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    功,能,动量公式大全

    发布时间:2020-12-25 13:48:51 作者:冬青好 

    1冲量与动量(物体的受力与动量的变化)

    1.动量:p=mv {p:动量(kg/s),m:质量(kg),v:速度(m/s),方向与速度方向相同}

    20201225134744.png

    3.冲量:I=Ft {I:冲量(N·s),F:恒力(N),t:力的作用时间(s),方向由F决定}
    4.动量定理:I=Δp或Ft=mvt–mvo {Δp:动量变化Δp=mvt–mvo,是矢量式}
    5.动量守恒定律:p前总=p后总或p=p’′也可以是m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
    6.弹性碰撞:Δp=0;ΔEk=0 {即系统的动量和动能均守恒}
    7.非弹性碰撞Δp=0;0<ΔEK<ΔEKm {ΔEK:损失的动能,EKm:损失的最大动能}
    8.完全非弹性碰撞Δp=0;ΔEK=ΔEKm {碰后连在一起成一整体}
    9.物体m1以v1初速度与静止的物体m2发生弹性正碰:
    v1′=(m1-m2)v1/(m1+m2) v2′=2m1v1/(m1+m2)
    10.由9得的推论-----等质量弹性正碰时二者交换速度(动能守恒、动量守恒)
    11.子弹m水平速度vo射入静止置于水平光滑地面的长木块M,并嵌入其中一起运动时的机械能损失
    E损=mvo2/2-(M+m)vt2/2=fs相对 {vt:共同速度,f:阻力,s相对子弹相对长木块的位移}
    注:
    (1)正碰又叫对心碰撞,速度方向在它们“中心”的连线上;
    (2)以上表达式除动能外均为矢量运算,在一维情况下可取正方向化为代数运算;
    (3)系统动量守恒的条件:合外力为零或系统不受外力,则系统动量守恒(碰撞问题、爆炸问题、反冲问题等);
    (4)碰撞过程(时间极短,发生碰撞的物体构成的系统)视为动量守恒,原子核衰变时动量守恒;
    (5)爆炸过程视为动量守恒,这时化学能转化为动能,动能增加;(6)其它相关内容:反冲运动、火箭、航天技术的发展和宇宙航行〔见第一册P128〕。

    2功和能(功是能量转化的量度)

    1.功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}
    2.重力做功:Wab=mghab {m:物体的质量,g=9.8m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)}
    3.电场力做功:Wab=qUab {q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb}
    4.电功:W=UIt(普适式) {U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)}
    5.功率:P=W/t(定义式) {P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)}
    6.汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平 {P:瞬时功率,P平:平均功率}
    7.汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f)
    8.电功率:P=UI(普适式) {U:电路电压(V),I:电路电流(A)}
    9.焦耳定律:Q=I2Rt {Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)}
    10.纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U2/R=I2R;Q=W=UIt=U2t/R=I2Rt
    11.动能:Ek=mv2/2 {Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)}
    12.重力势能:EP=mgh {EP :重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)}
    13.电势能:EA=qφA {EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)}
    14.动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):
    W合=mvt2/2-mvo2/2或W合=ΔEK
    {W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt2/2-mvo2/2)}
    15.机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv12/2+mgh1=mv22/2+mgh2
    16.重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP
    注:
    (1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;
    (2)O0≤α<90O 做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);
    (3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少
    (4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见2、3两式);
    (5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;
    (6)能的其它单位换算:1kWh(度)=3.6×106J,1eV=1.60×10-19J;
    (7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。

    3分子动理论、能量守恒定律

    1.阿伏加德罗常数NA=6.02×1023/mol;分子直径数量级10-10米
    20201225134818.png
    2.油膜法测分子直径d=V/s {V:单分子油膜的体积(m3),S:油膜表面积(m)2}
    3.分子动理论内容:物质是由大量分子组成的;大量分子做无规则的热运动;分子间存在相互作用力。
    4.分子间的引力和斥力(1)r<r0,f引<f斥,F分子力表现为斥力
    (2)r=r0,f引=f斥,F分子力=0,E分子势能=Emin(最小值)
    (3)r>r0,f引>f斥,F分子力表现为引力
    (4)r>10r0,f引=f斥≈0,F分子力≈0,E分子势能≈0
    5.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.热力学第二定律
    克氏表述:不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其它变化(热传导的方向性);
    开氏表述:不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其它变化(机械能与内能转化的方向性){涉及到第二类永动机不可造出〔见第二册P44〕}
    7.热力学第三定律:热力学零度不可达到{宇宙温度下限:-273.15摄氏度(热力学零度)}
    注:
    (1)布朗粒子不是分子,布朗颗粒越小,布朗运动越明显,温度越高越剧烈;
    (2)温度是分子平均动能的标志;
    (3)分子间的引力和斥力同时存在,随分子间距离的增大而减小,但斥力减小得比引力快;
    (4)分子力做正功,分子势能减小,在r0处F引=F斥且分子势能最小;
    (5)气体膨胀,外界对气体做负功W<0;温度升高,内能增大ΔU>0;吸收热量,Q>0
    (6)物体的内能是指物体所有的分子动能和分子势能的总和,对于理想气体分子间作用力为零,分子势能为零;
    (7)r0为分子处于平衡状态时,分子间的距离;
    (8)其它相关内容:能的转化和定恒定律〔见第二册P41〕/能源的开发与利用、环保〔见第二册P47〕/物体的内能、分子的动能、分子势能〔见第二册P47〕。
    更新:20210423 104234     


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