高一物理能量专题非常好.docVIP

专题二：能量守恒专题讲练

2、能量

能量观点包括的内容以及一些结论有：

〔1〕．求功的途径：

①用定义求恒力功.②用动能定理【从做功的效果】或能量守恒求功.

③由图象求功.〔p-t,f-s图〕④用平均力求功【力与位移成线性关系】.

⑤由功率求功.

〔2〕．功能关系--------功是能量转化的量度,功不是能，能也不是功.

①重力所做的功等于重力势能的减少量【数值上相等】

②电场力所做的功等于电势能的减少量【数值上相等】

③弹簧的弹力所做的功等于弹性势能的减少量【数值上相等】，Ep弹＝k△X2/2

④分子力所做的功等于分子势能的减少量【数值上相等】

⑤合外力所做的功等于动能的增加量【所有外力】

⑥只有重力和弹簧的弹力做功，机械能守恒

⑦克服安培力所做的功等于感应电能的增加量【数值上相等】

⑧除重力和弹簧弹力以外的力做功等于机械能的增加量【功能原理】

⑨摩擦生热Q＝f·S相对＝E损【f滑动摩擦力的大小，S相对为相对路程或相对位移，E损为系统损失的机械能，Q为系统增加的内能】

⑩静摩擦力可以做正功、负功、还可以不做功,但不会摩擦生热；滑动摩擦力可以做正功、负功、还可以不做功,但会摩擦生热；作用力和反作用力做功之间无任何关系.

〔3〕．传送带以恒定速度匀速运行，小物体无初速放上，到达共同速度过程中，相对滑动距离等于小物体对地位移，摩擦生热等于小物体的动能，即Q＝mv02/2

〔4〕．发动机的功率P=F牵v，当加速度a＝0时，有最大速度vm=P/F牵【注意额定功率和实际功率】

〔5〕．摩擦生热：Q=f·S相对；Q常不等于功的大小。动摩擦因数处处相同，克服摩擦力做功W=μmgS

〔6〕．能的其它单位换算:1kWh〔度〕＝3.6×106J，1eV＝1.60×10-19J.

能量的转化和守恒定律是物理学的根本原理，从能量的观点分析物体的运动与相互作用规律是物理学常用的一种重要的研究方法，因此在高中物理中的力学、热学、电磁学、光学和原子物理中，都涉及一些需要用能量观点进行分析和解决的问题。由于这类问题有较高的思维起点，需要学生具有综合运用所学知识，以及对物理过程进行全面、深入分析的能力，因而成为近年来理科综合能力测试〔物理〕中考查学生能力的好素材。为了使同学们能较好地运用能量的观点来分析、解决有关的物理问题，特作此文供同学们学习参考。

1.功的计算问题

恒力功的计算W=FScosθ；重力功的计算W=mgh；.摩擦力的功的计算Wf=-fS路；电场力的功W=qU；功率恒定时牵引力所做的功W=Pt；大气压力所做的功W=P；电流所做的功W=Iut；.洛仑兹力永不做功；瞬时功率的计算P=FVcosθ；平均功率、

θ600F图1A

θ

600

F

图1

A

A．50JB．150J

C．200JD．条件缺乏，无法确定

分析与解：物体在力F的作用下沿斜面上升1m，但力F的作用点位移并不是1m，所以此力F做的功是：

W=F·S(1+cos60°)=150J。即B选项正确。

图2

图2

P

Q

F

F’

A．垂直于接触面，做功为零；

B．垂直于接触面，做功不为零；

C．不垂直于接触面，做功不为零；

D．不垂于接触面，做功不为零。

分析与解：小物块A在下滑过程中和斜面之间有一对相互作用力F和F，如图2所示。如果把斜面B固定在水平桌面上，物体A的位移方向和弹力方向垂直，这时斜面对物块A不做功。但此题告诉的条件是斜劈放在光滑的水平面上，可以自由滑动。此时弹力方向仍然垂直于斜面，但是物块A的位移方向却是从初位置指向终末位置。如图2所示，弹力和位移方向不再垂直而是成一钝角，所以弹力对小物块A做负功，即B选项正确。

2.动能定理的运用问题

动能定理可以由牛顿定律推导出来，原那么上讲用动能定理能解决的物理问题都可以利用牛顿定律解决，但在处理动力学问题中，假设用牛顿第二定律和运动学公式来解，那么要分阶段考虑，且必须分别求每个阶段中的加速度和末速度，计算较繁琐。但是，我们用动能定理来解就比拟简捷。

V0S0αP图3例3、如图3所示，斜面足够长，其倾角为α，质量为m的滑块，距挡板P为S0

V0

S0

α

P

图3

分析与解：滑块在滑动过程中，要克服摩擦力做功，其机械能不断减少；又因为滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，所以最终会停在斜面底端。

在整个过程中，受重力、摩擦力和斜面支持力作用，其中支持力不做功。设其经过和总路程为L，对全过程，由动能定理得：

得

S2S1

S2

S1

L

V0

V0

图4

分析与解：此题用动能定理求解比用运动学、牛顿第二定律求解简便。

对车头，脱钩后的全过程用动能定理得：

对车尾，脱钩后用动能定理得：