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抓住“两点一线”搞好《机械能守恒定律》的复习

长沙市雅礼中学 胡雁军

《机械能守恒定律》是高中阶段关键的基础性章节，它从另一个角度揭示了力与运动之间的关系。抓住“两点一线”是搞好《机械能守恒定律》复习的关键。
一、“两点”——功能概念
功和能是本章的两个核心概念，功是过程量。应从下面几个方面把握功的概念。
1．功的正负
功有正负，正、负分别表示通过此力做功，物体从外界获得能量和失去能量。判断功的正负有下面三种方法。
方法1、力与物体对地的位移夹锐角，力对物体做正功，反之做负功。此法常常适用于恒力做功正负的判断。
方法2、力与物体对地的速度夹锐角，力对物体做正功，反之做负功。此法适用于恒和变力做功正负的判断。
方法3、利用功能关系来判断。通过能的变化来看相应力做功的正负。
2．功的计算
方法1、定义式：W=Fx。该方法常用来计算恒力或者可以转化为恒力的变化做的功，其中x是指力F的作用点对地在力的方向上的位移。
方法2、W=Pt。该方法常用来计算功率恒定的力对物体做的功，比如以恒定功率运动的汽车其牵引力对汽车做的功。
方法3、利用F～x图线与两坐标轴所围成的面积来计算力对物体做的功。
方法4、利用功能关系来计算力对物体做的功。该方法既可以用来求恒力做的功，也可以求变力做的功。
能与时刻对应，是状态量。主要有下面几个能量值得我们关注。
1．重力势能
重力势能具有相对性，即在计算重力势能时应选取零势能面。当物体位于零势面的上方时，重力势能为正，反之为负。物体位于上方时的重力势能大于位于下方时的重力势能，所以重力势能的正负表大小。
2．弹性势能
弹性势能具有相对性，常常选取弹簧原长时的势能为零。当弹簧被伸长或压缩时，它都从外界获得能量，所以弹簧的弹性势能没有负值。
3．机械能
我们把重力势能、弹性势能和动能的总和叫做机械能。其中动能中的速度是指物体对地的速度，由于重力势能具有相对性，且有正负，正负表大小，所以机械能也具有相对性，其正负也表示大小。
二、“一线”——功能关系
功是能量转化的原因和量度。合力做功是物体动能变化的原因。重力(弹簧弹力)做功是重力(弹性)势能减小的原因。除重力外其他力做的功是机械能变化的原因。系统克服滑动摩擦力做的功是系统内能变化的原因。其中，动能定理是核心，其他的功能关系与它有密切的关系，具体表现为：W合=W其他+W重(弹)=ΔEK与W重(弹)=- ΔEP结合，若W其他=0，即只有重力(或弹簧的弹力)做功，ΔEK =- ΔEP(机械能守恒)；若W其他≠0，则W其他=ΔEK+ΔEP=ΔE机(功能原理)；利用动能定理分别对存在相互作用的滑动摩擦力的两个物体进行分析不难得到系统克服滑动摩擦力做的功等于内能的变化。
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