复习专题十五 能量守恒定律-【精剖细解】2023年新高二物理暑假新思路分段讲义（全国通用）

复习专题十五 能量守恒定律 ——精剖细解细复习讲义 知识点1：能量守恒定律 1、功能关系 功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化。 做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现。 功和能的关系，一是体现到不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等。 2、能量守恒定律的内容 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 3、能量守恒定律的表达式 ΔE减＝ΔE增。其中ΔE增为末状态的能量减去初状态的能量，ΔE减为初状态的能量减去末状态的能量。 4、功能关系如下表所示 比较 力　　 做功特点 功能关系 重力 做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关 WG＝－ΔEp＝mgh1－mgh2 弹力(弹簧) 做功只与弹簧的劲度系数和形变量有关 W弹＝－ΔEp＝k(Δx1)2－k(Δx2)2(不要求计算) 摩擦力 滑动摩擦力做功与路径有关，可以做正功、负功，也可以不做功 |Wf滑|＝Ff滑·s(s为路程) 一对滑动摩擦力 做功代数和小于零 |Wf滑|＝Q＝|ΔE机械能|＝Ff滑·x相对 一对静摩擦力 做功代数和为零 一对相互作用力 作用力和反作用力可以做功，也可以不做功，做功代数和可以大于零、小于零，也可以等于零 合力 合力如果是恒力，可以根据功的定义式求解 F合·x＝ΔEk(动能定理) 重力及弹簧弹力以外的其他力 重力及弹簧弹力以外的其他力所做的功将改变系统的机械能 W其他力＝ΔE机械能 5、能量守恒定律的理解 某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量一定和增加量相等，即ΔE减＝ΔE增。 某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等，即ΔEA减＝ΔEB增。 解题时要明确初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减与增加的能量总和ΔE增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解。 牢记三条功能关系： 合外力的功等于动能的变化； 重力的功等于重力势能的变化，弹力的功等于弹性势能的变化； 除重力、弹力外，其他力的功等于机械能的变化。 能是物体运动状态决定的物理量，即状态量；而功则是和物体运动状态变化过程有关的物理量，是过程量。 做功可以使物体具有的能量发生变化，而且物体能量变化大小是用做功的多少来量度的。 弹簧的能量问题：系统内只有重力和系统内弹簧弹力做功，系统机械能守恒；如果系统内每个物体除弹簧弹力外所受合力为零，则当弹簧伸长或压缩到最大程度时两物体速度相同；当水平弹簧为自然状态时系统内某一端的物体具有最大速度。 6、能量守恒定律的解题步骤 明确研究对象； 对研究对象进行受力分析和运动分析； 分析有哪些力做功以及相应的能参与了转化，如动能、势能（包括重力势能、弹性势能）、内能等。 分析哪些能量增加，哪些能量减少。 列出能量转化守恒关系式：ΔE减＝ΔE增进行求解。 对结果进行讨论和分析。 能量守恒定律的内容表述 1．自由摆动的秋千摆动幅度越来越小，下列说法正确的是（ ） A．机械能守恒 B．能量正在消失 C．只有动能和重力势能的相互转化 D．减少的机械能转化为内能，但总能量守恒 2．下列说法中正确的是（　　） A．能就是功，功就是能 B．做功越多，物体的能量就越大 C．外力对物体不做功，这个物体就没有能量 D．能量转化的多少可以用做功来量度 3．关于功和能，下列说法正确的是（　　） A．功有正负，功是矢量 B．功有正负，单位是焦耳（J），是标量 C．能量的单位是焦耳，功的单位是瓦特 D．能量既可以消失，也可以创生 利用能量守恒定律解决实际问题 4．如图（a），倾角为37°的斜面固定在水平地面上，一小物块从底端O点以一定初速度冲上斜面。以O点为原点，沿水平方向建立Ox坐标系，物块沿斜面运动过程中，动能Ek随x的变化规律如图（b）中的曲线I和II所示，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为10m/s2，则物块的质量m及物块与斜面间的动摩擦因数μ分别为（　　） A．m=1kg，μ=0.25 B．m=1kg，μ=0.2 C．m=1.25kg，μ=0.25 D．m=1.25kg，μ=0.2 5．冰滑梯是东北地区体验冰雪运动乐趣的设施之一。某冰滑梯的示意图如图所示，螺旋滑道的摩擦可忽略，倾斜滑道和水平滑道与同一滑板间的动摩擦因数相同，不同滑板与滑道的动摩擦因数不同，但是满足。在设计滑梯时，要确保所有游客在倾斜滑道上匀减速下滑，且滑行结束时停在水平滑道上，以下、的组合符合设计要求的是（　　） A． B． C． D