动能定理、功能关系、机械能守恒定律和能量守恒定律应用异同点
状元不可及，欣赏欣赏还是可以的！
跟昨天一样，还是一道切割磁场题
题目中有个错别字，“一般”应改为一半这道题和上一篇文章那道题最大的区别在于多了个弹簧，其次就是物体没有在斜面上，其他几乎一样，包括问的问题都很类似，所以这属于一类题目，咱们细心总结下规律，再遇到类似题的时候，大家就有的放矢，十拿九稳了。
有图的题相对好理解一些，像这种有弹簧有磁场被切割的题百分百要考能量转化，也就是大家不得不用动能定理、功能关系和机械能以及能量守恒定律来解决，这是唯一的办法，所以一定要把必修二里后半部分能量相关的定律玩的透透的才行。
前面几篇文章已经介绍过一些同类题型，这个滑杆或者线框的最大速度之类的问题已经都形成固定思维套路了，在磁场里切割产生电流受安培力，做加速度减小的加速运动，当加速度为0时，保持匀速，此时速度就是最大速度了，这时受力平衡，列力平衡方程就可以了，mg=(BL)^2V/R。第一问还要求刚开始释放时线框下边缘与磁场上边界的距离，对于求距离这个问题，大家敞开了想，咱们都用过什么方法求距离，比如用匀变速公式（前提是通过受力分析得出做匀加速），还可以用动能定理或者功能关系原理和能量守恒定律。只要是进入或者出磁场过程中，除了题目额外告诉是匀速运动，那么最大可能是不会做匀速运动的，既然不是匀速，就求不出运动距离，那么咱们运用动能定理，在求合外力做功的时候就求不出每个力做功的大小。
先设第一问所求的距离为h，线框从开始释放到速度最大（匀速），线框共下降了(h+L/2)，同时B也上升了(h+L/2)。假如咱们用动能定理解决这个问题，那么第一步就是确定研究对象是谁，选谁呢？如果你看过上一篇文章，那么你就知道现在该选谁为研究对象，这里选B和C为整体作为研究对象，接下来需要知道研究对象整个过程初末速度，以及他们所受合外力做的功，初末速度都已经知道（上面第一问可求出），就差合外力做功，那就需要看看外力做功（除了绳子力之外的力）都有谁吧，对B来说，有弹力（弹簧初末伸缩量都是mg/k，所以弹力做功为0）和重力（负功-mg（h+L/2））做功；对C来说，有重力（正功）3mg（h+L/2）和安培力做功（安培力做功等于电路中产生焦耳热Q），现在都找齐了，直接列式就行，3mg（h+L/2）-mg（h+L/2）-Q=1/2(m+3m)V^2-0（V上面已求出），仔细观察这个式子发现有两个未知数，光靠这一个肯定解不出来，并且这里面还包括第二问将要求的焦耳热，对于大题来讲，不可能先把后面一问计算出来倒推出第一问解，所以想求距离h用动能定理不可行，但是这并不代表动能定理没用，因为只要求出h，用上式直接就解出第二问的焦耳热了，现成的公式，即便解不出答案，就这么摆在那，公式分数总该给你吧。
求h的话，还得另寻它法，别忘了还有个弹簧没研究呢，其实对弹簧研究就是看有没有给出劲度系数，给了，那就可以量化求解具体距离，不给出那就只能定性判断比较大小，如果又不给出劲度系数k且又要求计算某能量（比如动能，势能，焦耳热等）大小，那么这个弹簧的初末弹性势能绝对不会变，也就是弹簧对外不做功，没有任何影响，当然我说的这是必然结果，考试的时候还得说明弹簧为啥不做功，说明方式就是通过物体受力分析计算说明弹簧伸缩量是前后没变。（比如这个题目弹簧刚开始压缩一定长度，后来又伸长相同长度，对于弹性势能，不管是伸长还是压缩，它都是弹性势能，是不区分方向的，所以只要弹簧初末状态伸缩量没有变化，等同于弹簧对外界没做功）。说到这里，再求h就容易多了，既然题目给出了劲度系数，咱们就可以利用这个系数计算弹簧伸缩量总变化量，也就等同于B和C一起走过的位移（2mg/k）。h求出以后代入动能定理式子，就求出焦耳热。得解。
题目虽然解了，咱们为了今后做题更熟练理解更透彻，还需要对比一下能量守恒和功能关系或者机械能守恒应用的异同点。
这四个定理或者定律里，使用条件最严格的排名第一要属机械能守恒定律，原因有以下几条：
1.仅限于机械能内部使用，机械能包括动能和势能，势能包括弹性势能和重力势能。
2.守恒条件比较窄，要求只有重力或弹力做功，这里的“或”字意义就是重力和弹力做功可以存在其一也可以两者都存在。说白了就是只允许动能和势能之间以及势能之间相互转化，其他的力不能做功。
排名第二是动能定理，动能定理使用条件几乎不受限制，只有唯一的一条比较不明显的限制需要注意，那就是在选用研究对象时只能选择一个，或者能够看成整体的多个物体作为研究对象，这里的难点就在于选择多个物体作为整体研究对象时，要确定这选择的多个物体的确是适合作为整体的条件，那么条件是什么呢？就是这多个物体运动的加速度相同，比如上面这道题，咱们选择B和C作为研究对象，因为它们两个物体同一轻绳连接，运动加速度和速度肯定是一样的，所以他们能够作为整体研究，如果咱们选择ABC三个物体作为整体研究，那么列式的时候就会发现，等号右边的动能变化量无法整体列出来，这里A初末都静止，比较特殊，即使是它动了，那也不可以把三个物体看成整体，因为AB之间用弹簧连接，两者加速度不一样，速度更不一样，所以不能把A牵扯进来作为整体研究。
排名第三的是功能关系原理，这个名称逼格很接近能量守恒了，只不过由于它起名字格局略低，所以只能屈居能量守恒之下，这个原理应用条件没有任何限制，列起式子来特别像动能定理，研究对象不受限制，想研究谁都行，但是问题是想研究题目也得给你条件让你研究，否则任凭你逼格再高也无济于事，它主要侧重于做功与能量之间的转化来列式，做功是一个过程量，而能都是一个状态量，功能单位都一样是焦，但是计算方法确实大相径庭，功能关系原理的应用就是根据题目给的条件先确定研究对象初始时具备的能（动能和势能）或受到的即将对它做功的力，研究整个过程中，做功的数量最终转化为其他什么能。
排名最后必须是能量守恒定律，这个定律适用于整个宇宙，使用一点不受限制，谁不遵循它，谁就有问题，相当于祖国的宪法，逼格最高，其他的三个定理都可以看做是能量守恒定律的一种变形，只不过为了解题方便，有各自专门的名称和用法而已。
上面说的是四个定律的不同处，那他们相同点是什么呢？哈哈，这个问题就是仁者见仁智者见智了，我觉得，他们四个最主要的共同点就是都属于考纲，都是必考的定律，你一定要学会它，他们的单位都是焦。…………………
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