2022高考物理總復(fù)習(xí) 考查點(diǎn)12 機(jī)械能守恒定律和能源掌中寶素材 [考點(diǎn)巧記](méi) 考點(diǎn)1　重力勢(shì)能　重力勢(shì)能的變化與重力做功的關(guān)系　A (1)概念：重力勢(shì)能Ep＝mgh　重力做功WG＝mg(h1－h(huán)2) 重力勢(shì)能的增加量ΔEp＝mgh2－mgh1　WG＝－ΔEp (2)理解：①重力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置的高度差有關(guān)；②重力做正功，重力勢(shì)能減少，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加；③重力做功等于重力勢(shì)能的減少量． (3)相對(duì)性：重力勢(shì)能總是相對(duì)于參考平面(即零勢(shì)能面)而言的，因此表示物體在某一位置具有的重力勢(shì)能時(shí)，一定要先選取參考平面． 考點(diǎn)2　彈性勢(shì)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(shì)能． (2)彈力與彈性勢(shì)能的關(guān)系 彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能減少，減少的彈性勢(shì)能等于彈力做的功；彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢(shì)能增加，增加的彈性勢(shì)能等于克服彈力做的功，即W彈＝－ΔEp. 考點(diǎn)3　機(jī)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(dòng)能與勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)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(jī)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(duì)象(物體或系統(tǒng))；②明確研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，分析研究對(duì)象在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，弄清各力的做功情況，判斷機(jī)械能是否守恒；③選取恰當(dāng)?shù)膮⒖计矫妫_定研究對(duì)象在初末狀態(tài)的機(jī)械能；④選取恰當(dāng)?shù)谋磉_(dá)式，列方程求解． 注意：1.判斷機(jī)械能是否守恒的常用方法和常見(jiàn)情形 (1)直接分析某一物理過(guò)程中動(dòng)能與勢(shì)能之和是否不變，例如物體沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)，則物體機(jī)械能一定不守恒． (2)分析受力：如果只受重力，則機(jī)械能一定守恒，例如不計(jì)空氣阻力時(shí)做拋體運(yùn)動(dòng)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(jī)械能也守恒，例如在光滑曲面上運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能守恒． 2．機(jī)械能守恒時(shí)幾種列方程的形式 (1)選取零勢(shì)能面后，確定初、末位置的總機(jī)械能，列等式Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2. (2)不需要選取零勢(shì)能面，找出物體初、末位置間的動(dòng)能變化量和勢(shì)能變化量，列等式ΔEk增＝ΔEp減或ΔEk減＝ΔEp增． 3．應(yīng)用機(jī)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(guò)程． (2)進(jìn)行受力分析判斷機(jī)械能是否守恒． (3)選擇零勢(shì)能面，確定物體在初、末位置的動(dòng)能和勢(shì)能． (4)根據(jù)機(jī)械能守恒定律列方程求解． 考點(diǎn)4　能量守恒定律　A (1)內(nèi)容：能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)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(guò)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(diǎn)5　探究、實(shí)驗(yàn)：用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律　a (1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)的研究驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律． (2)實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)(帶鐵夾)，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，交流電源，導(dǎo)線，帶鐵夾的重錘，紙帶，米尺． (3)實(shí)驗(yàn)步驟 ①按裝置圖把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在鐵架臺(tái)上，用導(dǎo)線把打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)計(jì)時(shí)器限位孔，用手豎直提起紙帶使重錘緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(diǎn)的紙帶； ⑤在打好點(diǎn)的紙帶中挑選點(diǎn)跡清晰的一條紙帶，在起點(diǎn)標(biāo)上O，以后各點(diǎn)依次標(biāo)上1、2、3、4…用刻度尺測(cè)出對(duì)應(yīng)下落高度h1、h2、h3、h4… ⑥應(yīng)用公式vn＝(xn＋1－xn－1)/2T計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v1、v2、v3… ⑦計(jì)算各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的勢(shì)能減少量mgh和動(dòng)能增量mv，進(jìn)行比較． (4)注意事項(xiàng) ①實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(shí)驗(yàn)時(shí)，必須先接通電源，讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松手讓紙帶、重錘下落． ③打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(guò)程中所受的阻力，實(shí)現(xiàn)減小實(shí)驗(yàn)誤差的目的． ⑤選用紙帶時(shí)應(yīng)盡量挑第一、二點(diǎn)間距離接近2 mm的紙帶． ⑥因?yàn)閷?shí)驗(yàn)要求第一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)重錘開(kāi)始下落的時(shí)刻，這就要盡量使每點(diǎn)是清晰小點(diǎn)，為此提起紙帶的手要保持不動(dòng)，待接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后再松開(kāi)紙帶． ⑦測(cè)量長(zhǎng)度時(shí)，都必須從起始點(diǎn)開(kāi)始，只進(jìn)行一次刻度對(duì)齊，讀出各點(diǎn)高度，實(shí)現(xiàn)減少測(cè)量次數(shù)多而帶來(lái)的誤差． ⑧實(shí)驗(yàn)中，只要驗(yàn)證gh是否等于v2即可，可以不測(cè)重錘的質(zhì)量．