能量守恒定理是貫串化學(xué)學(xué)的基本規(guī)律，是各類自然現(xiàn)象中普遍適用的一條規(guī)律.。無論是熱學(xué)還是熱學(xué)，涉及多種方式的能量轉(zhuǎn)化時(shí)，應(yīng)用能量守恒定理解題無疑能事半功倍，化繁為簡。先看能量守恒的一個(gè)反例：
尋根探源·根題詮釋
【根題】質(zhì)量為0.4kg的皮球，從離地面高0.5m處自由落下，與地面碰撞后以2m/s的速率大跌，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2，碰撞時(shí)損失的機(jī)械能為多少？損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為何能？
答案1.2J內(nèi)
解析：皮球和地面碰撞前的機(jī)械能等于開始下落時(shí)的重力勢(shì)能E1=mgh=2J
皮球和地面碰撞后的機(jī)械能等于碰撞后瞬時(shí)的動(dòng)能E2=1/2mv^2=0.8J
故皮球下落過程中損失的機(jī)械能ΔE=E1-E2=1.2J
損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
【點(diǎn)評(píng)】此題是一道簡單題，但包含了用能量守恒定理解題的思想。當(dāng)有磨擦形成時(shí)，因?yàn)槟ゲ辽鷦?shì)，必形成內(nèi)能，在機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化過程中，能量守恒。
方式總結(jié)·規(guī)律提練
1.內(nèi)容：能量既不會(huì)陡然形成，也不會(huì)陡然消失，它只能從一種方式轉(zhuǎn)化為另一種方式，或則從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總數(shù)保持不變.
2.能量守恒定理的表達(dá)式
(1)從不同狀態(tài)看，E初＝E末.
(2)從能的轉(zhuǎn)化角度看，ΔE增＝ΔE減.
(3)從能的轉(zhuǎn)移角度看，ΔEA增＝ΔEB減.
3.能量守恒定理應(yīng)用的關(guān)鍵步驟
(1)明晰研究對(duì)象和研究過程.
(2)找全參與轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的能量，明晰什么能量降低，什么能量降低.
(3)列舉降低量和降低量之間的守恒式.
考場精彩·衍題百變
【衍題1】(2019·鄭州市高二下學(xué)期期終)如圖2所示，高為h＝5m的光滑固定斜面AB，夾角為θ＝30°，底端與水平面BD相連能量守恒定律與能源，在水平面末端墻壁固定一輕彈簧，水平面BC段粗糙，寬度為20m，動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)為μ＝0.2，水平面CD段光滑，且等于彈簧原長，質(zhì)量為m＝1kg的物塊，由斜面頂端A點(diǎn)靜止下降，物塊經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)無機(jī)械能損失(g＝10m/s2)，求：
(1)物塊滑到B點(diǎn)時(shí)的速率大小；
(2)物塊滑到C點(diǎn)時(shí)的速率大小；
(3)彈簧被壓縮具有的最大彈性勢(shì)能；
(4)物塊會(huì)停在距離C點(diǎn)多遠(yuǎn)的地方；
(5)物塊與水平面磨擦形成的熱量.
【衍題2】如圖1所示，皮帶的速率是3m/s，兩圓心的距離s＝4.5m，現(xiàn)將m＝1kg的小物體輕置于左輪正上方的皮帶上，物體與皮帶間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)μ＝0.15，電動(dòng)機(jī)推動(dòng)皮帶將物體從左輪運(yùn)送到右輪正上方時(shí)，求：(g取10m/s2)
(1)小物體獲得的動(dòng)能Ek；
(2)這一過程磨擦形成的熱量Q；
(3)這一過程電動(dòng)機(jī)消耗的電能E.
【點(diǎn)評(píng)】在功能關(guān)系中有一條重要的規(guī)律，因?yàn)槟ゲ列纬傻臒崃浚扔趦蓚€(gè)物體間的磨擦力除以相對(duì)路程。
【衍題3】一彈珠彈射玩具模型如圖2所示，水平粗糙管AB內(nèi)裝有一輕彈簧，上端固定.豎直放置光滑管線BCD，其中CD為直徑R＝0.1m的四分之一圓周，C點(diǎn)與地面間的高度H＝0.1m，用質(zhì)量m1＝0.2kg的彈珠(可看成質(zhì)點(diǎn))將彈簧平緩壓縮到某一確定位置M能量守恒定律與能源，彈珠與彈簧不固連.由靜止釋放后彈珠恰能停在D點(diǎn).用同種材料、質(zhì)量m2＝0.1kg的彈珠仍將彈簧平緩壓縮到M點(diǎn)再由靜止釋放，彈珠由D點(diǎn)飛出后落在與D點(diǎn)正下方D′點(diǎn)相距x＝0.8m處.g取10m/s2.求：
(1)彈珠m2從D點(diǎn)飛出時(shí)的速率大小；
(2)彈簧被平緩壓縮到M點(diǎn)時(shí)存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能；
(3)保持彈珠m2仍將彈簧平緩壓縮到M點(diǎn)，改變H的高度，從D點(diǎn)飛出后落在與D點(diǎn)正下方D′點(diǎn)距離x是不同的，求x的最大值.
拓展延展·縱橫推演
幾種常見的功能關(guān)系
小試身手·根題精練
答案：C