高一物理下册期末考试常考考点：能量和能量守恒

(三)能量和能量守恒 知识结构 功是一个过程量，与力在空间的作用过程相关。恒力功的计算公式与物体运动过程无关;重力功、弹力功与路径无关。功是一个标量，但有正负之分。2. 功率P：功率是表征力做功快慢的物理量、是标量 ：P=W/t 。若做功快慢程度不同，上式为平均功率。

注意恒力的功率不一定恒定，如初速为零的匀加速运动，第一秒、第二秒、第三秒……内合力的平均功率之比为1：3：5……。已知功率可以求力在一段时间内所做的功W=Pt，这时可能是变力再做功。

上式常常用于分析解决机车牵引功率问题，常设有以下两种约束条件： 1)发动机功率一定：牵引力与速度成反比，只要速度改变，牵引力F=P/v将改变，这时的运动一定是变加速运动。

2)机车以恒力启动：牵引力F恒定，由P=Fv可知，若车做匀加速运动，则功率P将增加，这种过程直到P达到机车的额定功率为止(注意不是达到速度为止)。

3. 能：自然界有多种运动形式，与不同运动形式相应的存在不同形式的能量：机械运动--机械能;热运动--内能;电磁运动--电磁能;化学运动--化学能;生物运动--生物能;原子及原子核运动--原子能、核能……。动能：物体由于有机械运动速度而具有的能量Ek=mv2/2 能，包括动能和势能，都是标量。

都是状态量，如动能由速度决定，重力势能由高度决定，弹性势能由形变状态决定。都具有相对性，物体速度相对于不同的参照物有不同的结果，相应的动能相对于不同的参照物有不同的动能。势能相对于不同的零势能参考面有不同的结果，势能有可能取负值，它意味着此时物体的势能比零势能低。

4. 动能定理：研究对象：质点，数学表达公式：W=mv2/2-mv02/2。公式中W为质点受到的所有的作用力在所研究的过程中做的总功，它可以是恒力功，可以是变力功，可以是分阶段由不同的力做功累积(代数和)而得到的结果。

动能定理对力的性质没有任何限制，可以是重力、弹力、摩擦力、也可以是电场力、磁场力或其它力。等式右边为所研究的过程(初、末状态)中质点的动能的变化。动能定理表明，力对物体所做的总功，是物体动能变化的原因，力对物体所做的总功量度了物体动能的变化大小。

5. 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能发生相互转化，但机械能的总量保持不变。机械能守恒定律的研究对象是系统，一般简化为物体;守恒是指系统在满足守恒条件下，机械能--动能和势能之和，在状态变化过程中总保持不变。

怎样判断机械能是否守衡? (1)根据守恒条件：是否只有重力或弹力做功 (2)考察状态：比较、确定不同状态的机械能，看它们是否相同 (3)考察系统是否发生机械能与其它形式的能量的转化

6. 功和能：功是能量转化的量度。

7. 关于速度、动量、动能：速度 动量 动能均为描述质点运动状态的物理量，速度反映质点运动快慢和方向，是运动学量.运动速度不能描述物体所含机械运动的强弱，例如我们可以用手去接一个以速度v飞来的篮球，但不敢去接一个以同样速度飞来的铅球.动量是描述物体所含机械运动大小的物理量，是动力学量.当一个运动物体与其它物体相互作用时，机械作用强度取决于动量大小.速度 动量均为矢量.动能也是动力学量，是标量，当机械运动与其它形式的运动之间发生转化时，量度这种转化的是动能的变化而不是速度或动量的变化。

由上述分析我们可进一步理解力、冲量和功，请你自己比较分析。

8. 比较力学三个核心定律 牛顿定律 ∑F=ma (矢量式、瞬时式) 动量定理 ∑Ft=mv-mv0 (矢量式、过程式) 动能定理 ∑W=mv2/2-mv02/2 (标量式、过程式) 这是研究质点运动的三条核心规律，它们的意义分别为：力是改变质点运动状态的原因;力在时间上的累积作用--∑Ft量度质点动量的变化;力在空间上的累积作用--W量度质点动能的变化。

三条规律为我们解决力学问题提供了三条途径。

在研究对象受恒力作用时，三种方法都可以应用;当问题直接涉及状态与空间位移时，用动能定理解决问题来得直接;当问题直接涉及状态和时间时，用动量定理解决问题比较简单;当物体在变力作用下，特别是复杂的曲线运动时，一般首选能法解决问题;当研究对象是一个相互作用的系统时，应首选守恒规律解决。