1.動能定律
合外力對物體所做的功,等于物體動能的降低。
1.1動能定律只適用于物體或系統可以看成是質點的情況;
1.2動能定律既適用于單個物體的功能轉換關系,同樣也適用于多個物體組成的系統的功能轉換關系;
1.3當物體之間不僅在斥力和反斥力(一般為靜磨擦力、滑動磨擦力、電場力、磁場力等)的作用下發生相對滑動,并且整個系統還受外力作用時,不能對系統應用動能定律;
主要的緣由是在斥力和反斥力的共同作用下,物體相對滑動的過程中有機械能的損失,通常會伴隨著內能的降低或熱量吸收。
1.4動能定律的使用格式
1.4.1動能定律的實質是:物體所受合外力做的功,只改變物體的動能,與勢能無關;
物體的機械能發生變化,就一定有外力對物體做了功;
1.4.2把物體運動過程中狀態或受力情況發生轉折變化的點做為臨界狀態進行受力剖析;
1.4.3對一個運動的過程進行剖析和界定,基本原則是先分拆后合并;
運動模型包括勻速直線運動、勻加速直線運動、勻減速直線運動、自由落體運動(類自由落體運動)、豎直上拋運動、斜拋運動、平拋運動(類平拋運動)、圓周運動、勻速圓周運動等;
根據物體運動狀態把整個運動過程界定為不同的段;判定那個段上物體受哪些力、做哪些運動、力做正功還是負功;
通過剖析,才能把幾個段合并為一個段時就合并,不能合并時一直按單獨的段處理;
合并的原則是:物體所受的力一直做正功或則一直做負功的情況才可以合并;
假如中間某時刻或某位置上,力的方向發生了變化,或則對于在不同段上有的做正功、有的做負功的力要單獨分段估算;
1.4.4有些變力做功的情況比較復雜,無法用公式估算時,用一個字母取代總功,只須要說明在整個過程中這個功是正功還是負功就可以了(特殊情況先假設為正功,通過估算判斷做功的正負);
磨擦力做功轉化為熱能時,可以用Q來表示,或則用Wf來表示;電磁感應過程中,一部份能量轉化為焦耳熱動能定理公式,而且電壓I是變化的,可以用Q吸或Q放取代;二氧化碳膨脹或壓縮做功、彈簧的彈性勢能變化、物體最初具有的動能或勢能等情況都類似;
1.4.5把所有的功和能量的總和看成是物體遭到所有力的合功,應用動能定律公式求解初末動能值或速率值;
解題格式:“在***過程中,***力做正功、***力做負功,應用動能定律:”
2.機械能守恒定理
物體在只有重力或彈力(才能存儲彈性勢能的彈簧)做功的情況下,任意時刻總的機械能保持不變。
或則說,物體在只有重力或彈力做功時,任意時刻重力或彈力所做的功等于物體動能的降低。
2.1只有重力做功時,單個物體的機械能守恒;
2.2只有彈力做功時,單個物體的機械能守恒;
2.3運動系中既有彈力、又有重力的情況,物體運動的整體機械能的數值在運動過程中是保持不變的(能量不滅定理),然而機械能可能就不守恒;
2.4機械能守恒定律適用的范圍
2.5機械能守恒的判斷
2.5.1在物體運動過程中只有重力有效做功,或則只有彈力有效做功時,機械能才守恒;
物體可能還受其他的力,而且這種力都不做功,機械能守恒;
物體所受其它力做功,并且合功為零,機械能守恒;
2.5.2有些情況下單個物體似乎沒有能量損失,然而機械能不守恒;把幾個物體組成一個系統,整個系統的機械能是守恒的,這么系統在任意狀態下的機械能總和不變;
這些情況下單個物體的機械能不守恒,需非常關注!
2.6解題格式:“從***位置到***位置,物體的機械能守恒,則有:”
2.7動能定律與機械能守恒的剖析判斷
2.7.1合外力對物體所做的功一定等于物體動能的降低,與勢能的變化無關;
2.7.2只有重力或彈簧彈力等具有勢能的力做功時動能定理公式,機械能守恒,總的機械能不變;
2.7.3物體在整個運動過程中損失或降低的機械能必然是重力(有勢能的力)以外的其它力做功的結果。
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