高三物理机械能守恒知识点梳理

篇一：机械能守恒定律基本知识点汇总

一、功

1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了

功。功是能量转化的量度。

2条件：. 力和力的方向上位移的乘积 3公式：W=F S cos θ

4功是标量，但它有正功、负功。

某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。 5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。

6功仅与F、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W总=W1+W2+?+Wn 或W总= F合Scos θ 8 合外力的功的求法：

方法1：先求出合外力，再利用W=Flcosα求出合外力的功。

方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。

例1. （09年上海卷）46.与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。

在额定输出功率不变的情况下，质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时，牵引力为 N,当车速为2s/m

22

表述正确的是

A．在0—1s内，合外力做正功B．在0—2s内，合外力总是做负功C．在1—2s内，合外力不做功D．在0—3s内，合外力总是做正功

二、功率

1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。

W

（平均功率） t

P?F?cos?（平均功率或瞬时功率）

2公式：P?3单位：瓦特W

4分类：

额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率

实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P实≤P额。 5分析汽车沿水平面行驶时各物理量的变化，采用的基本公式是P=Fv和F-f =ma 6 应用：

（1）机车以恒定功率启动时，由P?F?（P为机车输出功率，F为机车牵引力，?为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力F?f时，速度不再增大达到最大值?max，则?max?P/f。

（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为ma?f，速度不断增加汽车输出功率P?F?随之增加，当P?P额定时，F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大，直至F?f时，汽车便达到最大速度?max，则?max?P/f。

例3．（09年四川卷）23.(16分)图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=53

×10 kg的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上

2

作匀加速直线运动，加速度a=0.2 m/s，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02

2

m/s的匀速运动。取g=10 m/s,不计额外功。求： (1)起重机允许输出的最大功率。

(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。

3

例3. （09年上海物理）20．（10分）质量为5?10 kg的汽车在t＝0时刻速度v0＝10m/s，随

4

后以P＝6?10 W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，设汽车受恒定阻力，

3

其大小为2.5?10N。求：（1）汽车的最大速度vm；（2）汽车在72s内经过的路程s。

三、重力势能

1定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。 2公式：EP?mgh

3参考面

a重力势能为零的平面称为参考面；

b选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。

4标量，但有正负。重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体

在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面上。

5单位：焦耳（J）

6重力做功特点：物体运动时，重力对它做的功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。

7、重力做功与重力势能变化的关系

W???Ep

（1）物体的高度下降时，重力做正功，重力势能减少，重力势能减少的量等于重力所做的功；

（2）物体的高度增加时，重力做负功，重力势能增加，重力势能增加的量等于物体克服重力所做的功。

（3）重力势能变化只与重力做功有关，与其他力做功无关。

四、弹性势能

1概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用具有势能，称之为弹性势能。

2 弹力做功与弹性势能的关系

W???Ep

当弹簧弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能变成其它形式的能；、当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增大，其它形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。

3势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。

五、动能

1概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。 2动能表达式：EK?

1

m?2 2

3动能定理（即合外力做功与动能关系）：W?EK2?EK1

4理解：①F合在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

②F合做正功时，物体动能增加；F合做负功时，物体动能减少。

③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。

4适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。 5应用动能定理解题步骤： a确定研究对象及其运动过程

b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功 c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能 d列方程、求解。

例5. （09年全国卷Ⅱ）20. 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为

A．

2v0

f

2g(1?

)

mg

2v0

和v2v0．和vf2g(1?

)mg2v0．和v2g(1?

)mg

C．

2g(1?

)

mg

和v六、机械能

1机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即E?EK?EP。

2机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总

的机械能保持不变，即 E1?E2；EK1?EP1?EK2?EP2； ΔΕ

K

=—

ΔΕPΔΕ1=—ΔΕ2。

3机械能守恒条件:

做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为

零；系统内如摩擦阻力对系统不做功。

能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的

交换，没有与外界的能量交换。

4运用机械能守恒定律解题步骤： a确定研究对象及其运动过程

b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒 c恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能 d列方程、求解。 例6：质量为m的物体，从静止开始以3g/4的加速度竖直向下运动了h米，以下判断正确的是： （ ）

A．物体的重力可能做负功

B．物体的重力势能一定减少了3mgh/4 C．物体的重力势能增加了mghD．物体的机械能减少mgh/4

例7.如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长。则物体在振动过程中()

A．物体在最低点时的弹力大小应为2mg B．弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 C．弹簧的最大弹性势能等于2mgA D．物体的最大动能应等于mgA 答案：AC

例8.如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道的最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg（g为重力加速度）。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。

例9.（2007年理综全国卷Ⅱ20）假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线发射一探测器。假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则（ ） A. Ek必须大于或等于W，探测器才能到达月球B. Ek小于W，探测器也可能到达月球

C. Ek＝1/2 W，探测器一定能到达月球 D. Ek＝ 1/2 W ，探测器一定不能到达月球

机械能守恒定律基本知识点汇总

七、能量守恒定律

1内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变， 即E机械能1

?E其它1?E机械能2?E其它2。

2能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。

篇二：【高考第一轮复习物理】机械能及其守恒定律知识梳理

本章有关功和能的概念，以及动能定理和机械能守恒定律是在牛顿运动定律的基础上，研究力和运动关系的进一步拓展.用能量的观点分析问题，不仅为解决力学问题开辟了途径，同时也是分析解决电磁学、热学领域问题的重要的思路.

功和能的关系，能量的转化和守恒，往往出现在高考压轴题中，涉及的物理过程较复杂，综合性较强，涉及的知识面广，对考生的综合分析能力要求较高.对于生活、生产中的实际问题要建立相关物理模型，灵活运用牛顿运动定律、动能定理、动量定理及能量守恒的方法分析问题、解决问题.

【一】功和功率

一、功

1．做功的两个不可缺少的因素：力和物体在 力的方向上发生的位移．

2．功的公式：W＝ 耳 (J)；功是 Flcos a ，其中F为恒力，α为F的方向与位移l的方向夹角；功的单位： 焦标量．

3．正功和负功

(1) 功的正负的意义

① 功是 标量，但有正负之分，正功表示动力对物体做功，负功表示 阻力对物体做功 ② 一个力对物体做负功，往往说成是物体 克服这个力做功

(2) 功的正负的确定

① 若α<90°，则W>0，表示力对物体做

正功

② 若α＝90°，则W＝0，表示力对物体 不做功

③ 若90°<α≤180°，则W<0，表示力对物体做 负功

功的公式可有两种理解：

一 、是力“F”乘以物体在力的方向上发生的位移“l cos α”；

二 、是在位移 l 方向上的力“Fcos α”乘以位移 l.

求解变力做功的方法：

一、平均力法：

如果力的方向不变力的大小随位移按线性规律变化时，可用力的算术平均值（恒力）代替变力，利用功的定义式：

求解变力做功的方法：

二、微元法：

在使用微元法处理问题时，需将其分解为众多微小的“元过程”，而且每个“元过程”所遵循的规律是相同的，这样，我们只需分析这些“元过程”，然后再对“元过程”运用必要的数学方法或物理思想处理，进而使问题得到解决．对于滑动摩擦力、空气阻力等变力，在曲线运动或往复运动时，这类力的功等于力和路程的乘积。

三、等效法：

等效法即若某一变力的功和某一恒力的功相等，则可以通过计算该恒力的功，求出该变力的功．而恒力做功又可以用W＝Flcos θ计算，从而使问题变得简单．

四、根据 W＝Pt 计算某段时间内的功

例：机车以恒定功率启动时，牵引力是变力，但功率P不变，故t 时间内的功为Pt 。

五、利用F－l 图象法。

在F－l 图象中，图线所围的面积即为力F 做的功。

六、

利用动能定理W合＝ΔEK 计算总功或某个力的功； 来求功。 由功能关系确定功：功是能量转化的量度，有多少能量发生转化，就应有力做了多少功。

二、功率

1.功率的概念

(1) 功W跟完成这些功所用的时间t 的比值叫做功率.

(2)物理意义：描述做功的 快慢 .

(3)单位：在国际单位制中，功率的单位是 瓦特 ，符号为 W .

(4)功率是标量.

2.功率的计算

2．公式 W

(1) P＝ ，P为时间t内的 平均功率

(2) P＝Fvcos a(α为F与v的夹角)

① v为平均速度，则P为 平均功率 ；

② v为瞬时速度，则P为 瞬时功率

平均功率粗略描述做功的快慢；瞬时功率精确描述做功快慢.

3．额定功率：机械 正常工作时输出的 最大 功率．

4．实际功率：机械 实际工作 时输出的功率．

t

要求小于或等于额定功率．

5.机动车两种启动方式：

对机动车等交通工具，在启动的时候，通常有两种启动方式，

即以恒定功率启动和以恒定加速度启动．

一、动能：

1．定义：物体由于

2．公式：Ek＝

3．单位： 焦耳

4．矢标性：动能是

5．动能是

运动 ，1 J＝1 N〃m＝1 kg〃m2/s2. 标量 ，只有正值． 而具有的能． 状态量，因为v是瞬时速度． 三、对动能定理的进一步理解：

1、动能定理中所说的“外力”，是指物体受到的所有力．包括重力．

2、位移和速度：必须是相对于同一个参考系的，一般以地面为参考系．

3、动能定理适用范围：直线运动、曲线运动、恒力做功、变力做功、同时做功、分段做功各种情况均适用．

4、动能定理既适用于一个持续的过程，也适用于几个分段过程的全过程．

四、运用动能定理需注意的问题：

1．明确研究对象和研究过程，找出始、末状态的速度情况

2．要对物体进行正确的受力分析(包括重力、弹力等)，明确各力做功的大小及正、负情况．

3．运用动能定理时，必须明确各力做功的正、负．当一个力做负功时，可设物体克服该力做功为W，将该力做功表达为－W，也可以直接用一字母W表示该力做功，使其字母W本身含有负号．

五、应用动能定理解题的步骤：

1、选取研究对象，明确并分析运动过程．

2、分析受力及各力做功的情况，求出总功受哪些力―→各力是否做功―→做正功还是负功―→做多少功 ―→确定求总功思路―→求出总功．

3、明确过程始、末状态的动能Ek1及Ek2.

4、列方程W＝Ek2－Ek1，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解．

【三】机械能

(1)定义：机械能是物体 动能、重力势能、弹性势能 的统称，也可以说成物体动能和势能的总和.

(2)说明

①机械能是 标量 ，单位为 焦耳(J) .

②机械能中的势能只包括 重力势能和弹性势能 ，不包括其他各种势能.

1、 动能：

2、

*重力势能

(1)定义：由物体与地球之间的相互吸引和相对位置所决定的能叫 重力势能 .

(2)公式： Ep?mgh .( h为物体相对参考平面的高度)

(3)说明：

①重力势能是 标量 .

②重力势能是 相对 的，是相对零势能面而言的，只有选定零势能面以后，才能具体确定重力势能的量值，故Ep＝mgh中的h是物体相对零势能面的距离.一般我们取地面为零势能面.

③重力势能可正，可负，可为零.若物体在零势能面上方，重力势能为 正 ；物体在零势能面下方，重力势能为 负 ；物体处在零势能面上，重力势能为 零 .

④重力势能属于 物体和地球 共有.通常所说“物体的重力势能”实际上是一种不严谨的习惯说法. ⑤重力势能是相对的，但重力势能的变化却是 绝对 的，即与零势能面的选择无关.

*重力做功

(1)公式： WG?mgh ，h为初、末位置间的高度差.

(2)特点：重力做功与 路径 无关，只与初、末位置有关(即由初末位置间的 高度 差决定).

*重力做功与重力势能变化间的关系

重力做正功，重力势能 减少 ；重力做负功，重力势能 增加 .重力所做的功等于重力势能 变化量 的负值，即WG＝－ΔEp＝－(Ep2－Ep1)＝－(mgh2－mgh1)＝Ep1－Ep2.

*弹性势能

(1)定义：发生弹性形变的物体，由其各部分间的弹力和相对位置所决定的能，称为 弹性势能 .

(2)说明：

①弹性势能是 标量 .

②劲度系数越大，形变越大，弹性势能 越大 (公式：Ep＝kx2/2).

③弹力所做的功与弹性势能的改变的关系跟重力做功与重力势能的改变的关系相同，即弹力所做的功也等于弹性势能 改变量 的负值.

***关于功能关系

【四】机械能守恒定律

1、条件：只有重力或弹力做功。

2、表达式：

（解题时无须选择零势能面）

【五】能量 能量守恒定律

1.能量的概念

如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量.因此能量是物体所具有的 做功 本领.能量具有不同的 形式 ，不同形式的能量之间可以相互 转化 ，但在转化的过程中，能量的总量保持 不变 .

2.功和能的区别和联系

(1)相同点：功和能都是 标量 ，单位均为 焦耳 .

(2)不同点：功是 过程 量，能是 状态 量.

(3)关系：①能的 形式 多种多样，如机械能、分子势能、电能、光能、内能、风能、原子能. ②各种形式的能可以相互 转化 .

③做功的过程就是能量由一种形式 转化 为另一种形式的过程.

④在量值关系上，做了 多少功 ，就有多少能量发生了转化.

综上所述，功是能量 转化 的量度.做功的过程就是 能量转化 的过程，能量的转化是通过做功来实现的，力做功与能量的转化有对应关系，因此我们利用功和能的关系分析问题时，一定要搞清楚有哪些力做功，分别伴随着哪几种形式的能之间的转化，什么形式的能增加了，什么形式的能减少了.

3.能量守恒定律

(1)内容：能量既不会 消灭 ，也不会 创生 ，它只会从一种 形式 转化为其他 形式 ，或者从一个 物体 转移到另一个 物体 ，而在 转化和转移 的过程中，能量的 总量 保持不变.

(2)导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是：确认了 永动机 的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互关系与能量 转化 .

(3)建立能量转化与守恒定律工作最有成效的三位科学家是： 迈尔、焦耳、亥姆霍兹 .

(4)能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果.它是最 普遍 、最 重要 、最 可靠 的自然规律之一，而且是大自然普遍 和谐 性的表现形式.

4.能源和能量耗散

(1)能源是人类社会活动的 物质基础 .人类对能源的利用大致经历了三个时期，即 柴薪时期、煤

（解题时必须选择零势能面）

篇三：高中物理必修2机械能守恒定律基本知识点汇总

一、功

1概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了

功。功是能量转化的量度。

2条件：. 力和力的方向上位移的乘积 3公式：W=F S cos θ

4功是标量，但它有正功、负功。

某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。 5功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。

6功仅与F、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W总=W1+W2+?+Wn 或W总= F合Scos θ 8 合外力的功的求法：

方法1：先求出合外力，再利用W=Flcosα求出合外力的功。

方法2：先求出各个分力的功，合外力的功等于物体所受各力功的代数和。 例1 物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图所示。下列表述正确的是 A．在0—1s内，合外力做正功B．在0—2s内，合外力总是做负功C．在1—2s内，合外力不做功D．在0—3s内，合外力总是做正功

二、功率

1概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。

W

（平均功率） t

P?F?cos?（平均功率或瞬时功率）

2公式：P?

3单位：瓦特W 4分类：

额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率

实际功%

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