高中物理知识点

知识点总结

一.机械能守恒定律

1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,物体的动能与势能发生相互转化,但机械能的总量保持不变.

2.三种表达式:

3.机械能守恒条件的理解

(1)从能量转化的角度看,只有系统内动能和势能相互转化,无其他形式能量之间(如内能)的转化.

(2)从力做功的角度看,只有重力和系统内的弹力做功,具体表现在:

a.只受重力(或弹簧弹力),例如:如下图所示.图中不计空气阻力,球在摆动过程中,只受重力和弹簧与球间的弹力,这两个力均做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒,但对球来说,机械能不守恒.

b.受其他力,但其他力不做功.如:物体沿光滑的固定曲面下滑,尽管受到支持力,但支持力不做功.

(3)对一些如绳子突然绷紧、物品爆炸等现象机械能不守恒.

二.能的转化和守恒定律

能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式或者从一个物体转移到另一个物体,在转化和转移的过程中,其总量不变.

三.对能量守恒定律的理解和应用

1.对定律的理解

四.几种常见的功能关系及其表达式


常见考法

      这部分知识难度较大,在平时的练习中、阶段性考试中以计算题为主。功能关系和能量守恒定律是高考的必考内容,具有非常强的综合性,题目类型以计算题为主,选择题为辅,大部分试题都与牛顿运动定律、圆周运动、平抛运动知识及电磁学知识相互联系,许多试题思路隐藏、过程复杂、灵活性强。

      处理动力学问题的常用思路和方法:

      研究某一时刻(或某一位置)的动力学问题,应使用牛顿第二定律;研究某一个过程的动力学问题,若物体受恒力作用,且又直接涉及物体运动过程中的加速度问题,应采用运动学公式和牛顿第二定律求解.

      对于不涉及物体运动过程中的加速度和时间问题,无论是恒力做功还是变力做功,一般都利用动能定理求解.如果物体只有重力和弹力做功而又不涉及运动过程的加速度和时间,则用机械能守恒定律求解.


误区提醒

1.机械能守恒的条件绝不是合外力的功等于零,更不是合外力等于零,而是只有重力或弹簧弹力做功.或只存在动能和势能间的相互转化.

2.应用功能关系需注意的问题

(1)搞清力对“谁”做功:对“谁”做功就对应“谁”的位移,引起“谁”的能量变化.如子弹物块模型中,摩擦力对子弹的功必须用子弹的位移去求解,这个功引起子弹动能的变化.

(2)搞清什么力的功对应什么形式的能的变化:

3.如果除重力、弹力外,还有其他力做功,但其他力做功之和为零,该种情况下只能说机械能不变,不能说机械能守恒。

4.重力势能、弹性势能、电势能的改变量与对应的力做的功数值相等,但符号相反。

【典型例题】例1:悠悠球是一种流行的健身玩具,具有很浓的趣味性,备受学生的欢迎,悠悠球类似“滚摆”,对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成),轴上套一个可以自由转动的圆筒,圆筒上系条长约1 m的棉线,玩时手掌向下,用力向正下方掷出悠悠球,当滚到最低处时,轻抖手腕,向上拉一下绳线,悠悠球将返回到你的手上,如图所示,悠悠球在运动过程中(  )

A.一边转动一边向下运动,由于重力做功,悠悠球越转越快,动能不断增大,悠悠球的势能转变为动能

B.在悠悠球上下运动中,由于发生动能和势能的相互转化,因此机械能守恒

C.在悠悠球上下运动中,由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用,会损失一部分能量

D.在悠悠球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时,轻抖手腕,向上拉一下绳子,给悠悠球提供能量

解析:悠悠球向下运动时由于重力做正功,动能一定增大,势能转化为动能,选项A正确;悠悠球在上下运动的过程中由于有阻力做功,所以会损失一部分机械能,机械能不守恒,若不及时补充能量则上升的高度会越来越低,因此可在悠悠球运动到最低点时轻抖手腕,向上拉一下绳子,给其补充能量,故选项C、D正确,B错.

答案:ACD