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巧用能量守恒简化解题过程
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能的转化和守恒定律是自然界最基本、最普遍的规律。这个定律告诉我们,各种不同形式的能量可以互相转化,而总能量保持不变。也就是说,某种形式的能量减少了,必有其它形式的能量增加了,而且减少的数量和增加的数量总是相等的。 这个规律虽然不象牛顿第二定律、动能定律等规律那样有一个明确的公式,但如能深刻理会能的转化和守恒定律的实质,搞清实际问题中能量变化的情况,合理运用能量守恒规律,能使解题过程大大简化。 例1、一质量为m的物体,从高h1处由静止起匀加速下降,落到雪地上后,又匀减速陷入深度为h2的雪中。设空气对物体的阻力为f1,求雪对物体的阻力f2。(设阻力恒定) 【解一】用牛顿第二定律求解。 设在空气中下落时物体的加速度为a1。 物体刚落入雪地时的速度v为 物体在雪地中运动的加速度a2为 因为物体落地时的速度即为在雪地中运动的初速度 ∴ 由①、②得: 解得: 【解二】用能的转化和守恒定律求解。 物体的重力势能减少了mg(h1+h2),而物体的初、末速度均为0,其动能未变。因此,物体减少的重力势能通过空气阻力和雪的阻力做功转化为内能。由能量守恒: mg(h1+h2)=f1h1+f2h2
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