高一物理：必修二知識點總結之機械能守恒定律
3、判斷一個力是否做功的幾種方法
(1)根據力和位移的方向的夾角判斷，此法常用于恒力功的判斷，由于恒力功W=Flcos α，當α=90°，即力和作用點位移方向垂直時，力做的功為零.
(2)根據力和瞬時速度方向的夾角判斷，此法常用于判斷質點做曲線運動時變力的功.當力的方向和瞬時速度方向垂直時，作用點在力的方向上位移是零，力做的功為零.
(3)根據質點或系統能量是否變化，彼此是否有能量的轉移或轉化進行判斷.若有能量的變化，或系統內各質點間彼此有能量的轉移或轉化，則必定有力做功.
4、各種力做功的特點
(1)重力做功的特點：只跟初末位置的高度差有關，而跟運動的路徑無關.
(2)彈力做功的特點：對接觸面間的彈力，由于彈力的方向與運動方向垂直，彈力對物體不做功;對彈簧的彈力做的功，高中階段沒有給出相關的公式，對它的求解要借助其他途徑如動能定理、機械能守恒、功能關系等.
(3)摩擦力做功的特點：摩擦力做功跟物體運動的路徑有關，它可以做負功，也可以做正功，做正功時起動力作用.如用傳送帶把貨物由低處運送到高處，摩擦力就充當動力.摩擦力的大小不變、方向變化(摩擦力的方向始終和速度方向相反)時，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程來計算，即W=F·l.
(1)W總=F合lcos α，α是F合與位移l的夾角;
(2)W總=W1+W2+W3+¡為各個分力功的代數和;
(3)根據動能定理由物體動能變化量求解：W總=ΔEk.
5、變力做功的求解方法
(1)用動能定理或功能關系求解.
(2)將變力的功轉化為恒力的功.
�、佼斄Φ拇笮〔蛔儯较蚴冀K與運動方向相同或相反時，這類力的功等于力和路程的乘積，如滑動摩擦力、空氣阻力做功等;
�、诋斄Φ姆较虿蛔�，大小隨位移做線性變化時，可先求出力對位移的平均值=2F1+F2，再由W=lcos α計算，如彈簧彈力做功;
�、圩鞒鲎兞隨位移變化的圖象，圖線與橫軸所夾的¡°面積¡±即為變力所做的功;
④當變力的功率P一定時，可用W=Pt求功，如機車牽引力做的功.
二、功率
1.計算式
(1)P=tW，P為時間t內的平均功率.
(2)P=Fvcos α
5.額定功率：機械正常工作時輸出的最大功率.一般在機械的銘牌上標明.
6.實際功率：機械實際工作時輸出的功率.要小于等于額定功率.
方式
過程
恒定功率啟動
恒定加速度啟動
過程分析
設牽引力為F
階段一：
v↑⇒F=v(P↓⇒a=m(F-F阻↓
階段二：F=F阻⇒a=0⇒P=F·vm=F阻·vm
階段一：
a=m(F-F阻不變⇒F不變⇒v↑⇒P=F·v↑，直到P=P額=F·vm′
階段二：
v↑⇒F=v(P額↓⇒a=m(F-F阻↓
階段三：
F=F阻時⇒a=0⇒v達最大值vm=F阻(P額
運動規律
加速度逐漸減小的變加速直線運動(對應下圖的OA段)⇒以vm勻速直線運動(對應下圖中的AB段)
以加速度a做勻加速直線運動(對應下圖中的OA段)⇒勻加速運動能維持的時間t0=a(vm′⇒以vm勻速直線運動，對應下圖中的BC段
vt圖象
三、動能
1.定義：物體由于運動而具有的能.2.公式：Ek=21mv2.單位：焦耳(J)，1 J=1 N·m=1 kg·m2/s2.4.矢標性：動能是標量，只有正值.
四、動能定理
1.內容：所有外力對物體做的總功等于物體動能的變化量，這個結論叫做動能定理.
2.表達式：w=Ek2-Ek1變化的大小由外力的總功來度量.
4.適用條件：動能定理既適用于直線運動，也適用于曲線運動;既適用于恒力做功，也適用于變力做功.
5.動能定理中涉及的物理量有F、s、m、v、W、Ek等，在處理含有上述物理量的力學問題時，可以考慮使用動能定理.無需注意其中運動狀態變化的細節
6.應用動能定理解題的一般思路
(1)確定研究對象和研究過程.注意，動能定理一般只應用于單個物體，如果是系統，那么系統內的物體間不能有相對運動.
(2)對研究對象進行受力分析.(研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力)
(3)寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個力做的功(注意功的正負).如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個階段做的功.
(4)寫出物體的初、末動能.
(5)按照動能定理列式求解.
五、機械能
1.重力做功的特點：重力做功與路徑無關，只與初、末位置的高度差h有關.重力做功的大小WG=mgh，若物體下降，則重力做正功;若物體升高，則重力做負功(或說物體克服重力做功).
2.重力勢能
(1)概念：物體的重力勢能等于物體的重力和高度的乘積.(2)表達式：Ep=mgh，
(3)重力勢能是標量，且有正負.其正、負表示大小.物體在參考平面以下，其重力勢能為負，在參考平面以上，其重力勢能為正.
六、機械能守恒定律
1.內容：在只有重力(或彈簧的彈力)做功的情況下，動能和勢能發生相互轉化，但總量保持不變，這個結論叫做機械能守恒定律.
2.機械能守恒的條件：
(1) 只有重力或系統內彈力做功.
(2)受其他外力但其他外力不做功或做功的代數和為零.
3.表達式：
(1)Ek+Ep=Ek′+Ep′，表示系統初狀態機械能的總和與末狀態機械能的總和相等.
(2)ΔEk=-ΔEp，表示系統(或物體)機械能守恒時，系統減少(或增加)的重力勢能等于系統增加(或減少)的動能，在分析重力勢能的增加量或減少量時，可不選參考平面.
(3)ΔEA增=ΔEB減，表示若系統由A、B兩部分組成，則A部分物體機械能的增加量與B部分物體機械能的減少量相等.
4.判斷機械能是否守恒方法：
(1).利用機械能的定義判斷(直接判斷)：若物體在水平面上勻速運動，其動能、勢能均不變，機械能不變.若一個物體沿斜面勻速下滑，其動能不變，重力勢能減少，其機械能減少.
(2).用做功判斷：若物體或系統只有重力(或彈簧的彈力)做功，雖受其他力，但其他力不做功，機械能守恒.
(3).用能量轉化來判斷：若物體系統中只有動能和勢能的相互轉化而無機械能與其他形式的能的轉化，則物體系統機械能守恒.
(4).對一些繩子突然繃緊、物體間非彈性碰撞等，除非題目特別說明，否則機械能必定不守恒.
七.功能關系
1.合外力對物體做功等于物體動能的改變.W合=Ek2-Ek1，即動能定理.
2.重力做功對應重力勢能的改變.WG=-ΔEp=Ep1-Ep2
重力做多少正功，重力勢能減少多少;重力做多少負功，重力勢能增加多少.
3.彈簧彈力做功與彈性勢能的改變相對應.WF=-ΔEp=Ep1-Ep2
彈力做多少正功，彈性勢能減少多少;彈力做多少負功，彈性勢能增加多少.
4.除重力彈力以外的力的功與物體機械能的增量相對應，即W=ΔE.
5.克服滑動摩擦力在相對路程上做的功等于摩擦產生的熱量：Q=Wf=f·s相
四、能量轉化和守恒定律
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化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變.
(責任編輯：康彥林)
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