内能、能的转化和守恒

一、内能

1．分子的平均动能(温度)

物体内分子动能的平均值叫做分子的平均动能．温度是分子平均动能的标志，温度越高，分子的平均动能就越大．对个别分子讲温度无意义．

2．分子的势能(体积)

由分子间的相对位置所决定的势能，叫做分子势能，分子势能的大小与物体的体积有关．

当分子间的距离小于r0时，随着分子间的距离的减小，分子势能增加．

当分子间距离大于r0时，随着分子间距离的增大，分子势能也增大．

当分子间距离等于r0时，分子势能最小．

3．物体的内能：物体内所有分子的动能和势能的总和称为物体的内能． 物体的内能是由物质的量、温度、体积三个因素所决定的．

对于理想气体来说，由于忽略分子力作用，所以没有分子势能．其内能由物质的量和温度所决定．

4

做功是其他形式的能和内能之间的转化．做功过程中，内能改变量的多少用功的大小来量度；

热传递则是物体间内能的转移．热传递过程中，内能转移的多少用热量来量度。

做功和热传递都是过程量，内能则是状态量。

二．能的转化和守恒定律

1.热力学第一定律——能的转化和守恒定律——第一类永动机不能制成

做功和热传递都能改变物体的内能。也就是说,做功和热传递对改变物体的内能是等效的。但从能量转化和守恒的观点看又是有区别的：做功是其他能和内能之间的转化,功是内能转化的量度；而热传递是内能间的转移,热量是内能转移的量度。 内容: 外界对物体所做的功W加上物体从外界吸收的热量Q等于物体内能的增加ΔE，

表达式: ΔE=Q+W 这在物理学中叫做热力学第一定律。

表达式中符号法则: W为正值，表达外界对物体做功； W为负值，表示物体对外界做功；

Q为正值，表示物体从外界吸热； Q为负值，表示物体对外界放热；

ΔE为正值，表示物体内能增加；ΔE为负值，表示物体内能减少.

2.能的转化和守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消灭或消失，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，但总能量保持不变。这就是能的转化和守恒定律.

(1)能量守恒定律是自然界普遍适用的规律之一，违背该定律的第一类永动机是无法实现的.

(2)物质的不同运动形式对应不同形式的能,各种形式的能在一定的条件下可以转化或转移,在转化或转移过程中,能的总量守恒.

三.热力学第二定律

1.热传导的方向性:热传导的过程是有方向性的，这个过程可以向一个方向自发地进行（热量会自发地从高温物体传给低温物体），但是向相反的方向却不能自发地进行。

2.机械能与内能转化的方向性:机械能可以全部转化为内能,而内能不可能全部转化为机械能而不引起其它的变化.

3.热力学第二定律

(1)表述：①不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化（按热传导的方向性表述）。

②不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化（按机械能和内能转化过程的方向性表述）。或第二类永动机是不可能制成的。

(2)意义：自然界种进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。它揭示了有大量分子参与的宏观过程的方向性.

(3)能量耗散:自然界的能量是守恒的，但是有的能量便于利用，有些能量不便于利用。很多事例证明，我们无法把流散的内能重新收集起来加以利用。这种现象叫做能量的耗散。它从能量转化的角度反映出自然界中的宏观现象具有方向性。

4.热力学第三定律

(1)内容:热力学零度不可达到。

(2)意义:只需要温度不是绝对零度,就总可能降低,它促进人类想方设法尽可能降低温度,以探索更多的物理奥秘.

四.能源与环境

1.能源:能够提供可利用能量的物质

2.能源的分类:

(1)常规能源有:煤、石油、天然气等，存量有限，利用时对环境有污染。

(2)新能源有:风能、水能、太阳能、沼气、原子能等，资源丰富，可再生，使用时污染少或没有污染。

 

第二篇：20xx高考物理知识点总结31：_动能__动能定理

动能 动能定理

如果一个物体能对外做功，我们就说这个物体具有能量．物体由于运动而具有的能． Ek＝?mv2，

其大小与参照系的选取有关．动能是描述物体运动状态的物理量．是相对量。

二、动能定理

做功可以改变物体的能量．所有外力对物体做的总功等于物体动能的增量． W1＋W2＋W3＋??＝?mvt2－?mv02

1．反映了物体动能的变化与引起变化的原因——力对物体所做功之间的因果关系．可以理解为外力对物体做功等于物体动能增加，物体克服外力做功等于物体动能的减小．所以正功是加号，负功是减号。

2．“增量”是末动能减初动能．ΔEK＞0表示动能增加，ΔEK＜0表示动能减小．

3、动能定理适用单个物体，对于物体系统尤其是具有相对运动的物体系统不能盲目的应用动能定理．由于此时内力的功也可引起物体动能向其他形式能（比如内能）的转化．在动能定理中．总功指各外力对物体做功的代数和．这里我们所说的外力包括重力、弹力、摩擦力、电场力等．

4．各力位移相同时，可求合外力做的功，各力位移不同时，分别求力做功，然后求代数和．

5．力的独立作用原理使我们有了牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律的分量表达式．但动能定理是标量式．功和动能都是标量，不能利用矢量法则分解．故动能定理无分量式．在处理一些问题时，可在某一方向应用动能定理．

6．动能定理的表达式是在物体受恒力作用且做直线运动的情况下得出的．但它也适用于变为及物体作曲线运动的情况．即动能定理对恒力、变力做功都适用；直线运动与曲线运动也均适用．

7．对动能定理中的位移与速度必须相对同一参照物．

三、由牛顿第二定律与运动学公式推出动能定理

设物体的质量为m，在恒力F作用下，通过位移为S，其速度由v0变为vt，

则：根据牛顿第二定律F=ma??① 根据运动学公式2as=vt2一v02??② 由①②得：FS=?mvt2－?mv02

四．应用动能定理可解决的问题

恒力作用下的匀变速直线运动，凡不涉及加速度和时间的问题，利用动能定理求解一般比用牛顿定律及运动学公式求解要简单的多．用动能定理还能解决一些在中学应用牛顿定律难以解决的变力做功的问题、曲线运动等问题．

1、动能定理应用的基本步骤

应用动能定理涉及一个过程，两个状态．所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能．

动能定理应用的基本步骤是：

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，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求

出代数和．

③明确过程始末状态的动能Ek1及EK2

④列方程 W=EK2一Ek1，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解．

2、应用动能定理的优越性

(1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制．

(2)一般来说，用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷．可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解．可以说，熟练地应用动能定理求解问题，是一种高层次的思维和方法，应该增强用动能定理解题的主动意识．

(3)用动能定理可求变力所做的功．在某些问题中，由于力F的大小、方向的变化，不能直接用W=Fscosα求出变力做功的值，但可由动能定理求解．

3、应用动能定理要注意的问题

注意1．由于动能的大小与参照物的选择有关，而动能定理是从牛顿运动定律和运动学规律的基础上推导出来，因此应用动能定理解

题时，动能的大小应选取地球或相对地球做匀速直线运动的物体作参照物来确定．

注意2．用动能定理求变力做功，在某些问题中由于力F的大小的变化或方向变化，所以不能直接由W=Fscosα求出变力做功的值．此

时可由其做功的结果——动能的变化来求变为F所做的功．

注意3．区别动量、动能两个物理概念．动量、动能都是描述物体某一时刻运动状态的状态量，动量是矢量，动能是标量．动量的改

变必须经过一个冲量的过程，动能的改变必须经过一个做功的过程．动量是矢量，它的改变包括大小和方向的改变或者其中之一的改变．而动能是标量，它的改变仅是数量的变化．动量的数量与动能的数量可以通过P2=2mEK联系在一起，对于同一物体来说，动能EK变化了，动量P必然变化了，但动量变化了动能不一定变化．例如动量仅仅是方向改变了，这样动能就不改变．对于不同的物体，还应考虑质量的多少．

注意4．动量定理与动能定理的区别，两个定理分别描述了力对物体作用效应，动量定理描述了为对物体作用的时间积累效应，使物

体的动量发生变化，且动量定理是矢量武；而动能定理描述了力对物体作用的空间积累效应，使物体的动能发生变化，动能定理是标量式。所以两个定理分别从不同角度描述了为对物体作用的过程中，使物体状态发生变化规律，在应用两个定理解决物理问题晚要根据题目要求，选择相应的定理求解。

4、 动能定理的综合应用

动能定理和动量定理、动量守恒定律的综合应用是力学问题的难点，也是高考考查的重点，解决这类问题关键是分清哪一过程中动量守恒，哪一过程中应用动能定理、动量定理