利用能量觀點解題

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利用能量觀點解題是物理學上非常重要的方法之一,利用能量觀點解題常常能化難爲易,化繁爲簡。下面針對利用能量觀點解題談談自己的體會。

利用能量觀點解題

(1)能量守恆定律: 能量既不會憑空產生,也不會憑空消失,它只能從一種形式轉化爲另一種形式,或者從一個物體轉移到別的物體上,在轉化或轉移的過程中其總量保持不變。

(2)做功的過程就是能量轉化的過程,做了多少功,就有多少能量發生轉化,功是能量轉化的量度。

(3)八種常用的功能關係

①合外力對物體所做的.功等於物體動能的增量。

②重力做功與物體重力勢能的減少量相等。

③彈力做功與物體彈性勢能的減少量相等。

④電場力做功與電荷電勢能的減少量相等。

⑤分子力做功與分子勢能的減少量相等。

⑥重力之外(除彈簧彈力)的其他力對物體所做的功等於物體機械能的增量。

⑦摩擦生熱: 。

⑧導體切割磁感線時產生的電能等於安培力做功的代數和的絕對值。

例題 有一邊長爲L的正方形導線框,質量爲m,由高度爲H處自由落下,如下圖所示。其下邊ab進入勻強磁場區域後,線圈開始做減速運動,直到其上邊cd剛好穿出磁場時速度減爲ab邊進入磁場時速度的一半,此勻強磁場的寬度爲L,線框在穿越此勻強磁場過程中所產生的熱量爲多少?

解析 導線框ab邊進入磁場前,動能增加了 mv02,重力勢能減少了mgH,

則依據動能定理得: mv02=mgH

導線框穿越勻強磁場過程中動能減少了,即動能減少了:mv02-m()2

導線框穿越勻強磁場過程中重力勢能減少了2mgL,其內能(熱能)增加了Q,則

Q=mv02-m()2+2mgL=2mgL+mgH

能量守恆思想涉及面廣,如熱力學第一定律、楞次定律、愛因斯坦的光電效應方程等,其實都是能量守恆的問題,只要我們按上面的解題思路分析問題,一定能熟練掌握。

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