高一物理能量专题非常好.doc

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△X2/2④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，达到共同速度过程中，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 = µ mg S（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基本原理，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例1．某人用F=100N的恒力，通过滑轮把物体M拉上斜面，如图1，F的方向与斜面成60°角，物体沿斜面上升1m的过程，此力F做的功是：A．50J B．150J C．200J D．条件不足，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2PQFF’例2．小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上(如图2所示) ，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力 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，原则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，若用牛顿第二定律和运动学公式来解，则要分阶段考虑，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较简捷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，以初速度V0沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面方向的重力分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块在斜面上经过的总路程为多少？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S2S1LV0V0图4例4、总质量为M的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L的距离，于是立即关闭油门，除去牵引力设运动的阻力与质量成正比，机车的牵引力是恒定的当列车的两部分都停止时，它们的距离是多少？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：而，由于原来列车是匀速前进的，所以F=kMg由以上方程解得3.机车的两种起动过程问题理综测试注重以现实问题立意，突出能力考查.因而以机车起动为情景的高考命题屡次出现于近几年高考试卷中，该类问题中对于a、F、p、V四个物理量间相互联系、相互制约关系的分析是考生的难点所在机车有恒定牵引力起动和恒定功率起动，同学们必须弄清这两个起动过程例5、 汽车发动机额定功率为60 kW，汽车质量为5.0×103 kg，汽车在水平路面行驶时，受到的阻力大小是车重的0.1倍，试求：若汽车从静止开始，以0.5 m/s2的加速度匀加速运动，则这一加速度能维持多长时间？分析与解：要维持汽车加速度不变，就要维持其牵引力不变，汽车功率将随V增大而增大，当P达到额定功率P额后，不能再增加，即汽车就不可能再保持匀加速运动了.具体变化过程可用如下示意图表示：而F =P额/V当a=0时，即F=f时，V达到最大Vm保持Vm匀速P =FV即P随V增大而增大a=(F-f)/m一定，即F一定当P=P额时，a=(F-f)/m≠0,V还要增大所以，汽车达到最大速度之前已经历了两个过程：匀加速和变加速，匀加速过程能维持到汽车功率增加到P额的时刻，设匀加速能达到最大速度为V1，则此时4. 存在机械能瞬时损失的两个问题求解物理问题的关键是能正确地选取“研究对象、物理过程和物理规律”。

在选取研究对象和物理过程时，可以对多个对象进行整体思维和对多个过程进行整体思维但在对多个物理过程进行整体思维时，很容易忽视某些瞬时过程中机械能的瞬时损失同学们在解题时要特别注意在物体发生完全非弹性碰撞的瞬间存在机械能的瞬时损失和在轻绳被拉直的瞬间存在机械能的瞬时损失图5BAL1L2P例6、（2004年高考广东物理试题）图5中，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平直导轨上，弹簧处在原长状态，另一质量与B相同的滑块A从导轨上的P点以某一初速度向B滑行当A滑过距离L1时，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B紧贴在一起运动，但互不粘连已知最后A恰好返回到出发点P并停止滑块A和B与导轨的滑动摩擦因数都是μ，运动过程中弹簧最大形变量为L2，重力加速度为g求A从P点出发时的初速度V0不少同学没有弄清物理过程，令A、B质量皆为m，对全过程根据能量守恒定律得： 解得： 这是错误的这些同学对物理过程没有弄清楚，忽视A和B在碰撞过程中机械能的瞬时损失其实A物体的运动可分为四个过程：其一：A由P点开始运动到刚接触B的过程设A刚接触B时速度为V1（碰前），由动能定理，有： 其二：A与B碰撞的过程。

设碰后A、B共同运动的速度为V2， A、B碰撞过程中动量守恒，有： 其三：A与B碰撞后一起运动直到分离的过程碰后A、B先一起向左运动，接着A、B一起被弹回，在弹簧恢复到原长时，A与B分离设A、B的共同速度为V3，在这过程中，弹簧势能始末两态都为零，利用功能关系有： 其四：A与B分离后做匀减速运动的过程A、B开始分离以后，A单独向右滑到P点停下，由动能定理有： 由以上各式，解得 P1P2EO图6例7、（2004年全国高考理科综合试题）一带正电的小球，系于长为L的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力现先把小球拉到图6中的P1处，使轻线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球已知小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突变为零，水平分量没有变化，则小球到达与P1点等高的P2点时速度大小为（ ） A． B． C．2 D．0很多同学在求解这道题时，对全过程进行整体思维，设小球到达P2点时速度为V,根据能量守恒定律可得：P1P2EO图7V0VxVy解得：V=2,即选C。

这是错误的这些同学对物理过程没有弄清楚，忽视了在绳被拉直瞬时过程中机械能的瞬时损失其实小球的运动可分为三个过程：第一过程：小球沿直线做加速运动到达O点正下方的最低点对于小球沿直线做加速运动到达O点正下方的最低点的过程，根据动能定理得： 第二过程：小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突变为零，水平分量没有变化，如图7所示，易求得第三过程：小球在经过最低点后做圆周运动到达P2设小球在经过最低点后做圆周运动到达P2时的速度为V，根据动能定理得：由以上各式解得：V=即B选项正确5. 电场中常见功能关系应用问题带电体在电场中具有电势能，电势能可以和其他形式的能量发生相互转化近几年来关于电场中的能量转化问题在高考试题中多次出现，且学生的得分很不理想针对这种情况很有必要对这一问题进行专题复习，通过分析和归纳电场中常见的功能关系，从而提高分析问题、解决问题的能力，最大限度地提高高考成绩EEAA/B/BO图8例8、如图8所示，在场强为E的水平的匀强电场中，有一长为L，质量可以忽略不计的绝缘杆，杆可绕通过其中点并与场强方向垂直的水平轴O在竖直面内转动，杆与轴间摩擦可以忽略不计杆的两端各固定一个带电小球A和B，A球质量为2m，带电量为+2Q;B球质量为m，带电量为－Q。

开始时使杆处在图4中所示的竖直位置，然后让它在电场力和重力作用下发生转动，求杆转过900到达水平位置时A球的动能多大？分析与解：系统只在重力和电场力作用下，因此系统重力势能、电势能、动能的总量不变设B处为零重力势能点，AOB所在竖直面为零电势面则转动前系统总能量为E1=mAgL因UB/=EL/2,U/A=－EL/2,设转动到水平位置后A、B的速度均为V，则转动后系统的总能量为： 根据。