2020年高考即將開始,你準備好了嗎? 對于高中物理成績較差的學生,要隨時組織熟悉的復習材料的積累。 高考網小編為各位考生整理了一些高考物理必備知識點,供大家參考閱讀!
能量轉換守恒定律是一個深刻的定律,不僅適用于力學,也適用于電磁學、原子物理、光學、機械振動等領域。 本文主要分析能量守恒定律的內容及其與其他定理、定律的關系。
能量守恒定律
能量守恒定律也稱為能量轉換守恒定律。
其內容是:能量既不會憑空產生,也不會憑空消失。 它只能從一種形式轉換為另一種形式,或者從一種物體轉移到另一種物體; 在轉化或轉移過程中,能量總量恒定。
高中物理研究哪些形式的能量?
研究能量守恒定律,我們需要了解我們主要研究哪些能量?
從解決高中物理問題的角度出發高中物理能量守恒,我們主要分析這五種能量形式:
動能、彈性勢能、重力勢能、內能、電勢能。
注:內能包括兩種形式:摩擦生熱和焦耳熱。 高中不測試磁能。 動能、彈性勢能和重力勢能這三種形式的能量的總和稱為機械能。
當然,以上五種形式的能量經常在力學和電磁學中進行測試。
選修內容中的機械振動也有能量,還有光子能、核能等,這些都超出了本文的范圍。 但學生需要知道光電效應方程和玻爾能級方程也是能量守恒定律。 推導。
能量守恒定律的公式
E1=E2
也就是說,初態的總能量等于終態的總能量。
換句話說,能量守恒定律意味著上述五種形式的能量之和是恒定的。
機械能守恒定律與能量守恒定律的關系
機械能守恒定律是能量轉換守恒定律的一種特殊形式。 兩者都主要分析系統。
(1) 當只有重力和彈力做功時,系統只對應動能、彈簧彈性勢能、重力勢能三種形式能量的變化。
(2)當有重力、彈簧彈力、靜電場力、摩擦力、安培力等多種形式的力做功時,系統對應動能、彈簧彈性勢能、重力勢能、電勢能、摩擦熱和焦耳熱。 能量變化的形式有很多種,而且這些能量也是守恒的。
從上面的比較中不難看出,機械能守恒是能量守恒的一個特例。
因此,在熟練掌握能量轉換內容和守恒定律的基礎上,我們可以利用能量守恒來解決機械能守恒問題。
換句話說,如果我們很好地掌握了能量守恒,我們就可以忘記機械能守恒。
能量守恒定律的先決條件
問:什么情況下可以用能量守恒定律來解決問題?
A:我們是以解決物理問題的技能為基礎的。
系統的能量可能并不總是守恒。 當我們研究的系統沒有外力做功(或者外力做功的代數和為零),并且系統中沒有引入其他能量(即沒有熱交換)時,總能量系統的能量(各種形式能量的總和))是守恒的。 這種情況下,我們可以利用能量守恒定律來解決問題。 此時,系統中的能量只是內部各組成部分能量的傳遞,或者說是不同能量形式之間的轉換。
例如,在牛頓第二定律的驗證實驗中,汽車及其裝載重量的能量不守恒。 因為外部拉力(由托盤和重物提供)正在對系統做功,增加其能量。
另外高中物理能量守恒,在上述情況下,如果你認為拉力所做的功屬于能量的注入,等于系統能量的增加,也是可以的。 這當然也是能量守恒定律的延伸。
能量守恒定律、動能定理和機械能守恒定律的解題應用
下面我系統整理一下解決物理問題時能量守恒定律(動能定理、機械能守恒)相關的公式,或者說是遇到問題的第一個出發點。 如下:
(1)單個物體,或者一組多個物體(彼此沒有相對運動),先試試動能定理,別的不說。 (注意動能定理的第二個表達式,各個力所做的功的代數和等于動能的變化。這個公式還有更多疑問。)
(2)本題涉及多個物體的運動過程,只有重力和彈力起作用。 在大多數情況下,都會檢驗機械能守恒定律。
(3)當發生摩擦時,一般拒絕機械能守恒定律,十有八九根據動能定理進行檢驗。 如果你設計多個物體,比如一個物體沖上木車,你也可以考慮能量守恒定律。
(4)常見的能量有五種,動能+重力勢能+彈性勢能+內能(摩擦熱和焦耳熱)+電勢能。 對于高中生來說,電勢能還沒有學過; 原作者為王尚老師。 能量守恒的表現是這五種形式的能量之和保持不變。
(5)出現關于時間t和加速度a的問題。 大部分題既不是檢驗動能定理,也不是機械能守恒,而是考察牛頓動力學(尼古拉斯第二定律+線性運動的三個方程)。
(6) 摩擦生熱計算公式為Q=μN△x,其中△x為相對位移。 這是Q的定義,考試中可以直接使用。 在哪里使用它? 當然是能量守恒定律。
以上六句話讀完后不能立即理解,但記住后就可以使用。 要理解這些,學生需要在課后品嘗。 而且這些要點將會延續并貫穿整個高考重要的物理模塊,特別是你在高一學期要學的靜電場、磁場、電磁感應和交流電。
能量守恒定律的一些解釋
(1)自然界中不同形式的能量對應著不同的運動形式:物體的運動有機械能,分子的運動有內能,電荷的運動有電能,原子核內的運動有原子能等。
(2)不同形式的能量可以相互轉化:“摩擦生熱是機械能克服摩擦做功,轉化為內能;當水壺里的水沸騰時,水蒸氣對壺蓋做功并掀開蓋子,說明內能轉化為機械能;電流通過電熱絲等做功,可以將電能轉化為內能。” 這些例子說明,不同形式的能量可以相互轉化,而這個轉化過程是通過做功來完成的。
(3)當某種形式的能量減少時,必然有另一種形式的能量增加,且減少量與增加量必須相等。 當某個物體的能量減少時,其他物體的能量必然增加,并且減少的量和增加的量一定相等。
能量守恒定律的重要性
能量守恒定律是最普遍、最重要的自然基本定律之一。 從物理和化學到地質學和生物學,以及宇宙物體。 小到原子核內部,只要有能量轉換,就必然遵守能量守恒定律。
從日常生活到科學研究和工程技術,這條定律都發揮著重要的作用。 人類對各種能源的使用,如煤炭、石油等燃料,以及水能、風能、核能等,都是通過能量轉換來實現的。
能量守恒定律是人們認識和利用自然的有力武器。
力、功和能量之間的關系
通過以上分析,我們可以對能量變換和守恒定律有更深入的了解。 力量與功能和能量密切相關。
各種力通過做功的過程可以改變系統中不同形式能量的數量。
功能與能量的關系需要通過本文進一步了解。