2022高考物理总复习 考查点12 机械能守恒定律和能源掌中宝素材

2022高考物理总复习 考查点12 机械能守恒定律和能源掌中宝素材考点巧记考点1重力势能重力势能的变化与重力做功的关系A(1)概念：重力势能Epmgh重力做功WGmg(h1h2)重力势能的增加量Epmgh2mgh1WGEp(2)理解：重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关；重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加；重力做功等于重力势能的减少量(3)相对性：重力势能总是相对于参考平面(即零势能面)而言的，因此表示物体在某一位置具有的重力势能时，一定要先选取参考平面考点2弹性势能A(1)发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用而具有势能(2)弹力与弹性势能的关系弹力做正功时，弹性势能减少，减少的弹性势能等于弹力做的功；弹力做负功时，弹性势能增加，增加的弹性势能等于克服弹力做的功，即W弹Ep.考点3机械能守恒定律C(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以互相转化，而总的机械能保持不变(2)条件：只有重力或弹力做功(除重力、弹力外的其他力所做总功为0)(3)公式：E1E2即Ek1Ep1Ek2Ep2Ek增Ep减或Ek减Ep增(4)判断机械能守恒的方法：(1)守恒条件；(2)EkEp的总量是否不变(5)应用：选取研究对象(物体或系统)；明确研究对象的运动过程，分析研究对象在运动过程中的受力情况，弄清各力的做功情况，判断机械能是否守恒；选取恰当的参考平面，确定研究对象在初末状态的机械能；选取恰当的表达式，列方程求解注意：1.判断机械能是否守恒的常用方法和常见情形(1)直接分析某一物理过程中动能与势能之和是否不变，例如物体沿斜面匀速运动，则物体机械能一定不守恒(2)分析受力：如果只受重力，则机械能一定守恒，例如不计空气阻力时做抛体运动的物体(3)分析受力做功：如果除重力或弹力以外有其他力，但其他力不做功，机械能也守恒，例如在光滑曲面上运动的物体机械能守恒2机械能守恒时几种列方程的形式(1)选取零势能面后，确定初、末位置的总机械能，列等式Ek1Ep1Ek2Ep2.(2)不需要选取零势能面，找出物体初、末位置间的动能变化量和势能变化量，列等式Ek增Ep减或Ek减Ep增3应用机械能守恒定律解题的一般步骤(1)确定研究系统(通常是物体和地球、弹簧等)和所研究的物理过程(2)进行受力分析判断机械能是否守恒(3)选择零势能面，确定物体在初、末位置的动能和势能(4)根据机械能守恒定律列方程求解考点4能量守恒定律A(1)内容：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只会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，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变(2)能量转化的方向性与节约能源的必要性：能量耗散表明能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性，这是“自然界的能量虽然守恒，但还是要节约能源”的根本原因考点5探究、实验：用打点计时器验证机械能守恒定律a(1)实验目的：通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律(2)实验器材：铁架台(带铁夹)，打点计时器，交流电源，导线，带铁夹的重锤，纸带，米尺(3)实验步骤按装置图把打点计时器安装在铁架台上，用导线把打点计时器与交流电源连接好；把纸带的一端用夹子固定在重锤上，另一端穿过计时器限位孔，用手竖直提起纸带使重锤紧靠打点计时器；先接通电源，后松手让重锤带着纸带自由下落；重复几次，得到35条打好点的纸带；在打好点的纸带中挑选点迹清晰的一条纸带，在起点标上O，以后各点依次标上1、2、3、4用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3、h4应用公式vn(xn1xn1)/2T计算各点对应的瞬时速度v1、v2、v3计算各点对应的势能减少量mgh和动能增量mv，进行比较(4)注意事项实验中打点计时器的安装，两限位孔必须在同一竖直线上，以减少摩擦阻力实验时，必须先接通电源，让打点计时器正常工作后再松手让纸带、重锤下落打点计时器必须接交流电源重锤的选择应是质量较大、体积较小即密度较大，从而使重力远大于下落过程中所受的阻力，实现减小实验误差的目的选用纸带时应尽量挑第一、二点间距离接近2 mm的纸带因为实验要求第一个点对应重锤开始下落的时刻，这就要尽量使每点是清晰小点，为此提起纸带的手要保持不动，待接通电源，打点计时器正常工作后再松开纸带测量长度时，都必须从起始点开始，只进行一次刻度对齐，读出各点高度，实现减少测量次数多而带来的误差实验中，只要验证gh是否等于v2即可，可以不测重锤的质量