高中物理系列模型之算法模型7.能量守恒定律应用模型模型界定本模型中主要总结各种功能关系以及利用功能关系、能量守恒解题的方法模型破解1.对功能关系的理解功能关系即功和能的关系：功是能量转化的量度，包含两层含义：(1)做功的过程就是能量转化的过程(2)做功的多少决定了能转化的数量,即:功是能量转化的量度2.几个常见的功能关系⑴动能定理物体动能的增量由外力做的总功来量度:W外=ΔEk。⑵势能定理物体重力势能的增量由重力做的功来量度:W=-ΔE；GP弹簧弹性势能的增量由弹力做的功来度量：W=－ΔE弹力P物体与星球之间引力势能的增量由引力做的功来量度：W=－ΔE引力P电荷的电势能的增量由电场力做功来量度：W=－ΔE电场力P⑶机械能定理物体机械能的增量由重力、弹力以外的其他力做的功来量度:W=ΔE，(W其表示除重力、弹力以外的其其机它力做的功)⑷机械能与内能一个系统因摩擦产生的热量即系统增加的内能由一对互为作用力反作用力的滑动摩擦力做的总功来量度：f·žd=Q(d为这两个物体间相对移动的路程)⑸电能与其它形式的能一段电路中，电能与其它形式能量之间的转化由电流做功度量：W＝UIt=ΔE；纯电路中电路中电流做功电将电能全部转化为焦耳热。（6）电磁感应中机械能与电能的转化在电磁感应电路中，安培力所做的功度量着电能与机械能间的相互转化：W=△E，安电安培力做正功，对应着电能转化为其他形式的能（如电动机模型）；克服安培力做功，对应着其它形式的1能转化为电能（如发电机模型）；且安培力作功的绝对值，等于电能转化的量值。3.能量守恒定律（1）能量守恒定律内容为：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；在转化和转移过程中其总量不变．（2）对能量守恒定律的两点理解(i)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等；(ii)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。（3）能量转化问题的解题思路(i)当涉及摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律。(ii)解题时，首先确定初末状态，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与增加的能量总和ΔE，最后由ΔE＝ΔE列式求解。减增减增(iii)某种能量形式没有具体表达式从而不能用增量的方法来表达时，可以利用功能关系利用对应形式力所做功来表达能量的变化量。例1.质量为m的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体下落的加速度为g，在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是()A．物体的动能增加了mghB．物体的机械能减少了mghC．物体克服阻力所做的功为mghD．物体的重力势能减少了mgh例2.如图所示，在粗糙的水平面上，质量相等的两个物体A、B间用一轻质弹簧相连组成系统。且该系统在外力F作用下一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为2E时撤去水平力F，最后系统停止运动。不计空k气阻力，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，从撤去拉力F到系统停止运动的过程中A．外力对物体A所做总功的绝对值等于EkB．物体A克服摩擦阻力做的功等于EkC．系统克服摩擦阻力做的功可能等于系统的总动能2EkD．系统克服摩擦阻力做的功一定等于系统机械能的减小量2例3.如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平向右的恒力F始终作用在小物块上，小物块与小车之间的滑动摩擦力为f，经过一段时间后小车运动的位移为x，此时小物块刚好滑到小车的最右端，则下列说法中正确的是A．此时物块的动能为F(x＋L)B．此时小车的动能为f(x＋L)C．这一过程中，物块和小车增加的机械能为F(x＋L)－fLD．这一过程中，物块和小车因摩擦而产生的热量为fL例4.光滑水平面上有一边长为l的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电荷量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速度v进入该正方形区域．当小0球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为11A．0B.mv2＋qEl202112C.mv2D.mv2＋qEl20203例5.如图所示，绝缘粗糙斜面体固定在水平地面上，斜面所在空间存在平行于斜面向上的匀强电场E，轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端拴接一不计质量的绝缘薄板。一带正电的小滑块，从斜面上的P点处由静