专题06 机械能守恒定律-备战2020年高考物理之纠错笔记系列

一、对功的判断和计算易出现以下错误 1．对功的概念理解不透，误认为有力，有位移就有功； 2．判断功的正负可根据力和位移的夹角，也可根据力和速度的夹角，还可根据能量的变化，常错误地认为某一力做的功的大小与物体受到的其他力的大小有关，与物体的运动状态有关； 3．易误认为摩擦力总是做负功，一对滑动摩擦力大小相等，方向相反，做的总功为零； 4．功的计算公式中，s为力的作用点移动的位移，它是一个相对量，与参考系选取有关，通常都取地球为参考系，这一点也是学生常常忽视的，要引起注意。 二、求解变力功 求解变力做功时，容易把变力当成恒力来计算。直接求解变力做功通常都比较复杂，但若通过转换研究对象，有时可转化为恒力做功，然后用W=Fscos α求解。此法常常应用于轻绳通过定滑轮拉物体的问题中，采用本法解题的关键是根据题设情景，发现将变力转化为恒力的等效替代关系，然后再根据几何知识求出恒力的位移大小，从而求出变力所做的功。 三、对于机车启动过程的求解 1．易误将机车的功率当成合力功率； 2．易误将匀加速启动过程的末速度当成机车能达到的最大速度； 3．机车启动分两种方式，而以恒定加速度启动过程又分为两个阶段，因为有时易将P=Fv中的常量和变量弄混。 四、对动能定理的理解和应用易出现以下错误 1．易误将相对其他非惯性系的速度当作对地速度代入动能定理公式中； 2．动能定理中的功是合力做的功，易误将某个力的功当作合力的功或者将研究对象对外做的功也算入总功之中； 3．易错误地将动能定理当成矢量式，列分方向的动能定理； 4．利用动能定理解决多过程问题时，常常使合力做功对应的过程和初末动能对应的过程不统一造成错误。 五、重力势能的相对性与其变化的绝对性理解 1．重力势能是一个相对量，它的参数值与参考平面的选择有关。在参考平面上，物体的重力势能为零；在参考平面上方的物体，重力势能为正值；在参考平面下方的物体，重力势能为负值。 2．重力势能变化的不变性（绝对性） 尽管重力势能的大小与参考平面的选择有关，但重力势能的变化量却与参考平面的选择无关，这体现了它的不变性（绝对性）。 3．某种势能的减少量，等于其相应力所做的功 重力势能的减少量，等于重力所做的功；弹簧弹性势能的减少量，等于弹簧弹力所做的功。 4．重力势能的计算公式 只适用于地球表面及其附近处g值不变的范围，若g值变化，不能用其计算。 六、对机械能守恒的理解和应用常出现以下错误 1．对多个物体组成的系统不判断机械能是否守恒直接应用，实际上机械能守恒是有条件的。 2．误认为只有重力和系统内弹力做功是只受到重力和系统内弹力的作用，实际上其他力只要不做功或做功为零机械能就守恒，混淆了只有重力做功和系统内弹力做功与只受重力和系统内弹力作用。 3．常常认为一物体在另一物体上滑动时，系统所受合外力为零，机械能就一定守恒。 七、对功能关系的理解和应用易出现以下错误 1．对功和能的概念理解不清，误认为功就是能，能就是功，实际上功是过程量，能是状态量，功是能量转化的量度。 2．不能熟练掌握重力做的功等于重力势能的变化；弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化；合外力做的功等于动能的变化；其他力做的功等于机械能的变化等功能关系。 3．对于功能关系的使用范围不清楚，在高中阶段动能定理一般用于单个物体或单个物体系统，机械能守恒适用于多个物体组成的系统。 八、过程分析时，注意过程转换时能量的变化 对于一些运动性质突变的物理过程，如轻绳由弯曲变为伸直、质点由直线运动突然变为曲线运动或者由曲线运动直接变为直线运动等，要注意分析判断“突变”前后质点的速度变化及所对应的动能（机械能）的变化。 九、摩擦力做功求解 1．静摩擦力做的功 （1）单个静摩擦力可以做正功，也可以做负功，还可以不做功。 （2）相互摩擦的系统内，一对静摩擦力所做的功的代数和为零，即W1+W2=0。 （3）在静摩擦力做功的过程中，只有机械能的相互转移（静摩擦力起着传递机械能的作用），而没有机械能转化为其他形式的能。 2．滑动摩擦力做的功 （1）单个滑动摩擦力可以对物体做正功，也可以对物体做负功，当然也可以不做功。 （2）相互摩擦的系统内，一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为负值，其绝对值恰等于滑动摩擦力与相对路程的乘积，即恰等于系统因摩擦力而损失的机械能。 （3）一对滑动摩擦力做功的过程中，能量的转化和转移的情况：一对相互摩擦的物体之间的机械能的转移；二是机械能转化为内能，转化为内能的数值等于滑动摩擦力与相对路程的乘积。 如图所示，两物体与水平面间的动摩擦因数相同，它们的质量相等，在甲图用力F1推物体，在乙图用力F2拉物体，两种情况下，力与水平方向所成夹角相等，物体都做匀速运动，经过相同的位移，则F1和F2大小关系、F1对物体功W1和F2对物体做功W2关系满足 A．F1= F2 B