能量守恒定律公式

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高一物理能量守恒定律公式及用法~

能量守恒定律
定律内容:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为别的形式,或者从一个物体转移到别的物体,在转化或转移的过程中其总量不变。

1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。

(2)不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。

(3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。

能量和能量守恒定律

世界是由运动的物质组成的,物质的运动形式多种多样,并在不断相互转化正是在研究运动形式转化的过程中,人们逐渐建立起了功和能的概念能是物质运动的普遍量度,而功是能量变化的量度。

这种说法概括了功和能的本质,但哲学味道浓了一些在物理学中,从19世纪中叶产生的能量定义:“能量是物体做功的本领”,一直延用至今但近年来不论在国外还是国内,物理教育界却对这个定义是否妥当展开过争论于是许多物理教材,例如现行的中学教材,都不给出能量的一般定义,而是根据上述定义的思想,即物体在某一状态下的能量,是物体由这个状态出发,尽其所能做出的功来给出各种具体的能量形式的操作定义(用量度方法代替定义)。

能量概念的形成和早期发展,始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相关的由于对机械能、内能、电能、化学能、生物能等具体能量形式认识的发展,以及它们之间都能以一定的数量关系相互转化的逐渐被发现,才使能量守恒定律得以建立这是一段以百年计的漫长历史过程随着科学的发展,许多重大的新物理现象,如物质的放射性、核结构与核能、各种基本粒子等被发现,都只是给证明这一伟大定律的正确性提供了更丰富的事实尽管有些现象在发现的当时似乎形成了对这一定律的冲击,但最后仍以这一定律的完全胜利而告终。

能量守恒定律的发现告诉我们,尽管物质世界千变万化,但这种变化决不是没有约束的,最基本的约束就是守恒律也就是说,一切运动变化无论属于什么样的物质形式,反映什么样的物质特性,服从什么样的特定规律,都要满足一定的守恒律物理学中的能量、动量和角动量守恒,就是物理运动所必须服从的最基本的规律与之相较,牛顿运动定律、麦克斯韦方程组等都低了一个层次。

《高中物理专题分析》

能量守恒定律可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。机械能守恒公式:Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,动量守恒公式:m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…。

能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一。一般表述为:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。

扩展资料:

热力学第一定律即能量守恒定律,它是人类经验的总结,不能用任何别的原理来证明。热力学系统能量表达为内能、热量和功,热力学第一定律是能量守恒的一种表达形式。从它导出的结论,还没有发现与事实有矛盾。

根据热力学第一定律可以设想,要制造一种机器,它既不靠外界供给能量,本身也不减少能量,却不断地对外做功而不消耗能量。人们把这种假想的机器称为第一类永动机。因为对外界做功就必须消耗能量,不消耗能量就无法对外界做功,因此第一定律也可以表达为“第一类永动机是不可能造成的”。反过来,第一类永动机永远不能造成,也就证明了第一定律是正确的。



能量守恒定律是自然界普遍的基本定律之一,没有明确的公式,只能用一个表达式。

一般表述为:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。

也可以表述为:一个系统的总能量的改变只能等于传入或者传出该系统的能量的多少。总能量为系统的机械能、内能(热能)及除机械能和内能以外的任何形式能量的总和。如果一个系统处于孤立环境,即不可能有能量或质量传入或传出系统。对于此情形,能量守恒定律表述为:“孤立系统的总能量保持不变。”

定律简介

(1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应:物体运动具有机械能、分子的运动具有核能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。

(2)不同形式的能量之间可以相互转化:“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能;水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起,表明内能转化为机械能;电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化,且是通过做功来完成的这一转化过程。

(3)某种形式的能减少,一定有其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等.某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。


发现定律

能量守恒定律发现于19世纪40年代,它是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹是主要贡献者。是自然科学中最基本的定律之一,它科学地阐明了运动不灭的观点。

能量定义

能量是物质运动转换的量度,简称“能”。世界万物是不断运动的,在物质的一切属性中,运动是最基本的属性,其他属性都是运动的具体表现。能量是表征物理系统做功的本领的量度。

表达形式

保守力学系统:在只有保守力做功的情况下,系统能量表现为机械能(动能和位能/势能),能量守恒具体表达为机械能守恒定律。

热力学系统:能量表达为内能,热量和功,能量守恒的表达形式是热力学第一定律。

核力学系统:在核聚变、核裂变过程中,产生大量能量的同时,有大量的粒子射出,所以物体的质量在减少。如果核聚变、核裂变的过程可逆,那么就需要大量的粒子和大量的能量来构成核聚变、核裂变的逆变过程。核聚变与核聚变逆变、核裂变与核裂变逆变之间,它们的能量是守恒、质量也是守恒。

总的流进系统的能量必等于总的从系统中流出的能量加上系统内部能量的变化,能量能够转换,从一种形态转变成另一种形态。

系统中储存能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的能量。

实验验证

焦耳热功当量实验是早期确认能量守恒的有名实验。在保持总能量不变的前提下,固有能量、动能、势能之间可以相互转化。最典型的例子就是在正电子和负电子湮没成光子的过程中,正负电子的全部固有能量(对应于静止质量)转化成了光子能量即电磁辐射能(相应的质量为光子的动质量)。又如在原子核裂变过程中,部分固有能量转化为动能。一个有多种成分组成的复合系统,其整体的固有能量(或静质量)是各组成部分的固有能量(或静质量)与相互作用势能的总和。例如,稳定原子核的静质量要比构成它的核子(质子和中子)的静质量之和为小,两者之差称为质量亏损,与之相应的能量就是原子核的结合能(来自核子之间的相互作用势能);核能就是原子核反应过程中释放出来的原子核结合能,它是质能关系的直接证据。


能量守恒定律重要意义

能量守恒定律,是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物,大到宇宙天体。小到原子核内部,只要有能量转化,就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术,这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量,如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用,都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。



能量守恒定律公式大全
动量和冲量: 动量: P = mV 冲量:I = F t!
动量定理: 物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化。 公式: F合t = mv’ 一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)!

动量守恒定律:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变。
(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1‘+ m2v2’或p1 =一p2 或p1 +p2=O 适用条件:(1)系统不受外力作用。 (2)系统受外力作用,但合外力为零。(3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力。(4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒。
功 : W = Fs cos (适用于恒力的功的计算)(1) 理解正功、零功、负功 (2) 功是能量转化的量度重力的功------量度------重力势能的变化电场力的功-----量度------电势能的变化分子力的功-----量度------分子势能的变化 合外力的功------量度-------动能的变化!

动能和势能: 动能: Ek = 重力势能:Ep = mgh (与零势能面的选择有关) 20 动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量)。 公式: W合= Ek = Ek2 一Ek1 = 21 机械能守恒定律:机械能 = 动能+重力势能+弹性势能 条件:系统只有内部的重力或弹力做功. 公式: mgh1 + 或者 Ep减 = Ek增!
参考资料:http://www.yipinxuetang.com/article.php?id=528

16 动量和冲量:动量:P = mV 冲量:I = F t
17 动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.
公式:F合t = mv’ 一mv (解题时受力分析和正方向的规定是关键)
18 动量守恒定律:相互作用的物体系统,如果不受外力,或它们所受的外力之和为零,它们的总动量保持不变.(研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)
公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1‘+ m2v2’或p1 =一p2 或p1 +p2=O
适用条件:
(1)系统不受外力作用.(2)系统受外力作用,但合外力为零.
(3)系统受外力作用,合外力也不为零,但合外力远小于物体间的相互作用力.
(4)系统在某一个方向的合外力为零,在这个方向的动量守恒.
18 功 :W = Fs cos (适用于恒力的功的计算)
(1) \x09理解正功、零功、负功
(2) 功是能量转化的量度
重力的功------量度------重力势能的变化
电场力的功-----量度------电势能的变化
分子力的功-----量度------分子势能的变化
合外力的功------量度-------动能的变化
19 动能和势能:动能:Ek =
重力势能:Ep = mgh (与零势能面的选择有关)
20 动能定理:外力对物体所做的总功等于物体动能的变化(增量).
公式:W合= Ek = Ek2 一Ek1 = 21 机械能守恒定律:机械能 = 动能+重力势能+弹性势能
条件:系统只有内部的重力或弹力做功.
公式:mgh1 + 或者 Ep减 = Ek增

一、知识点定义来源和讲解:

能量守恒定律是物理学中的一个基本定律,它表明在一个封闭系统中,能量的总量是恒定不变的。根据能量守恒定律,能量可以从一种形式转化为另一种形式,但总能量的大小保持不变。

能量守恒定律可以用以下公式表示:

ΣEi = ΣEf

其中,ΣEi表示初始状态下系统中的总能量,ΣEf表示最终状态下系统中的总能量。

这个定律基于能量的转化和转移原理,涵盖了热能、机械能、电能等各种形式的能量。

二、知识点运用:

能量守恒定律在物理学中有广泛的应用。它可以用于解决各种能量相关的问题,包括机械系统的动能和势能转化、热力学系统的热能转移、电路中的能量变化等。

通过应用能量守恒定律,可以分析系统中能量的变化情况、确定能量转化的机制、计算能量的大小等。

能量守恒定律在能源利用、工程设计、天体物理学等领域都具有重要意义。它为我们理解自然界中能量转化的规律提供了基础。

三、知识点例题讲解:

例题:一个小球从高处自由下落,忽略空气阻力,试证明在下落过程中机械能守恒。

解析:机械能包括动能和势能,通过证明在下落过程中机械能守恒,我们需要证明动能和势能的总和保持不变。

初始状态下,小球具有势能(由于高度)和动能(速度为零)。

最终状态下,小球的高度降低,势能减少,但速度增加,动能增加。

根据能量守恒定律,初始状态下的总机械能应等于最终状态下的总机械能。

初始状态的机械能为 Ei = PEi + KEi,其中PEi为初始状态下的势能,KEi为初始状态下的动能。

最终状态的机械能为 Ef = PEf + KEf,其中PEf为最终状态下的势能,KEf为最终状态下的动能。

如果初始状态下的机械能等于最终状态下的机械能,即 Ei = Ef,就证明了在下落过程中机械能守恒。

通过具体计算和分析,可以证明在忽略空气阻力的情况下,小球下落过程中的机械能守恒。

这个例题展示了如何应用能量守恒定律证明在特定情况下的能量守恒。通过运用能量守恒定律,我们可以解释物理系统中能量的转化和守恒现象,从而深入理解自然界中的能量规律。

动量守恒和能量守恒联立公式是什么?
答:动量守恒和动能守恒联立M1v1+m2v2=m1v1’+m2v2’,1/2M1v1^2+1/2m2v2^2=1/2m1v1’^2+1/2m2v2’^2,解v1' 和 v2'。这个简便算法可以适用于任何直线上的弹性碰撞动量守恒程:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'(1),能量守恒方程:0.5m1vi^2+0.5m2v2^2=0.5m1v1'^2+0.5m2v2'^2(2)。(...

动量守恒和能量守恒联立公式
答:因此,列出的动量守恒定律表达式m1v1+m2v2+…=m1v1ˊ+m2v2ˊ+…,其中v1,v2…都是作用前同一时刻的瞬时速度,v1ˊ,v2ˊ都是作用后同一时刻的瞬时速度。只要系统满足动量守恒定律的条件,在相互作用过程的任何一个瞬间,系统的总动量都守恒。动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量守恒定律一起成为现代...

如何用能量守恒计算爆炸产生的能量?
答:需要注意的是,这个公式只适用于完全弹性碰撞的情况,即爆炸后物体的速度等于爆炸前物体速度的相反数。在实际情况中,爆炸产生的能量可能会有一部分转化为其他形式的能量,例如声能、热能等,因此需要进行修正。总之,利用能量守恒定律可以计算爆炸产生的能量,但需要测量多个参数并进行修正,才能得到准确的结果...

能量守恒的表达式
答:机械能守恒定律的三种表达式 1.从能量守恒的角度 选取某一平面为零势能面,系统末状态的机械能和初状态的机械能相等。机械能守恒定律3种表达式_机械能量守恒定律公式汇总 2.从能量转化的角度 系统的动能和势能发生相互转化时,若系统势能的减少量等于系统动能的增加量,系统机械能守恒。机械能守恒定律3种...

质能公式
答:质能公式是爱因斯坦于1905年提出的能量守恒定律,它表明质量和能量是可以相互转化的。这个公式也被称为E=mc²,其中E代表能量,m代表质量,c代表光速。1、质能公式的推导过程基于狭义相对论的两个基本原理:相对性原理和光速不变原理。相对性原理指出物理定律在所有惯性参考系中都是相同的,而光速不...

能量守恒定律是什么
答:5、在能源领域,人们可以利用这个定律来优化能源转换和利用的效率,从而开发出更高效的能源技术。同时,能量守恒定律也可以简化力学解题流程。在解答相关力学题目时,如果根据题目已知条件,可以列出力学系统中的能量守恒公式,就可以通过能量守恒定律进行力学问题的解答,能够有效简化解题流程,更快地得出问题的...

能量守恒定律物理必修几的内容
答:4.分子间的引力和斥力(1)r10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈05.热力学第一定律W+Q=ΔU{(做功和热传递,这两种改变物体内能的方式,在效果上是等效的`),W:外界对物体做的正功(J),Q:物体吸收的热量(J),ΔU:增加的内能(J),涉及到第一类永动机不可造出〔见第二册P40〕}6....

一道关于能量守恒定律的高中物理题 有点不懂。
答:第一问是对整个系统进行分析的,是重力势能转化为动能。系统中有2m的质量势能发生了变化,这个变化使得整个系统的动能增加。所以有2mgh=0.5×3mv²,即v=√(4gh/3)。至于你问的力抵消的问题,可以这么看,拉力确实抵消了一部分砝码的重力并做功了,但是它同样也拉动水平桌面上的物体做功了,这...

能量守恒定律公式(能量不灭,只转化)
答:什么是能量守恒定律?能量守恒定律是物理学中的一条基本定律,它表明在封闭系统中,能量的总量始终保持不变,只能从一种形式转化为另一种形式,不能被创造或破坏。这条定律是自然界中最基本的定律之一,它适用于所有物质和能量的相互作用。能量守恒定律的意义 能量守恒定律告诉我们,能量是一个不可或缺的...

高中物理能量守恒定律。求解。谢谢!
答:解:(1)因为小球在最高点时剪断,且落在离小球2R的地面上 所以小球从最高点落到地面上的时间为:根据S=1/2*gt^2得:t=2√(R/g)所以速度V=2R/t=2R/2√(R/g)=g*√(R/g)(2)根据机械能守恒定律:1/2mv^2=2Rmg+1/2mV^2 解得:v=√(5Rg)(3)根据向心力F=mv^...