高中物理机械能公式有以下一些:
1. **机械能=动能+重力势能+弹性势能**,其中动能表达式为$E_{k} = \frac{1}{2}mv^{2}$;
2. 重力势能表达式为$E_{p} = mgh$;
3. 弹性势能表达式为$E_{p}^{\prime} = \frac{1}{2}kx^{2}$,其中$k$为弹簧的劲度系数,$x$为弹簧的形变量。
此外,高中物理中常见的机械能守恒公式有:
1. $E_{k} + E_{p} =常量$,其中E_{k}为动能,E_{p}为重力势能;
2. $mgh + \frac{1}{2}mv^{2} =常量$,其中常量是一个常数,不随速度和高度改变;
3. $E_{k1} + E_{p2} = E_{k2} + E_{p1}$,如果只有重力做功,系统的机械能是守恒的。
请注意,以上内容仅供参考,如有需要,建议您查阅相关文献。
【例题】一质量为5kg的物体在水平地面上自由滚动,已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.2,现给物体施加一个水平方向的拉力F,如果物体由静止开始沿直线运动,5s内物体的位移为25m,求拉力F的大小。
【分析】
根据动能定理求解拉力F做的功,再根据机械能守恒定律求解拉力大小。
【解答】
物体在水平地面上运动时受到重力、支持力和摩擦力作用,根据动能定理得:
$F\prime x - f x = \frac{1}{2}mv^{2}$
其中$x$为位移,$f = \mu mg$
代入数据解得:$F\prime = 60N$
由于物体在运动过程中只有拉力F做功,所以物体的机械能守恒,则有:
$mgh + \frac{1}{2}mv^{2} = \frac{1}{2}m{v_{0}}^{2}$
其中$h$为高度差,代入数据解得:$h = 5m$
根据几何关系可得物体的高度为:$h^{\prime} = \sqrt{h^{2} + x^{2}}$
代入数据解得:$h^{\prime} = 7.5m$
根据机械能守恒定律可得:
$mgh^{\prime} = mgh + \frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
代入数据解得:$v_{0} = 5m/s$
根据牛顿第二定律可得:$F - f = ma$
代入数据解得:$F = 65N$
所以拉力大小为65N。