高一下学期物理核心概念：掌握机械能守恒定律
篇1：高一下学期物理核心概念：掌握机械能守恒定律
物理学是一门探讨自然界与人类的科学，小编准备了高一下册物理单元知识点，希望你喜欢。
机械能守恒定律的概念及守恒条件
机械能包括动能、重力势能、弹性势能。重力势能是物体与地球共有的，机械能是运动物体、弹簧(或发生弹性形变的其它物体)和地球组成的系统共有的。
重力做功与路径无关，重力的功等于重力势能的减少量。
对于涉及机械能的物理问题，应首先选择有相互作用的物体系统的运动过程为研究对象，然后分析在运动过程中系统内各物体间的相互作用力。
运用机械能守恒定律列式时，若按机械能总量相等列式，需要选取重力势能、弹性势能参考位置;若按减少量等于增量列式，不需要选取势能的参考位置。
在研究的过程中，系统内的相互作用力中，如果只有重力、弹簧弹力做功，是机械能守恒的条件。
因此，使用机械能守恒定律的前提条件是：若系统内只有重力、弹力作用，或虽有非重力、非弹力作用，但这些力不做功，则系统的机械能守恒，否则机械能不守恒。
机械能不守恒应选择动能定理或功能关系
对于涉及机械能的物理过程，若系统内物体间有非重力、非弹力做功，比如摩擦力、电场力、安培力等力做功，或系统外物体的力对系统内物体做功，则系统的机械能不守恒。
对此问题，一般运用动能定理或功能关系分析求解。当大家通过认真审题发现该物理wuli.in题中系统内是否有非重力、非弹力作用或他们是否做功，不能明确判定时也可运用动能定理分析求解。
多过程问题中，若不涉及中间状态量的分析求解，可将整个运动过程视为整体运用动能定理。合力的功等于研究对象动能的增量;还需注意的一点是：克服某力做的功与某力的功等值反号。
结合牛顿动力学求解
对于涉及力与运动的问题，若机械能守恒，且不涉及时间、加速度、力，可直接运用机械能守恒定律分析求解，若涉及时间、加速度、力，笔者建议借助牛顿第二定律、匀变速直线运动规律等方程来求解。
对于系统的运动过程，可运用机械能守恒定律或动能定理;对于某个状态，可运用共点力平衡条件或牛顿第二定律。
高一下册物理单元知识点就为大家介绍到这里，希望对你有所帮助。
篇2：高一下学期物理核心概念：掌握机械能守恒定律
物理二字出现在中文中，是取格物致理四字的简称，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规律的意思。小编准备了高一下册物理机械能及其守恒定律知识点，希望你喜欢。
一、功
1.概念:物体受到力的作用,并在力的方向上发生一段位移,就叫做力对物体做了功.
2.做功的两个不可缺少的因素:力和物体在力的方向上发生的位移.
3.恒力对物体做功大小的计算式为: W =Fscos,单位:J.
其中F应是恒力,是F和s方向之间的夹角，scos即为在力的方向上发生的位移。
4.功有正负,但功是标量.
(1)功的正、负的判断:若00900,则F做正功; 若=900,则F不做功;若9001800,则F做负功.
(2)功的正负的意义:功是标量,所以功的正、负不表示方向.功的正、负也不表示大小。功的正、负表示是动力对物体做功还是阻力对物体做功,或者说功的正、负表示是力对物体做了功,还是物体克服这个力做了功.功的正、负还表示能量转化的方向,如:重力做正功,重力势能减小,重力做负功,重力势能增加,合外力做正功,物体动能增加,合外力做负功,物体动能减小.
5.功的计算
(1)恒力的功,直接利用W=Fscos来计算,变力的功可用动能定理或功能关系计算.
(2)合外力的功:等于各个力对物体做功的代数和,即:W合=W1+ W2+ W3+也可先求合力，再利用W=F合scos求解。
6.功是能量转化的量度.做功过程一定伴随能量的转化,并且做多少功就有多少能量发生转化.
7.变力做功问题
①W=Fscos是用来计算恒力的功，若是变力，求变力的功只有通过将变力转化为恒力，再用W=Fscos计算.
②有两类不同的力：一类是与势能相关联的力，比如重力、弹簧的弹力以及电场力等，它们的功与路径无关，只与位移有关或者说只与始末点的位置有关;另一类是滑动摩擦力、空气阻力等，在曲线运动或往返运动时，这类力(大小不变)的功等于力和路程(不是位移)的积.
③根据功和能关系求变力的功.如根据势能的变化求对应的力做的功，根据动能定理求变力做的功，等等.
④根据功率恒定，求变力的功，W=Pt.
⑤求出变力F对位移的平均力来计算，当变力F是位移s的线性函数时，平均力 .
⑥作出变力F随位移变化的图象，图象与位移轴所围均面积即为变力做的功.
8.几种力做功的特点
①作用力和反作用力的做功
作用力与反作用力同时存在，作用力做功时，反作用力可能做功，也可能不做功，可能做正功，也可能做负功，不要以为作用力与反作用力大小相等、方向相反，就一定有作用力、反作用力的功数值相等，一正一负.所以作用力与反作用力做功不一定相等.
②摩擦力的做功
A、静摩擦力做功的特点
(1)静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。
(2)在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移(静摩擦力起着传递机械能的作用)，而没有机械能转化为其他形式的能.
(3)相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做功的代数和总为零。
B.滑动摩擦力做功的特点
(1)滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。
(2)一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化有两个方面：一是相互摩擦的物体之间机械能的转移;二是机械能转化为内能。转化为内能的量值等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
(3)滑动摩擦力、空气摩擦阻力等，在曲线运动或往返运动时等于力和路程(不是位移)的乘积
二、功率
1.概念:功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率.功率是表示物体做功快慢的物理量.
2.功率的定义式: ,导出公式 ,其中是F与v的夹角.
说明:①定义式求出的为平均功率,若功率一直不变,则为瞬时功率.
②导出式中若v为平均速度,则P为平均功率;若v为瞬时速度,则P为瞬时功率,式中为力F与物体速度v之间的夹角.
3.功率是标量.
4.功率的单位有W、kW、马力.其换算关系为:1kW=1000W,1马力=735W.
5.发动机名牌上的额定功率,指的是该机正常工作时的最大输出功率.实际功率是机器工作时实际的输出功率。并不是任何时刻发动机的实际功率都等于额定功率,实际功率可在零和额定功率之间取值.
发动机的额定功率是牵引力的功率,而不是合外力的功率.P=Fv中,F指的是牵引力.在P一定时,F与v成反比;在F一定时,P与v成正比.
6.机车的启动问题
(1)在额定功率下启动:
由公式P=Fv和F-f=ma知,由于P恒定，随着v的增大,F必将减小,a也必将减小,汽车做加速度不断减小的加速运动,直到F=f,a=0,这时v达到最大值 .可见恒定功率的加速一定不是匀加速.这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算(因为F为变力).其速度图象如图所示.
(2)以恒定加速度a启动:
由公式P=Fv和F-f=ma知,由于F恒定,所以a恒定,汽车做匀加速运动,而随着v的增大，P也将不断增大,直到P达到额定功率Pm,功率不能再增大了.这时匀加速运动结束,此时速度为 ,此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动了,由于机车的功率不变,速度增大,牵引力减小,从而加速度也减小,直到F=f时,a=0,这时速度达到最大值 .可见恒定牵引力的加速时功率一定不恒定.这种加速过程发动
机做的功只能用W=F?s计算，不能用W=P?t计算(因为P为变功率).
三、机械能
(一)势能
1.重力做功的特点
重力做功与路径无关,只决定于初、末位置间的高度差h,重力做功的大小WG=mgh.若物体从高处下降,重力做正功,反之,物体克服重力做功.
2.重力势能
地球上的物体由于受到重力的作用而具有的跟它的高度有关的能,叫重力势能.重力势能是地球和物体组成的系统共有的,而不是物体单独具有的.
Ep=mgh,重力势能的大小和零势能面的选取有关,h是物体的重心到参考面(零重力势能面)的高度.若物体在参考面以上,则重力势能取正值;若物体在参考面以下,则重力势能取负值.通常选取地面作为零势能面.重力势能是标量,但有正负.
3.重力做功与重力势能变化的关系
重力对物体做多少正功,物体的重力势能就减小多少;重力对物体做多少负功,物体的重力势能就增加多少.重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化量,即:
WG=-(EP2-EP1)=EP1-EP2,或WG=-△EP.
重力势能的变化量与零重力势能面的选取无关.
4.弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能.弹簧弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大、劲度系数越大,弹簧的弹性势能越大.Ep=1/2( kx2)
(二)动能
1、动能
(1)定义:物体由于运动而具有的能量叫做动能.
(2)计算公式: .国际单位:焦耳(J).
(3)①动能只有大小,没有方向,是个标量.计算公式中v是物体具有的速率.动能恒为正值.
②动能是状态量,动能的变化(增量)是过程量.
③动能具有相对性,其值与参考系的选取有关.一般取地面为参考系.
二、动能定理
1.内容:外力对物体做的总功等于物体动能的变化.即:合外力做的功等于物体动能的变化.
2.表达式:W总=Ek2-Ek1 或W合=EK
3.对动能定理的理解:
(1)W总是所有外力对物体做的总功,等于所有外力对物体做功的代数和,即:W合=W1+ W2+ W3+.特别是在全过程的各个阶段受力有变化的情况下，只要把各个力在各个阶段所做的功都按照代数和加起来，就可以得到总功.
(2)因动能定理中功和能均与参考系的选取有关,所以动能定理也与参考系的选取有关,一般以地球为参考系.
(3)动能定理适用单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理.由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能(比如内能)的转化.在动能定理中.总功指各外力对物体做功的代数和.这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等.
(4)不论做什么运动形式,受力如何,动能定理总是适用的.
(5)做功的过程是能量转化的过程,动能定理中的等号=的意义是一种因果联系的数值上相等的符号, 它并不意谓着功就是动能的增量,也不意谓着功转变成动能,而意谓着合外力的功是物体动能变化的原因,合外力对物体做多少功物体的动能就变化多少.
(6)W总0时,Ek2Ek1,物体的动能增加;W总0时,Ek2
4.由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理
设物体的质量为m，在恒力F作用下，通过位移为S，其速度由v0变为vt，
则：根据牛顿第二定律F=ma① 根据运动学公式2as=vt2一v02②
由①②得：FS=?mvt2-?mv02
四、机械能守恒定律
1.机械能:物体的动能和势能统称为机械能,即E=Ek+Ep.其中势能包括重力势能和弹性势能.
2. 机械能守恒定律:在只有重力做功的情形下,物体的动能和重力势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.如果还有弹力做功,则发生动能、重力势能和弹性势能的相互转化,但机械能的总量仍保持不变.
3.表达式:
(1) ;(2)
用⑴时,需要规定重力势能的参考平面.用⑵时则不必规定重力势能的参考平面，因为重力势能的改变量与参考平面的选取没有关系.
4.机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功,包括以下三种情况:
(1)只有重力和弹力作用,没有其他力作用;
(2)有重力、弹力以外的力作用,但这些力不做功;
(3)有重力、弹力以外的力做功,但这些力做功的代数和为零.
5.对机械能守恒定律的理解
(1)机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内.通常我们说小球的机械能守恒其实一定也就包括地球在内,因为重力势能就是小球和地球所共有的.另外物体动能中的v,也是相对于地面的速度.
(2)当研究对象(除地球以外)只有一个物体时,往往根据是否只有重力做功来判定机械能是否守恒;当研究对象(除地球以外)由多个物体组成时,往往根据是否没有摩擦和介质阻力来判定机械能是否守恒.
(3)只有重力做功不等于只受重力作用,在该过程中,物体可以受其它力的作用,只要这些力不做功,或所做功的代数和为零,就可以认为是只有重力做功.
6.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，弄清各力做功的情况，判断机械能是否守恒.
(3)恰当地选取零势面，确定研究对象在过程中的始态和末态的机械能.
(4)根据机械能守恒定律的不同表达式列式方程，若选用了增(减)量表达式，(3)就应成为确定过程中，动能、势能在过程中的增减量或各部分机械能在过程中的增减量来列方程进行求解.
五、能量的转化和守恒定律
(一)、内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或从一个物体转移到另一个物体。在转化或转移的过程中其总量不变，这就是能的转化和守恒定律。能量守恒定律可从下面两个角度理解：
1、某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等。
2、某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量一定与增加量相等。
这也是我们列能量守恒定律方程式的两条基本思路。
(二)、应用能量守恒定律解决动力学问题
1、能量守恒应从下面两方面去理解：
(1)某种形式的能减少，一定存在其它形式的能增加，且减少量一定等于增加量。
(2)某个物体的能量的减少，一定存在其它物体的能量增加，且减少量一定等于增加量。
2、应用能量守恒定律解题的步骤是：
(1)分析物体的运动过程，从而在头脑中建立起一幅物体运动的正确图景;
(2)研究物体在运动过程中有多少种形式的能(如动能、势能、内能、电能等)在转化，关键是弄清什么形式的能增加，什么形式的能减少。
(3)增加的能量和减少的能量用相应的力做的功来表示，然后列出恒等式
E减=E增。
高一下册物理机械能及其守恒定律知识点就为大家介绍到这里，希望对你有所帮助。
篇3：高一下学期物理核心概念：掌握机械能守恒定律
本章的重点是动能，重力势能和弹性势能的概念以及决定它们大小的因素，而难点则是能的概念和动能与势能相互转化的实例分析。
1、能量简称为能。一个物体能够做功，就说它具有能量。能够做功，表示物体有能力做功，但物体不一定正在做功。由于物体所处的条件不同，能够做功的物体可以做功，也可以不做功。
2、一切运动的物体都具有动能。一个物体动能的大小与物体的质量和速度都有关系，因而在比较两个物体的动能大小时，要同时考虑质量的大小和速度的大小这两个因素。
3、物体由于被举高而能够做功，这时物体具有的能叫重力势能。物体具有的重力势能的大小与物体的质量和离地的高度有关，也要注意比较两个物体重力势能的大小时，又不单纯比较离地的高度或依据质量的大小进行比较。
4、弹性势能指物体由于发生弹性形变而具有的能。同一物体弹性变越大，它具有的弹性势能就越大。
5、对机械能的概念要明白两点：(1)、统称，表示动能和势能都属于机械能，或者说动能和势能是机械能的两种表现形式;(2)、一个物体既可以有动能，也可以有势能。
6、动能和势能可以相互转化，在动能转化为势能时，动能在减少，势能在增大;而势能转化为动能时，势能在减少，动能在增大，在对具体实例分析时，要特别注意这一点。
4动能公式:E=mv^2/2(就是二分之一m乘以v的平方)重力势能E=mgh
5机械能分子动理论内能
1.一个物体能够做功，我们就说它具用能.物体由于运动而具有的能叫动能.动能跟物体的速度和质量有关，运动物体的速度越大、质量越大，动能越大.一切运动的物体都具有动能.
2.势能分重力势能和弹性势能.举高的物体具有的能叫重力势能.物体的质量越大，举得越高，重力势能越大.发生弹性形变的物体具有的能，叫弹性势能.物体弹性形变越大，它具有的弹性势能越大.
3.动能和势能统称为机械能.能、功、热量的单位都是焦耳.动能和势能可以相互转化.分子动理论的基本知识：①物质由分子组成，分子极其微小.②分子做永不停息的无规则运动.③分子之间有相互作用的引力和斥力.
4.不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散.扩散现象说明了分子做永不停息的无规则运动.
5.物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能.一切物体都有内能.物体的内能跟温度有关.温度越高，物体内部分子的无规则运动越激烈，物体的内能越大.温度越高，扩散越快.
6.物体内大量分子的无规则运动叫热运动，内能也叫热量.两种改变物体内能的方法是：做功和热传递.对物体做功物体的内能增加，物体对外做功物体的内能减小;物体吸收热量，物体的内能增加，物体对外放热，物体的内能减小.
7.单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量叫这种物质的比热容，简称比热.比热的单位是焦/(千克?℃).水的比热是4.2103焦/(千克?℃).它的物理意义是：1千克水温度升高(或降低)1℃吸收(或放出)的热量是4.2103焦.水的比热最大.所以沿海地方的气温变化没有内陆那样显著.
8.Q吸=cm(t-t0);Q放=cm(t0-t);或合写成Q=cmt.热平衡时有Q吸=Q放即c1m1(t-t01)=c2m2(t02-t).
9.能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成为其他形式，或者从一个物体转移到另一上物体，而在转化的过程中，能量的总量保持不变.这个规律叫能量守恒定律.内能的利用中，可以利用内能来加热，利用内能来做功.
10.1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值.热值的单位是：焦/千克.氢的热值(最大)是1.4108焦/千克，它表示的物理意义是：1千克氢完全燃烧放出的热量是1.4108焦.
例1把正在熔化的冰，放到0℃的房间内(它们与外界不发生热传递)，冰能不能继续熔化?
解答冰完成熔化过程需要满足两个条件：一是达到它的熔点0℃，二是必须继续吸热.题中正在熔化的冰，温度是0℃的冰和0℃的房间没有温度差，它们之间不发生热传递，因此冰不能继续吸热，它不会继续熔化.
本题常见错误是片面认为晶体只要达到了它的熔点，就会熔化，得出冰能继续熔化的结论.
例2水的温度升高到100℃，水就一定会沸腾起来.这种说法对吗?
解答这是常见的一种错误看法.在学习了沸腾知识后，要会用它的规律来分析.这种说法有两点错误.
第一，100℃不一定是水的沸点，只有在标准大气压下，水的沸点才是100℃.液体的沸点与气压有关，气压增大，沸点升高;气压减小，沸点降低.
第二，即使在标准大气压下，水温达到100℃，水也不一定能沸腾.这是因为完成液体沸腾，条件有两个：一是液体的温度达到沸点，二是液体要继续吸热，这两个条件缺一不可，因此不能说，水到了100℃，就一定会沸腾.
例3在很冷的地区，为什么常使用酒精温度计而不使用水银温度计测气温?而在实验室中，为什么用煤油温度计而不使用酒精温度计测沸水的温度?
解答酒精、水银及煤油温度计都是利用液体的热胀冷缩的性质来测量温度的.如果酒精、水银、煤油凝固成了固态或变成气体就无法用它来测温了.查熔点表可知：酒精的熔点是117℃，水银的熔点是39℃.又因为同一物质的凝固点跟它的熔点相同，也就是说酒精降至117℃才凝固，而水银降至39℃就会凝固，很冷的地区气温可低至40～60℃，这种情况下水银凝固，而酒精还是液态的，可以用来测气温.又查沸点表可知：酒精的沸点是78.5℃，而煤油的沸点约为150℃，凝固点约为-30℃，而水的沸点是100℃，实验时若用酒精制成的温度计测沸水的温度，酒精有可能变成气体而无法进行测量，而煤油仍是液体，还可以测高温.
例4(天津中考试题)质量和温度均相同的铁块和铝块，吸收相同的热量后相互接触(铁的比热铝的比热=，则()
A.热从铝块传到铁块B.热从铁块传到铝块
C.铁块和铝块之间没有热传递D.条件不足，无法判断
精析考查对物体吸、放热公式的理解，并知道热是从高温物体传向低温物体.
∵Q吸=cm△t
m相同，∵c铁
△t铁△t铝初温相同，铁末温高.
热从铁传向铝.
答案B
小编为大家提供的高一物理下册机械能守恒定律知识点，大家仔细阅读了吗?最后祝同学们学习进步。
