【高中物理】機械能考試的重點就是這些,學會了就等於白撿分!

2021-01-15 環球物理


高考物理最重要的部分毫無疑問是機械能。高考通常會有單獨一個大題考機械能,佔15-20分,並且選擇題也往往會有涉及機械能的判斷。機械能和其他知識點,如萬有引力、電磁場等,的結合也成為近幾年高考的趨勢。考生想在物理中拿到高分,機械能是必然要邁過的大門檻。所以今天總結了機械能的詳細知識點,大家一定要認真閱讀。









1.  功是力和在力的方向上通過的位移的乘積。

公式W=Fxcos α,是過程量,x是相對地面的位移。

物體可看做質點,x是質點的位移;不可看做質點,x是力的作用點的位移


2. 功率是表示力做功快慢的物理量。

平均功率:P=ω/t

瞬時功率:P=Fvcosα

求功率要分清是哪個力的功率,分清是平均功率還是瞬時功率。


3.  機車功率 

發動機的額定功率是汽車長時間行駛時所能發出的最大功率.實際功率不一定總等於額定功率,大多數情況下都比額定功率小。





1.恆力做功的求解

明確力的特點,區分恆力和變力,區分一個力還是多個力的合力.

2.變力做功的求法 

方法1 公式法(將變力做功轉化為恆力做功)(重點)

(1) 滑動摩擦力、空氣阻力所做的功等於力和路程的乘積

將方向變化、大小不變的變力轉化為恆力來求力所做的功

(2) 力的方向不變,大小對位移按線性規律變化,功等於平均力所做的功

微元法的應用

(3) 關聯點聯繫將變力做功轉化為恆力做功

(4) 圖像法

在F-x圖像中圖線和x軸所圍圖形的面積表示F做的功.


方法2 用W=Pt計算(重點)

變力功率一定時,可用W=Pt求功

機車以恆定功率P行駛的過程,隨速度增加牽引力不斷減小,此時牽引力所做的功不能用W=Fx來計算,因功率恆定,可用W=Pt計算.


方法3 動能定理法(重點)

F為變力或物體做曲線運動,或沒有明確固定受力或力的方向上的位移

做功的過程就是能量轉化的過程,功是能量轉化的量度.


3.對摩擦力做功的特點的考查

(1) 靜摩擦力做功

靜摩擦力可做正功、負功、不做功;一對靜摩擦力做功代數和總為零

(2) 滑動摩擦力做功

滑動摩擦力可對物體做正功、負功、不做功

一對滑動摩擦力所做功的代數和總為負值


4.對作用力與反作用力做功特點的考查

作用力與反作用力可以一個做正功,一個做負功,可以大小相等,也可以大小不相等.

作用力與反作用力可以同時做正(或負)功;也可以一個做正(或負)功,一個不做功.





1.求解平均功率

平均功率公式:P=ω/t

平均功率對應的是一段時間或一個過程


2.求解瞬時功率

瞬時功率公式:P=Fvcos α

瞬時功率對應的是某一時刻或某一位置













3.適用條件:研究對象一般為一個物體或可視為一個物體的系統

物體可做直線運動或曲線運動

過程不涉及時間,優先考慮動能定理


應用動能定理解決問題大致分為兩種:

(1)單一物體單一過程或者某一過程

(2)單一物體的多個過程

既可分段用動能定理列方程求解,也可全程用動能定理列方程求解

優先考慮全過程用動能定理,比較簡捷。





1.應用動能定理解題的一般步驟

(1) 選研究對象,明確運動過程

(2)分析研究對象的受力情況和各個力的做功情況

(3)明確物體在始、末狀態動能

(4)列動能定理方程及其他必要的輔助方程求解


2.應用動能定理求解變力做功問題的常見類型

(1)瞬間做功問題

(2)動態平衡類問題

(3)彈簧彈力做功問題

(4)與圓周運動結合的問題




物體的運動是由幾個物理過程所組成,不需要研究過程的中間狀態時,把幾個物理過程看做一個整體進行研究





1.機械能守恆定律的內容

只有重力或彈力做功的物體系統,動能和勢能相互轉化,總機械能不變


2. 機械能守恆定律的表達式

(1)守恆角度

系統的初、末狀態機械能守恆,Ek1+Ep1=Ek2+Ep2;

(2)轉化角度

系統功能的增加等於勢能的減少,∆Ek=-∆Ep;

(3)轉移角度

系統一部分物體機械能的增加等於另一部分機械能的減少,∆EA=-∆EB .





1.機械能守恆條件的理解

(1)單物體系統:只有重力或彈簧彈力做功,其他力不做功或做功代數和為零

(2)多物體系統:只有重力或彈力做功,其他內、外力不做功或做功代數和為零


2.判斷機械能是否守恆的方法

(1)用做功來判斷

物體或系統只重力或彈簧彈力做功,其他力不做功或做功代數和為零,守恆。

(2)用能量轉化來判定

只動能和勢能相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化,守恆。

(3) 繩子突然繃緊,物體間非彈性碰撞等,機械能不守恆。


【注意】

①系統所受到的合外力為零,系統機械能不一定守恆。

②系統所受到的合外力不為零,但不做功或做功為零,系統機械能不一定守恆。




運動過程中只重力勢能、動能相互轉化,無摩擦力和介質阻力做功

找到兩物體的速度關係確定系統動能的變化

找到兩物體上升或下降的高度關係確定系統重力勢能的變化

按照系統動能的變化等於重力勢能的變化列方程求解

尋找兩物體的速度關係是求解問題的關鍵


按兩物體連接方式和速度關係可分為三種

(1)速率相等的連接體

(2)角速度相等的連接體

(3) 某一方向分速度相等的連接體




利用形變量相同時彈性勢能相同求解








求解這類問題應熟練掌握以下內容

平拋運動的特點和規律

圓周運動的特點和規律


一般為給定初始位置或速度

圓周運動模型中多是計算在最低點的受力或在最高點(或與圓心等高點)的速度(或能否通過最高點)等

平拋運動模型中多是計算最低點(或拋出點)的速度(或位置變化).受力分析和運動分析是基礎,不同運動階段銜接處的速度是解決問題的關鍵





不同形式能之間可相互轉化和轉移

一、做功過程就是能量轉化的過程

二、做了多少功,能量就轉化了多少



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