2018年高考物理復(fù)習(xí)：巧用能量守恒定律

1、2018 年高考物理復(fù)習(xí)：巧用能量守恒定律用能量觀點(diǎn)解題是學(xué)生在解題過程中必須具有的一種解題技能。比如對機(jī)械能守恒與動能定理的應(yīng)用，其中機(jī)械能守恒要有嚴(yán)格的限定條件，學(xué)生多與動量守恒相混淆；而動能定理需要考慮做功的正與負(fù)，學(xué)生容易忽略。而能量守恒的觀點(diǎn)，由于無使用條件也不用考慮細(xì)節(jié)，學(xué)生只需要緊緊抓住能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系就能方便快捷的解決習(xí)題。但同時(shí)也需要學(xué)生具備較高的概括能力，清楚的了解能量的流向，這也往往成為學(xué)習(xí)中的一個(gè)難點(diǎn)。下面通過三道例題說明如何運(yùn)用能量守恒解題。 例 1(2005 年江蘇高考 (Q 吧 ) 如圖所示，固定的水平光滑金屬導(dǎo)軌，間距為 L，左端接有阻值為 R 的電阻，處在方

2、向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中，質(zhì)量為 m的導(dǎo)體棒與固定彈簧相連， 放在導(dǎo)軌上， 導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒的電阻均可忽略 . 初始時(shí)刻，彈簧恰處于自然長度，導(dǎo)體棒具有水平向右的初速度 v0。在沿導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動的過程中， 導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直并保持良好接觸。(1) 求初始時(shí)刻導(dǎo)體棒受到的安培力。(2) 若導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零時(shí)，彈簧的彈性勢能為 Ep，則這一過程中安培力所做的功 W1和電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱 Q1分別為多少？(3) 導(dǎo)體棒往復(fù)運(yùn)動，最終將靜止于何處？從導(dǎo)體棒開始運(yùn)動直到最終靜止的過程中，電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱 Q為多少？解：分析：導(dǎo)體棒受安培力、彈簧彈力，此二力均為變力，不可用牛頓第二定律解決，同時(shí)做功的正負(fù)也比較復(fù)雜，故用能量觀點(diǎn)。(1) 導(dǎo)體棒切割產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為 E=BLV0棒中的感應(yīng)電流為 I=- ，安培力 F=IBL 聯(lián)立得： F=- 方向水平相左。(2) 能量守恒觀點(diǎn)：導(dǎo)體棒從初始時(shí)刻到速度第一次為零過程中，棒最初的動能轉(zhuǎn)化成了彈簧的彈性勢能和焦耳熱，所以我們很用容易就可列出如下的式子：-mv02=Ep+Q1而 Q1=-W安即： W1=Ep-mv02(3) 當(dāng)棒靜止時(shí)，安培力為零，導(dǎo)軌光滑所以棒會靜止在彈簧原長處，此時(shí)彈性勢能為