利用能量观点解题是物理学上非常重要的方法之一,利用能量观点解题常常能化难为易,化繁为简。下面针对利用能量观点解题谈谈自己的体会。
(1)能量守恒定律: 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上,在转化或转移的过程中其总量保持不变。
(2)做功的过程就是能量转化的过程,做了多少功,就有多少能量发生转化,功是能量转化的量度。
(3)八种常用的功能关系
①合外力对物体所做的功等于物体动能的增量。
②重力做功与物体重力势能的减少量相等。
③弹力做功与物体弹性势能的减少量相等。
④电场力做功与电荷电势能的减少量相等。
⑤分子力做功与分子势能的减少量相等。
⑥重力之外(除弹簧弹力)的其他力对物体所做的功等于物体机械能的增量。
⑦摩擦生热: 。
⑧导体切割磁感线时产生的电能等于安培力做功的代数和的绝对值。
例题 有一边长为L的正方形导线框,质量为m,由高度为H处自由落下,如下图所示。其下边ab进入匀强磁场区域后,线圈开始做减速运动,直到其上边cd刚好穿出磁场时速度减为ab边进入磁场时速度的一半,此匀强磁场的宽度为L,线框在穿越此匀强磁场过程中所产生的热量为多少?
解析 导线框ab边进入磁场前,动能增加了 mv02,重力势能减少了mgH,
则依据动能定理得: mv02=mgH
导线框穿越匀强磁场过程中动能减少了,即动能减少了:mv02-m()2
导线框穿越匀强磁场过程中重力势能减少了2mgL,其内能(热能)增加了Q,则
Q=mv02-m()2+2mgL=2mgL+mgH
能量守恒思想涉及面广,如热力学第一定律、楞次定律、爱因斯坦的光电效应方程等,其实都是能量守恒的问题,只要我们按上面的解题思路分析问题,一定能熟练掌握。
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