能量轉化與守恒
1,能的形式能的形式有:機械能、光能、電能、熱能、化學能、生物質能等。
2.機械能
(1)動能
動能是物體由于運動而具有的能。動能的大小與物體的質量及物體運動的速度有關。質量相同的物體,運動的速度越大,它的動能越大;運動速度相同的物體,質量越大,它的動能也越大。
(2)勢能
①重力勢能
物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能。勢能的大小與物體的質量及物體所處的高度有關。質量相同的物體,所處的高度越高,它的重力勢能越大;所處高度相同的物體,質量越大,它的重力勢能也越大。
②彈性勢能
物體由于彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。彈性勢能的大小跟物體的材料以及彈性形變的大小有關,彈性形變越大,物體的彈性勢能就越大。
(3)動能、勢能之間的相互轉化
在一定條件下,動能可以轉化為勢能,勢能也可以轉化為動能。單擺的運動充分表明動能和勢能可以相互轉化。
機械能=動能+勢能。
(4)機械能守恒定律
物體具有的勢能和動能是可以互相轉化的,如果沒有摩擦等阻力,那么在勢能和動能的相互轉化中,機械能的總量保持不變。
機械能守恒定律反映了物體的動能和勢能之間可以相互轉化,在不存在阻力的條件下,物體動能和勢能在相互轉化過程中,能的總量保持不變。即動能的減少量恰好等于勢能的增加量;反之,勢能的減少量恰好等于動能的增加量。
利用機械能守恒定律解題的優點是:不需要考慮過程的細節,只要滿足守恒條件,則初態的動能和勢能之和一定等于末態的動能和勢能之和。
3.機械功
(l)功的概念
功是作用于物體的力和物體在力的方向上移動的距離的乘積。
(2)功的單位
焦耳,簡稱焦,符號是j。
(3)公式:
功=力×距離,即w=fs。
(4)力沒有做功的三種情況
①物體受到力的作用,但沒有移動距離,這個力對物體沒有做功。例如人用力推一個笨重的物體而沒有推動。一個人舉著一個物體不動,力都沒有對物體做功。
②物體不受外力,由于慣性做勻速直線運動。物體雖然通過了一段距離,但物體沒有受到力的作用,這種情況也沒有做功。
③物體通過的距離跟它受到的力的方向垂直,這種情況中雖然有力的作用,物體也通過了一段距離,但這個距離不是在力的方向上的距離,這個力也沒有做功。例如人在水平面上推車前進,重力的方向豎直向下,車雖然通過了距離,但在重力方向上沒有通過距離,因而重力沒有對車做功。
(5)功與能的關系
如果一個物體能夠做功,則這個物體就具有能。正在做功的物體一定具有能。
4.杠桿
(1)杠桿的定義
在力的作用下,能繞固定點轉動的硬棒叫做杠桿。
(2)支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂
①杠桿能繞著轉動的固定點叫做支點。
②使杠桿轉動的力叫做動力,阻礙杠桿轉動的力叫做阻力。
③力臂是支點到力的作用線之間的距離,而不是支點與力的作用點之間的距離。
(3)求力臂的步驟
辨認杠桿,確定支點,作出動力、阻力的圖示,將動力和阻力的圖示延長,得動力作用線和阻力作用線,再從支點出發分別向二力的作用線作垂線,便得這兩個力的力臂。
(4)杠桿平衡的條件
動力×動力臂=阻力×阻力臂,即f1l1=f2 l2。
(5)杠桿的分類
杠桿種類 特 點 應用實例
省力杠桿 動力臂大于阻力臂,l1>l2 動力小于阻力,fl<f2 開瓶器