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高中物理能量守恒定律知识点及相关研究形式介绍

更新时间:2024-06-29 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

高中物理能量守恒定律入门:小伙伴们分享的《高中物理能量守恒定律知识点》见解深刻,独到独到,非常感谢小伙伴们的分享,希望这些信息对大家有所帮助。高中物理的学习中会涉及到很多的守恒定律,下面就由爱读书的小编给大家带来能量守恒定律入门,希望对大家有所帮助。高中物理能量守恒定律入门 能量守恒定律的内容 能量守恒定律又叫能量转化守恒定律,它的内容: 能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,只能从一种形式转化成另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体;在转化或转移的过程中,能量的总量是不变的。高中物理学习什么形式的能量?学习能量守恒定律,我们需要了解我们主要学习的是什么能量? 从解决高中物理问题的角度,我们主要分析这五种形式的能量:动能、弹性势能、重力势能、内能、电势能。注意:内能包括摩擦热和焦耳热两种形式。磁能高中不考。动能、弹性势能、重力势能三种能量形式的总和,叫做机械能。当然,以上五种形式的能量在力学、电磁学中经常考。选修内容中的机械振动也是有能量的,还有光子能、核能等。这些不在本文的讨论范围内,但同学们需要知道光电效应方程、玻尔能级方程也是能量守恒定律的推导。能量守恒定律的公式为E1=E2,即初态总能量等于终态总能量。2H5物理好资源网(原物理ok网)

也就是说,能量守恒定律就是上述五种能量形式的总和不变。 机械能守恒定律与能量守恒定律的关系 机械能守恒定律是能量转换守恒定律的一种特殊形式,两者多是针对系统进行分析的。 (1)当只有重力和弹力做功时,系统只对应于动能、弹簧弹性势能、重力势能三种形式的能量的变化。 (2)当重力、弹簧弹力、静电场力、摩擦力、安培力等多种形式的力做功时,系统对应于动能、弹簧弹性势能、重力势能、电势能、摩擦热、焦耳热等等多种形式的能量的变化,并且这些能量也守恒。 从上面的比较中,不难看出,机械能守恒定律是能量守恒定律的一种特例。 因此,在掌握能量转换守恒定律内容的基础上,我们可以运用能量守恒定律来解决机械能守恒定律的问题。也就是说,如果我们已经很好地掌握了能量守恒定律,就可以忘掉机械能守恒定律了。 能量守恒定律的前提条件 问:什么情况下可以用能量守恒定律来解决问题? 答:我们的工作以解决物理问题的技巧为基础。一个系统的能量不一定在任何时候都守恒。当我们研究的系统不做功(或外力所做功的代数和为零),也没有其它能量传入系统(即没有热交换)时,系统的总能量(各种能量形式的总和)守恒。在这种情况下,我们可以利用能量守恒定律来解决问题。这时,系统中的能量只是内部各组成部分能量的转移,或者不同能量形式之间的转换。2H5物理好资源网(原物理ok网)

例如在验证牛顿第二定律的实验中,推车及其所载重物的能量是不守恒的,这是因为外界的拉力(由托盘和重物提供)在对系统做功,增加了系统的能量。另外,在上述情况下,如果你认为拉力所作的功是一种能量的注入,等于系统能量的增加,那也是可以接受的。这当然也是能量守恒定律的推广。能量守恒定律的推导有助于学生更深入地理解能量守恒定律。我们布置了两道作业题,有兴趣的学生可以在课后自行推导。 (1)系统内有摩擦做功时能量守恒定律的推导过程 (2)有安培力做功时能量守恒定律的推导过程 能量守恒定律、动能定律、机械能守恒定律的解题运用 下面我会系统地整理一下在解决物理问题中与能量守恒定律(动能定律、机械能守恒定律)有关的技巧,或者说,遇到问题的第一个切入点,如下: (1)对于单个物体或者一组多个物体(没有相对运动),首先要试用动能定理。(注意动能定理的第二个表达式:各个力所做功的代数和等于动能的改变量,这个公式考的比较多。) (2)对于涉及多个物体运动的题目,并且只有重力和弹力做功,多数情况下考机械能守恒定律。 (3)当摩擦出现时,机械能守恒定律一般被否定,而动能定理最有可能被检验。如果设计多个物体,例如一个木块冲向一辆木车,能量守恒定律也可能被检验。2H5物理好资源网(原物理ok网)

(4)常见的能量有五种:动能+重力势能+弹性势能+内能(摩擦热和焦耳热)+电势能。对于高一学生来说,电势能还没有学过。能量守恒定律的表现形式是,这五种能量形式的和是恒定的。 (5)当出现时间t、加速度a的题目时,大部分题目既不是动能定理,也不是机械能守恒定律,而是牛顿动力学(牛顿第二定律+直线运动三个方程)。 (6)摩擦生热的公式为Q=μN△x,其中△x表示相对位移,这就是Q的定义,考试时可以直接用到。用在什么地方呢?当然是在能量守恒定律中用到了。 以上六句话,并不是看一眼就能听懂、记住、用得上的,需要同学们课后细细品味。 而且这些重点还会延续和贯穿高考物理的重要模块,特别是高二上学期要学习的静电场、磁场、电磁感应、交流电等。解释能量守恒定律的几种现象(1)自然界中不同形式的能量对应着不同形式的运动:物体的运动有机械能,分子的运动有内能,电荷的运动(永动机)有电能,原子核内部的运动有原子能等。(2)不同形式的能量可以相互转化:“摩擦热是机械能克服摩擦力转化为内能;水壶里的水沸腾时,水蒸气对壶盖做功,把壶盖顶起来,说明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功,把电能转化为内能等。”这些例子说明了不同形式的能量是可以相互转化的,而这个转化过程就是通过做功来完成的。2H5物理好资源网(原物理ok网)

高中物理的动量守恒知识点2H5物理好资源网(原物理ok网)

(3)当某种形式的能量减少的时候,另一种形式的能量必须增加,而且减少量与增加量必须相等。当一个物体的能量减少的时候,另一个物体的能量必须增加,而且减少量与增加量必须相等。 能量守恒定律的意义 能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质学、生物,到宇宙中的天体,到原子核内部,只要有能量转换的地方,都要遵守能量守恒定律。从日常生活到科学研究、工程技术,这一定律都发挥着重要作用。人类利用各种能源,如煤炭、石油等燃料,以及水能、风能、核能等,都是通过能量转换而来的。能量守恒定律是人们认识和利用自然的有力武器。 力、功、能的关系 通过以上的分析,我们可以对能量转换与守恒定律有更深刻的认识。力与功、能量是密切相关的。 各种力通过做功的过程,能改变系统内不同形式能量的大小。 高中物理动量守恒定律知识点 动量守恒定律的内容 如果一个系统不受外力作用,或外力的矢量和为零,那么,系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。 也可以表述成:当没有外力作用时,系统中不同物体的动量是交换的,但总动量之和是一个定值。 动量守恒定律是自然界中最重要、最普遍的守恒定律之一。它既适用于宏观物体,也适用于微观粒子;既适用于慢速运动的物体,也适用于高速运动的物体。2H5物理好资源网(原物理ok网)

提醒学生动量也是一个矢量。例如静止的铀核发生α衰变,反冲核和α粒子的动量变化大小相同,方向相反,动量变化的矢量和为零留学之路,但两种动量都增加。 动量守恒定律公式 基本公式:m1v1+m2v2= m1v1′+m2v2′; 这个公式是两个物体动量守恒定律的表达式。对于多个物体的碰撞,可以写成: m1v1+m2v2+…= m1v1′+m2v2′ +… 公式也可以写成p1+p2=p1′+p2′,或Δp1+Δp2=0,Δp1=-Δp2(动量变化守恒定律) 接下来,我们来探究动量守恒定律的条件是什么? 动量守恒定律的条件可以用一句话来表达。 动量守恒定律的前提条件是:在规定的方向上,系统不受“外力”的作用。这句话有三个要素:1方向;2系统;3外力。 (1)方向的理解:探究动量是否守恒定律时,首先要明确方向。一般是指定碰撞或运动的直线对应的方向(正方向、负方向都可以)。 (2)“外力”的理解:这个“外力”是指“外界的力”,与所研究的系统内部的力无关。什么是内力?比如两个人在理想的冰面上互相推搡的“推力”等。那外力呢?对这两个人来说,墙对一个人施加的力就是(这个系统的)外力。 (3)系统的理解:要运用动量守恒定律,必须是一个由两个或两个以上物体组成的系统,或者是一个爆炸成两个物体的整体。2H5物理好资源网(原物理ok网)

总之,我们研究动量的对象是多个物体组成的系统。 (4)需要记住的动量守恒定律模型: 这里总结一下:“两个球在光滑表面上相撞”、“冰块互相推挤”、“两个用弹簧连接起来的物体”、“小物体在斜面上滑动”、“子弹射入木块”、“火箭发射”、“人在船甲板上行走”、“二脚空气冲击”、“粒子裂变”等。 严格地说高中物理的动量守恒知识点,动量守恒定律有四个条件,满足其中一个,则系统的动量守恒定律守恒: (1)系统不受外力作用或外力之和为零; (2)系统受到外力,但外力比内力小得多,可以忽略不计;(子弹击中木块、火车相撞等) (3)系统在某一方向上所受的外力之和为零,则该方向上满足动量守恒定律。 (不考虑任何摩擦力,物体沿斜面滑下时,水平方向的动量守恒。) (4)如果在整个过程的某一阶段,系统所受的总外力为零,那么该系统在该阶段就满足动量守恒定律。如果仔细研究,就会发现,有这么一句话:在规定的方向上,系统不受“外力”的作用,很好的概括了动量守恒定律的前提。 关于动量是否守恒的一个问题 如图所示,质量分别为m和2m的物体A、B,中间用弹簧连接(焊接)在一起,放置在光滑地面上的一堵墙角。用力将B向左推,使弹簧有弹性势能为E,保持B静止。然后撤去外力,请问A离开墙面后,弹簧的最大弹性势能是多少?你可以做这道题。2H5物理好资源网(原物理ok网)

高中物理的动量守恒知识点2H5物理好资源网(原物理ok网)

解决这个问题时,首先要搞清楚在每个运动过程中动量是否守恒。 推论:质点系的内力不能改变质心的运动状态。动量问题是力学中的重要难点之一。动量守恒还有一个推论:质点系的内力不能改变质心的运动状态。这个推论包含以下三层含义:(1)如果一个质点系的质点本来是静止的,那么在没有外力的作用下,质心的位置是不会发生改变的。 (2)如果一个质点系的质心本来是运动的,那么在没有外力的作用下,这个质点系的质心会以原来的速度做匀速直线运动。 (3)如果一个质点在一定的外力作用下做一定的运动,那么内部力并不改变质心的运动。 比如当一个物体处于抛射运动中,突然爆炸成两块时,两块物体的质心还会继续做原有的抛射运动,这种情况就是导弹在空中爆炸的动力学分析问题。系统质心位置不变的问题,经常会在水中的小船和在船上行走的人的运动模型上进行测试。同学们可以结合一些题目来验证一下上面的结论。弹性碰撞的结论碰撞问题总是用动量守恒定律来解决的,在很多测试题目中,我们总是会碰到弹性碰撞的概念。什么是弹性碰撞?弹性碰撞是指两个物体碰撞过程中,没有能量损失的碰撞过程。这样的碰撞其实是一种理想模型。在弹性碰撞中,满足机械能守恒(水平面内重力势能不变,简化为动能守恒),也满足动量守恒。我们将结论总结如下:我们物理网的编辑不建议同学们死记硬背上面的结论。2H5物理好资源网(原物理ok网)

但同学们要记住它是怎么推导出来的,用到了哪些方程。 当系统不受外力作用或者净外力为零时,系统动量守恒,但在处理碰撞等问题时,也认为系统的动量守恒,因为在这个过程中,虽然系统受到的净外力不为零,但是系统内部的力远大于系统外力,外力可以忽略,近似地认为系统动量守恒。 这种做法是否正确,还需要进一步的实践证明。 我们下面用实验来研究这个问题:动量守恒定律实验的验证。 动量守恒定律实验的实验原理 验证公式:m1·OP=m1·OM +m2·ON 验证公式推导过程;也就是为什么上面的公式成立,也就是说系统动量守恒。下面是具体的推导过程。 设质量较大的小球m1沿溜槽滚下,与放在溜槽末端质量较小的小球m2迎面碰撞。碰撞前m1的入射速度为υ1,两球的总动量为m1υ1。碰撞后,入射球m1的速度为υ1′,被撞击球m2的速度为υ2′,两球的总动量为m1υ1′+m2υ2′。根据动量守恒定律,有m1υ1=m1υ1+m2υ2。测量碰撞前后两球的质量m1、m2以及速度υ1、υ1′、υ2′,代入上式,可验证动量是否守恒。两球的质量m1、m2可以用天平称量出来。 利用水平抛物运动的知识可以测量两球的速度:由于它们落点相同,飞行时间相同,设为t,则它们飞行的水平距离为s=υt。图中有OP=υ1t……①OM=υ1′t …②ON=υ2′t ...③若实验中测得的m1、m2、OP、OM、ON满足关系m1·OP=m1·OM +m2·ON,将①②③代入上式高中物理的动量守恒知识点,消去t,可得mυ1=m1υ1′+m2υ2′,验证了动量守恒定律。2H5物理好资源网(原物理ok网)

其中公式m1·OP=m1·OM +m2·ON是我们想要验证的主要公式。 动量守恒定律实验笔记 通过多次测量确定小球平均落地点的方法 (1)先不放被击中的球,让入射球从斜槽上某一高度滚落,重复10次,用尽可能最小的圆圈出所有的球落地点,圆心P(如图所示)即为球落地点平均位置; (2)将击中的球放在斜槽前缘,让入射球从原来高度滚落使它们相撞,重复10次,用上述方法求出入射球的平均落地点M与碰撞后被击中的球的平均落地点位置N; (3)实验装置应调整到固定在桌子边缘的斜槽端点切线为水平,小柱与槽的距离等于球的直径,两球碰撞时处于同一高度,碰撞后速度方向在同一直线上;(4)入射球的质量应大于被击中球的质量;(5)入射球每次应从静止状态在槽上的同一位置滚落。可在斜槽上适当高度固定挡板,使球靠在挡板上,再松开球;(6)白纸铺开后不能移动。1.高中物理能量与能量守恒定律知识点总结及高考物理复习技巧3.高二物理学习重点详解4.高中物理与高考内能知识点总结高考物理史总结2H5物理好资源网(原物理ok网)

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