(第13周) 能量专题

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1、高三物理（第17周）能量专题能量是状态量，不同的状态有不同数值的能量．能量的变化是通过做功或热传递两种方式来实现的．力学中功是能量转化的量度，热学中功和热量是内能变化的量度．在中学物理中，涉及到许多形式的能，如：动能、势能、电能、内能、核能等，这些形式的能可以互相转化，并且遵循能量转化和守恒定律．能量的概念及其有关规律(如动能定理、功能关系，机械能守恒定律、能量守恒定律)贯穿于中学物理学习的始终，是联系各部分知识的主线，是我们分析和解决物理问题的重要依据，是方法教育与能力培养的重要方面，因此在每年的高考物理试卷中都会出现考查有关能量的试题，并且

2、时常发现“压轴题”就是能量试题．本章知识与牛顿运动定律、圆周运动规律、动量定理、动量守恒定律、碰撞问题以及电磁学知识的联系是高考的热点．能量难点问题的解决离不开能量的相关规律，相关规律的应用是以正确理解定律为前提．下面把各规律的要点及注意事项分析如下：(一)动能定理1.动能定理的内容：外力对物体所做的总功等于物体动能的增量．2.动能定理的公式表达式：式中∑W是各个外力对物体做功的总和，是做功过程中始末两个状态动能的增量．3.应用动能定理解题的特点：不追究全过程中的运动性质和状态变化细节．4.应用动能定理解题的注意事项：①要明确物体在全过程初、末

3、两个状态时的动能；②要正确分析全过程中各段受力情况和相应位移，并正确求出各力的功；③动能定理表达式是标量式，不能在某方向用速度分量来列动能定理方程式：④动能定理中的位移及速度，一般都是相对地球而言的．5.动能定理的研究对象是质点．6.动能定理对变力做功情况也适用．动能定理尽管是在恒力作用下利用牛顿第二定律和运动学公式推导的，但对变力做功情况亦适用．动能定理可用于求变力的功、曲线运动中的功以及复杂过程中的功能转换问题．(二)机械能守恒定律1.定律内容：在只有重力和弹力做功的情况下，系统的动能和势能可以发生，转化，但总的机械能保持不变。2.定律的三

4、种理解及表达形式：⑴初态机械能等于末态机械能，即E1=E2，注意初、末态选同一参考面．⑵物体或系统动能的增加(或减少)等于物体或系统势能的减少(或增加)，即：△Ek增=△Ep减⑶系统由A、D部分组成时，A部分减少的机械能等于B部分增加的机械能，即：EA增=EB减注意⑵⑶不用选参考面．3.定律适用条件：⑴对单个物体，只有重力或弹力做功．⑵对某一系统，物体间只有动能和重力势能及弹性势能相互转化，系统跟外界没有发生机械能的传递，机械能也没有转变成其它形式的能(如没有内能产生)，则系统的机械能守恒．44.定律既适用于一个物体(实为一个物体与地球组成的系

5、统)，又适用于几个物体组成的物体系，但前提必须满足机械能守恒的条件．(三)功能关系1.功能关系：重力和弹力之外的力对物体所做功的总和等于物体机械能的增量．2.功与势能关系：重力对物体做的正功等于物体重力势能的减少量；弹力对物体所做的正功等于弹性势能的减少量；电场力对物体所做的正功等于电势能的减少量；同理，各力做负功时，等于相应势能的增加量．弹力、重力、电场力做功都只与始末位置有关，与物体实际通过的路径无关．(四)能量转化和守恒定律能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只能从一种形式转化为另一种形式，或从一个物体转移到另一个物体．这就是能的转化与

6、守恒定律．以上介绍的功能定理、功和能的关系以及机械能守恒定律，在高考《考试说明》中都是B级要求，必须重点掌握并灵活应用．〖典型例题透析〗(一)动能定理类〖例1〗(1993年全国高考)如图所示，A、B是位于水平桌面上的两个质量相等的小木块，离墙壁的距离分别为和l，与桌面之间的动摩擦因数分别为μA和μB。今给A以某一初速度，使之从桌面的右端向左运动．假定A、B之间，B与墙之间的碰撞时间都很短，且碰撞中总动能无损失．若要使木块A最后不从桌面上掉下来，则A的初速度最大不能超过。〖命题意图〗考查动能定理及其应用，在能力上主要考查理解、分析、推理和应用能力

7、．〖解题思路〗先理解题设条件：小木块质量mA=mB=m，碰撞时间很短，且无总动能损失．在这个条件下，可分析推断出题中叙述的整个过程以及相关物体做功情况是：A从最右端以初速v向左运动，在与B碰撞前，减速移过距离L-l，A克服摩擦阻力做功：μAmg(L-l)；A与B发生等质量的完全弹性正碰，碰撞后A静止于B的位置，B则以A碰前的速度为初速度继续减速向左运动通过距离l，与墙碰撞后反向向右仍做减速运动，又通过距离l，在这段过程中B克服摩擦阻力做功μBmgl；然后B又与A发生碰撞，碰后B静止，A又以B碰前的速度为初速持续减小向右运动，按题意，A移过距离L

8、-l后刚好在桌的右端边缘停下．在这段过程A又克服摩擦阻力做功μAmg(L-l)．经历上述全过程，且最初具有的动能应完全损耗于各段克服摩擦阻力做功上．因