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考查點12機械能守恒定律和能源 [考點巧記] 考點1　重力勢能　重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系　A (1)概念：重力勢能Ep＝mgh　重力做功WG＝mg(h1－h(huán)2) 重力勢能的增加量ΔEp＝mgh2－mgh1　WG＝－ΔEp (2)理解：①重力做功與路徑無關(guān)，只與始末位置的高度差有關(guān)；②重力做正功，重力勢能減少，重力做負(fù)功，重力勢能增加；③重力做功等于重力勢能的減少量． (3)相對性：重力勢能總是相對于參考平面(即零勢能面)而言的，因此表示物體在某一位置具有的重力勢能時，一定要先選取參考平面． 考點2　彈性勢能　A (1)發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力的相互作用而具有勢能． (2)彈力與彈性勢能的關(guān)系 彈力做正功時，彈性勢能減少，減少的彈性勢能等于彈力做的功；彈力做負(fù)功時，彈性勢能增加，增加的彈性勢能等于克服彈力做的功，即W彈＝－ΔEp. 考點3　機械能守恒定律　C (1)內(nèi)容：在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動能與勢能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機械能保持不變． (2)條件：只有重力或彈力做功(除重力、彈力外的其他力所做總功為0)． (3)公式：①E1＝E2即Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2?、讦k增＝ΔEp減或ΔEk減＝ΔEp增． (4)判斷機械能守恒的方法：(1)守恒條件；(2)Ek＋Ep的總量是否不變． (5)應(yīng)用：①選取研究對象(物體或系統(tǒng))；②明確研究對象的運動過程，分析研究對象在運動過程中的受力情況，弄清各力的做功情況，判斷機械能是否守恒；③選取恰當(dāng)?shù)膮⒖计矫?，確定研究對象在初末狀態(tài)的機械能；④選取恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式，列方程求解． 注意：1.判斷機械能是否守恒的常用方法和常見情形 (1)直接分析某一物理過程中動能與勢能之和是否不變，例如物體沿斜面勻速運動，則物體機械能一定不守恒． (2)分析受力：如果只受重力，則機械能一定守恒，例如不計空氣阻力時做拋體運動的物體． (3)分析受力做功：如果除重力或彈力以外有其他力，但其他力不做功，機械能也守恒，例如在光滑曲面上運動的物體機械能守恒． 2．機械能守恒時幾種列方程的形式 (1)選取零勢能面后，確定初、末位置的總機械能，列等式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2. (2)不需要選取零勢能面，找出物體初、末位置間的動能變化量和勢能變化量，列等式ΔEk增＝ΔEp減或ΔEk減＝ΔEp增． 3．應(yīng)用機械能守恒定律解題的一般步驟 (1)確定研究系統(tǒng)(通常是物體和地球、彈簧等)和所研究的物理過程． (2)進(jìn)行受力分析判斷機械能是否守恒． (3)選擇零勢能面，確定物體在初、末位置的動能和勢能． (4)根據(jù)機械能守恒定律列方程求解． 考點4　能量守恒定律　A (1)內(nèi)容：能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變． (2)能量轉(zhuǎn)化的方向性與節(jié)約能源的必要性：能量耗散表明能量在數(shù)量上并未減少，但在可利用的品質(zhì)上降低了．能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過程的方向性，這是“自然界的能量雖然守恒，但還是要節(jié)約能源”的根本原因． 考點5　探究、實驗：用打點計時器驗證機械能守恒定律　a (1)實驗?zāi)康模和ㄟ^對自由落體運動的研究驗證機械能守恒定律． (2)實驗器材：鐵架臺(帶鐵夾)，打點計時器，交流電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重錘，紙帶，米尺． (3)實驗步驟 ①按裝置圖把打點計時器安裝在鐵架臺上，用導(dǎo)線把打點計時器與交流電源連接好； ②把紙帶的一端用夾子固定在重錘上，另一端穿過計時器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘緊靠打點計時器； ③先接通電源，后松手讓重錘帶著紙帶自由下落； ④重復(fù)幾次，得到3～5條打好點的紙帶； ⑤在打好點的紙帶中挑選點跡清晰的一條紙帶，在起點標(biāo)上O，以后各點依次標(biāo)上1、2、3、4…用刻度尺測出對應(yīng)下落高度h1、h2、h3、h4… ⑥應(yīng)用公式vn＝(xn＋1－xn－1)/2T計算各點對應(yīng)的瞬時速度v1、v2、v3… ⑦計算各點對應(yīng)的勢能減少量mgh和動能增量mv，進(jìn)行比較． (4)注意事項 ①實驗中打點計時器的安裝，兩限位孔必須在同一豎直線上，以減少摩擦阻力． ②實驗時，必須先接通電源，讓打點計時器正常工作后再松手讓紙帶、重錘下落． ③打點計時器必須接交流電源． ④重錘的選擇應(yīng)是質(zhì)量較大、體積較小即密度較大，從而使重力遠(yuǎn)大于下落過程中所受的阻力，實現(xiàn)減小實驗誤差的目的． ⑤選用紙帶時應(yīng)盡量挑第一、二點間距離接近2 mm的紙帶． ⑥因為實驗要求第一個點對應(yīng)重錘開始下落的時刻，這就要盡量使每點是清晰小點，為此提起紙帶的手要保持不動，待接通電源，打點計時器正常工作后再松開紙帶． ⑦測量長度時，都必須從起始點開始，只進(jìn)行一次刻度對齊，讀出各點高度，實現(xiàn)減少測量次數(shù)多而帶來的誤差． ⑧實驗中，只要驗證gh是否等于v2即可，可以不測重錘的質(zhì)量．