件:做功角度：只有重力或彈力做功,無其它力做功;外力不做功或外力做功的代數(shù)和為零;系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對(duì)系統(tǒng)不做功。能量角度：首先只有動(dòng)能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化,無其它形式能量轉(zhuǎn)化;只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換,沒有與外界的能量交換。運(yùn)用機(jī)械能守恒定律解題步驟：①確定研究對(duì)象及其運(yùn)動(dòng)過程;②分析研究對(duì)象在研究過程中受力情況,弄清各力做功,判斷機(jī)械能是否守恒;③恰中選取參考面,確定研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過程中始末狀態(tài)的機(jī)械能;④列方程、求解。九、能量守恒定律〔一〕能量的轉(zhuǎn)化與守恒1.化學(xué)能：由于化學(xué)反響,物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的能量。2.核能：由于核反響,物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量。3.能量守恒定律：能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而能的總量保持不變。●內(nèi)容：能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量保持不變。即E機(jī)械能1+E其它1=E機(jī)械能2+E機(jī)械能2●能量耗散：無法將釋放能量收集起來重新利用的現(xiàn)象叫能量耗散,它反映了自然界中能量轉(zhuǎn)化具有方向性。(二〕能源與社會(huì)1、可再生能源：可以長期提供或可以再生的能源。2、不可再生能源：一旦消耗就很難再生的能源。3、能源與環(huán)境：合理利用能源,減少環(huán)境污染,要節(jié)約能源、開發(fā)新能源。〔三〕開發(fā)新能源1、太陽能2、核能3、核能發(fā)電4、其它新能源：地?zé)崮堋⒊毕?、風(fēng)能。能源的分類和能量的轉(zhuǎn)化能源品種繁多,按其來源可以分為三大類：一是來自地球以外的太陽能,除太陽的輻射能之外,煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能等都間接來自太陽能;第二類來自地球本身,如地?zé)崮?原子核能(核燃料鈾、釷等存在于地球自然界);第三類那么是由月球、太陽等天體對(duì)地球的引力而產(chǎn)生的能量,如潮汐能。【一次能源】指在自然界現(xiàn)成存在,可以直接取得且不必改變其根本形態(tài)的能源,如煤炭、天然氣、地?zé)?、水能等。由一次能源?jīng)過加工或轉(zhuǎn)換成另一種形態(tài)的能源產(chǎn)品,如電力、焦炭、汽油、柴油、煤氣等屬于二次能源。【常規(guī)能源】也叫傳統(tǒng)能源,就是指已經(jīng)大規(guī)模生產(chǎn)和廣泛利用的能源。表2-1所統(tǒng)計(jì)的幾種能源中如煤炭、石油、天然氣、核能等都屬一次性非再生的常規(guī)能源。而水電那么屬于再生能源,如葛洲壩水電站和未來的三峽水電站,只要長江水不干涸,發(fā)電也就不會(huì)停止。煤和石油天然氣那么不然,它們在地殼中是經(jīng)千百萬年形成的(按現(xiàn)在的采用速率,石油可用幾十年,煤炭可用幾百年),這些能源短期內(nèi)不可能再生,因而人們對(duì)此有危機(jī)感是很自然的。【新能源】指以新技術(shù)為根底,系統(tǒng)開發(fā)利用的能源。其中最引人注目的是太陽能的利用。據(jù)估計(jì)太陽輻射到地球外表的能量是目前全世界能量消費(fèi)的1.3萬倍。如何把這些能量收集起來為我們所用,是科學(xué)家們十分關(guān)心的問題。植物的光合作用是自然界利用太陽能極為成功的范例。它不僅為大地帶來了郁郁蔥蔥的森林和養(yǎng)育萬物的糧菜瓜果,地球蘊(yùn)藏的煤、石油、天然氣的起源也與此有關(guān)。尋找有效的光合作用的模擬體系、利用太陽能使水分解為氫氣和氧氣及直接將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿榷际钱?dāng)今科學(xué)技術(shù)的重要課題,一直受到各國政府和工業(yè)界的支持與鼓勵(lì)。以上是從能源的使用進(jìn)行分類的方法,假設(shè)從物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的形式看,不同的運(yùn)動(dòng)形式,各有對(duì)應(yīng)的能量,如機(jī)械能(包括動(dòng)能和勢能)、熱能、電能、光能等等。各種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化,如動(dòng)能可與勢能互相轉(zhuǎn)化(建筑工地打夯的落錘的上、下運(yùn)動(dòng)所包括的能量轉(zhuǎn)化過程);化學(xué)能可與電能互相轉(zhuǎn)化(化學(xué)電池和電解就是實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的兩種過程)。在能量相互轉(zhuǎn)化過程中,盡管做功的效率因所用工具或技術(shù)不同而有差異,但是折算成同種能量時(shí),其總值卻是不變的,這就是能量轉(zhuǎn)化和能量守恒定律,這是自然界中一條極為根本的定律(另一條為質(zhì)量守恒定律),也是識(shí)破各式各樣永動(dòng)機(jī)的有力判據(jù)。在能量轉(zhuǎn)化過程過中,未能做有用功的局部稱為無用功,通常以熱的形式表現(xiàn)。物質(zhì)體系中,分子的動(dòng)能、勢能、電子能量和核能等的總和稱為內(nèi)能。內(nèi)能的絕對(duì)值至今尚無法直接測定,但體系狀態(tài)發(fā)生變化時(shí),內(nèi)能的變化以功或熱的形式表現(xiàn),它們是可以被精確測量的。體系的內(nèi)能、熱效應(yīng)和功之間的關(guān)系式為：△E=Q+W其中△E是體系內(nèi)能的變化,Q是體系從外界吸收的熱量,W是外界對(duì)體系所做的功。這就是著名的熱力學(xué)第一定律的物理表達(dá)式,也就是能量守恒定律的物理表達(dá)式。應(yīng)用上述公式時(shí),要注意各種物理量的正、負(fù)號(hào),即：△E──(+)體系內(nèi)能增加,(-)體系內(nèi)能體系減少;Q──(+)體系吸收熱量,(-)體系放出能量;W──(+)外界對(duì)體系做功,(-)體系對(duì)外界做功例如1.00g乙醇在78.3℃時(shí)氣化,需吸收854J的熱,這些乙醇由液態(tài)變成氣態(tài),在101kPa壓力下所做的體積膨脹功為63.2J,這是體系對(duì)外界所做的功,應(yīng)為負(fù)值,所以該體系內(nèi)能的變化△E=[854+(-63.2)]J=+791J,△E為正值,即體系內(nèi)能增加了791J。能源的利用,其實(shí)就是能量的轉(zhuǎn)化過程。如煤燃燒放熱使蒸汽溫度升高的過程就是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為蒸汽內(nèi)