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1、初三物理专题复习 机械能马俊慧考点热点指津 一、动能和势能 本节有四个重要的基本概念：能量；动能；势能；机械能。概念的理解和决定动能、势能大小的因素是考点，联系实际事例考查决定动能、势能大小的因素是考试的热点。 一个物体能够做功，我们就说它具有能量。判断一个物体是否具有能量要看它是否“能够做功”。“能够做功”表示物体具有做功的本领，决不能认为一个物体非得正在做功或已经做了功才说它具有能量，比如高山上静止不动的石头，虽然没有做功，但具有做功的本领，所以具有能量。 物体由于运动而具有的能量叫动能，物体具有的动能大小与物体的速度和质量有关，运动的速度越大，质量越大，则物体的动能就越大。速度大的物体动
2、能不一定大。例如：高速行驶的摩托车具有的动能不一定比满载的火车刚起动时的动能大，因为满载火车的质量远大于摩托车的质量；质量大的物体动能也不一定大。例如：在跑道上运动的保龄球，并不一定比刚出膛的子弹动能大，因为子弹的速度比保龄球大得多。 被举高的物体也能做功，这种能量叫重力势能。重力势能的大小由物体的质量和被举的高度共同决定，物体的质量越大，被举得越高，则重力势能越大。重力势能相对而言的，天花板上的吊灯，相对天花板不具有重力势能，而相对地面则有一定高度，因此具有重力势能。 发生弹性形变的物体是在撤去外力后仍能恢复原状的物体，弹性势能是发生弹性形变的物体具有的能。如拉伸或压缩后的弹簧、拧紧的发条等
3、都具有弹性势能。弹性势能的大小与弹性形变的大小、材料和形状有关。 重力势能和弹性势能合称为势能。动能和势能统称为机械能。二、动能和势能的转化 物体的动能和势能之间可以相互转化，分析它们之间的相互转化情况是考试的热点。 动能和势能的相互转化过程中，若仅有重力或弹力做功，不考虑空气阻力等因素，则机械能的总量保持不变，否则机械能的总量会减少。其转化规律是：若只有物体的重力做功，则重力势能转化为动能，且动能增加，重力势能减少；若物体只克服重力做功，则物体的动能转化为重力势能，且动能减少，重力势能增加，但在转化过程中，机械能总量保持不变。例如，滚摆在下降过程中，重力做功，滚摆的高度变小，重力势能减小，同
4、时速度越来越大，动能增大，此过程滚摆的重力势能转化为动能；相反，滚摆在上升过程中，克服重力做功，滚摆的高度增加，重力势能增大，而速度越来越小，动能减小，此过程中滚摆的动能转化为重力势能。若物体的弹力做功，则弹性势能转化为动能，即弹性势能减少，动能增加；若克服弹力做功，则动能转化为弹性势能，即物体的动能减少，其它物体的弹性势能增加。例如，运动的小球将弹簧片压弯的过程中，小球的速度逐渐减少为零，动能也逐渐减少为零，而弹簧片由于发生形变，其弹性势能越来越大，在此过程中，小球的动能转化为弹簧片的弹性势能；当压弯的弹簧片恢复原状将小球弹回的过程中，小球的速度变大，动能变大，此时弹簧片形变量减小，弹性势能
5、减小，此过程中，弹簧片的弹性势能转化为小球的动能。 因此，在解答动能和势能的相互转化的问题上，应首先根据题目分析物理现象中所包含的物理过程，再根据相关物理过程来判定物体动能和势能的相互转化就很容易了。典型例题透视 例1. 关于能的概念，下列说法中正确的是（ ） A. 如果物体正在做功，说明这个物体具有能量； B. 教室里的日光灯吊在金属链下不动，它没有做功，所以它不具有能量； C. 物体已做的功越多，说明物体具有的能量越多； D. 一个物体能够做功，说明这个物体具有能量。 答案：D。 透视：一个物体是否具有能，不是看它是否正在做功，所以A不对；吊在金属链下的日光灯不做功，并不是日光灯没有做功的
6、本领，只要满足一定的条件（如金属链断裂），它就能够对外做功，也就说明了它具有能量，所以B也不对；物体做的功越多，说明物体释放出的能量越多，但不能说成具有的能量多，C也不对；所以只有D正确。本题考的就是对“能量”概念的理解。 例2. 质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行，它们的动能分别为E鸽、E燕，则（ ） A. B. C. D. 无法比较 答案：A 透视：动能的大小由物体的质量和速度决定。本题以大家很熟悉的鸽子、燕子为例来比较动能的大小，因为鸽子和燕子飞行的速度相同，所以质量大的动能也大，鸽子的质量较大，则鸽子的动能大，因此选A。 例3. 从雪山上匀速下滚的雪球越滚越大，则下列
7、说法正确的是（ ） A. 雪球的动能一定增大 B. 雪球的势能一定减小 C. 雪球的机械能一定不变 D. 雪球的动能一定不变 答案：A 透视：此题仍是考查影响动能大小的两个因素。题已明确告诉大家雪球“匀速下滚”，即速度不变，“越滚越大”即质量越来越大，所以雪球的动能一定增大，A正确；雪球下落时质量变大，高度减小，则重力势能无法确定，所以B不对；机械能是动能和势能的和，因此机械能的大小也不能确定，所以C也不对；A正确，当然D就错了。 例4. 在水平街道上匀速行驶的洒水车，一边行驶一边洒水。下列关于其机械能变化的说法中正确的是（ ） A. 动能不变，机械能减少 B. 动能减小，机械能减小 C. 动
8、能不变，机械能增大 D. 动能减小，机械能增大 答案：B 透视：洒水车匀速行驶，则洒水车的速度不变，在洒水过程中，其质量减少，所以洒水车的动能减少，在水平街道上，洒水车重力势能为零，因而机械能减少，故选B。 例5. 如图1所示，小球从a处抛出时具有的机械能为100J，其中动能为60J。小球经过b、c后落到地面上d处，b点是最高点，a、c点在同一水平面上，则（ ）图1 A. 小球在b点的动能是60J B. 小球在c点的重力势能是60J C. 小球在d处将触地时动能为60J D. 小球在a、b、c、d点的机械能相同 答案：D 透视：当小球在a点时机械能为100J，动能是60J，所以重力势能是40J
9、，而c点和a点在同一水平面内，即在同一高度，因此小球在c点的重力势能也为40J，故B错；因为在小球运动过程中不考虑空气阻力，所以机械能总量保持不变，因此a、b、c、d点机械能均为100J，故D正确；b点是小球运动的最高点，即重力势能最大，动能最小，小于a点的动能60J，故A错；当小球在d处即将落地时，重力势能为零，此时动能最大，等于机械能100J，则C也错。 例6. 下列有关机械能的实例中，属于机械能增大的是（ ） A. 火箭腾空而起 B. 小朋友从滑梯上慢慢滑下 C. 汽车在水平路上匀速行驶 D. 人造卫星绕地球转动 答案：A 透视：本题用具体实例来考查机械能的变化情况。火箭腾空而起时，质量
10、不变，速度变大，高度升高，所以火箭的动能和重力势能都增大，则机械能增大，因此A正确；小朋友从滑梯上慢慢滑下，要克服摩擦力做功，所以机械能减小，故B不能选；汽车在水平路上匀速行驶，速度不变，动能则不变，高度为零，重力势能则为零，所以机械能不变，也不符合要求，不能选；人造卫星绕地球转动时，只受重力作用，所以机械能守恒，D也不符合要求。 例7. “神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”，当飞船减速着陆时，航天英雄杨利伟的（ ） A. 动能增加，重力势能减少 B. 动能不变，重力势能减少 C. 动能减少，重力热能不变 D. 动能减少，重力势能减少 答案：D 透析：本题结合“神舟五号
11、”成功返航这一社会焦点问题，充分体现了命题的时代性。“飞船减速着落”即飞船的速度减少，高度降低，在此过程中杨利伟质量保持不变，所以杨利伟的动能减少，重力势能也减少，故选D。 例8. 跳伞运动员，从飞机上跳下还没有撑开伞时，他的_能减少，_能增大；当他打开伞匀速下落时，其重力势能_，动能_，机械能_。（选填“变大”、“变小”或“不变”） 答案：重力势，动，减小，不变，减小。 透视：当跳伞运动员从飞机上跳下还没有撑开伞时，他受到重力大于空气阻力，跳伞运动员加速下落，所以重力势能减小，动能增大；撑开伞后，阻力增大，但阻力和重力势能平衡时，跳伞运动员匀速下降，此时重力势能减小，动能不变，机械能减小。
12、例9. 一个小朋友从滑梯上匀速滑下的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 动能减小，重力势能减小，机械能减小 B. 动能减小，重力势能增大，机械能减小 C. 动能不变，重力势能减小，机械能减小 D. 动能减小，重力势能减小，机械能不变 答案：C 透视：本题以娱乐活动命题，很贴近学生的生活实际。在匀速下滑过程中，小朋友的质量不变，速度不变，而高度减小，因而小朋友的动能不变，重力势能减小，机械能也减小，故选C。 例10. 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行如图2所示。近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点。下列说法正确的是（ ） A. 在近地点时，卫星势能最大 B. 在远地点时，卫星动能
13、最大 C. 卫星从近地点向远地点运动的过程中，势能转化为动能 D. 卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能转化为动能 答案：D 透视：人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行，在近地点时，卫星的动能最大，势能最小；在远地点时，卫星的动能最小，势能最大。卫星从近地点向远地点运动时，势能增加，动能减小，动能转化为势能，反之，从远近点向近地点运动时，势能减少，动能增加，势能转化为动能。在转化过程中，机械能的总量保持不变。所以正确答案为D。 例11. 随着我国经济的发展，城市的建筑越建越高。但如果不注意建筑物上的物体（例如放在阳台上的花盆）就会有“高空坠物砸伤人”的危险。在物体落下的过程中，它的_能转化成_能
14、，而且高度越高，落下来做的功越_（选填“大”或“小”），所以危险性也越大。 答案：重力势，动，大。 透视：本题既联系实际又具有很大的教育意义。建筑物上的物体具有一定的高度，所以具有重力势能，当物体下落时，高度越来越低，物体的重力势能也越来越小，同时物体的速度越来越大，则动能越来越大，此过程重力势能转化动能，而且高度越高具有的重力势能越大，落下来转化的动能越大，所做的功则越大。 例12. 运动员在撑杆跳高时，经历助跑起跳越杆落下等过程。运动员在起跳时（ ） A. 动能和重力势能都减少 B. 重力势能转化为杆的弹性势能 C. 动能转化为杆的弹性势能 D. 动能和重力势能都增加 答案：C 透视：本题以撑杆跳高为例来分析动能和势能间的相互转化。助跑时运动员将其内能转化为动能，在起跳时，运动员将动能先转化为杆的弹性势能，然后杆的弹性势能转化为运动员的重力势能。 判断机械能的变化情况是现在中考的一个热点，要解决这类问题，除掌握好必要的基础知识外，还应掌握解题的方法和技巧。当物体质量不变时，可用下列方法快速解题。 （1）题目中如有“匀速”、“平衡力”等词语，则物体的动能就一定不变，机械能的变化只决定于重力势能的变化情况； （2）题目中如有“不计阻力”、“光滑”、“自由”等词语，则该物体的机械能就不会变化。 例13
