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1、初三物理机械能知识精讲一. 本周教学内容：机械能二、重点、难点：1、知道什么是动能、什么是重力势能、什么是弹性势能2、知道动能、重力势能和弹性势能之间可以相互转化，能举例说明这种转化。三. 知识点分析：（一）动能和势能1、能：物理学中一个物体能够做功，就说这个物体具有能。单位：焦耳 J说明：具有能的物体的特点是它具有做功的潜在本领，但不一定在做功。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。2、动能：物体由于运动而具有的能，叫动能。说明：飞行的子弹、开动着的汽车这些具有能的物体的共同点是都在运动。它们具有动能。影响因素：物体的运动速度和质量演示实验：研究动能的大小和什么有关。让同一小车从斜
2、面的不同高度处滑下，位置越高小车把木块推的越远。让质量不同的小车从同一高度滑下，质量大的小车把木块推的远。结论：速度越大，质量越大，动能越大。（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。影响因素：物体的质量和高度说明：同一个重锤，举的越高，它做的功越多，同样的高度，重锤的质量越大，做的功越多。结论：物体的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能越大。（2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。说明：拉开的弓箭，压缩的弹簧都具有弹性势能，是因为它们发生了弹性形变。影响因素：物体的弹性形变大小结论：物体的弹性形变越大，弹性势能越大。4、机械能：动能和势能统称为机械能。单位
3、：焦耳 J 说明：一个物体可以既有动能，又有势能。例如：一个鸟在空中飞行重点难点解析：怎样理解能量的概念？能量表示物体做功的本领，物体具有的能量越多，物体能够做的功越多。特别注意“能够”，它指的是物体具有了做功的本领，但物体不一定“正在”做功。具有能量的物体能够做功，但是否做功还要看当时的条件。例1. 下面的物体中，只具有动能的是_；只有势能的是_；既具有动能、又具有势能的是（ ）A. 停在地面上的汽车。B. 在空中飞行的飞机。C. 被起重机吊在空中静止的货物。D. 弹簧。E. 在水平铁轨上正行驶的火车。解题指导：停在地面上的汽车没有运动，它不具有动能；因在地面上，它也没有势能。正在空中飞行的
4、飞机，它在运动着，具有动能；它离地面有一定的高度，又具有重力势能。在空中静止的货物，它没有动能，只有重力势能。弹簧在没有发生弹性形变时，它不具有弹性势能。水平铁轨上行驶的火车，只有动能没有势能。解答：只有势能的是C；只有动能的是E；既有动能又有势能的是B。说明：在确定物体具有何种能量时，应按照动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否在运动，是否被举高，是否发生了弹性形变，符合哪一种能量的定义，就确定物体具有哪一种能量。例2. 体积相同的实心铜球和木球放在水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则（ ）A. 铜球的动能小于木球的动能。B. 铜球的势能小于木球的势能。C. 铜球的机械
5、能一定小于木球的机械能。D. 铜球的机械能一定等于木球的机械能。解题指导：铜球静止，没有动能，木球运动着，具有动能。铜球和木球都在水平桌面上，离地面的高度相同，但铜球的质量大于木球的质量，因此铜球的重力势能大于木球的重力势能。机械能等于物体的势能与动能之和。铜球的动能为零，但势能大；木球的动能大，但势能小。由于不知它们的具体大小，所以无法比较铜球和木球的机械能的大小。解答：A。说明：抓住决定动能、势能大小的因素进行分析，即可比较出物体具有动能、势能的多少。例3. 判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？（1）货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小；（2）电梯上升得越来越快
6、；（3）汽车在平直公路上匀速前进；（4）弯曲的钢锯条在逐渐变直。解题指导：（1）货物在上升过程中，离地面的高度增加，运动速度减小。（2）电梯在上升过程中，离地面的高度及运动速度都增加。（3）汽车在平直公路上匀速行驶时，其离地面的高度和运动速度都没有发生变化。（4）弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中，弹性形变逐渐变小。解答：（1）货物的重力势能增加，动能减少。（2）电梯的重力势能增加，动能增加。（3）汽车的重力势能、动能都不变。（4）钢锯条的弹性势能减小。说明：在说明动能的大小和变化时，应抓住质量和速度进行分析；说明势能的大小和变化时，应抓住质量和离地面的高度或抓住弹性形变的情况进行分析。例4. 下
7、列物体各具有什么形式的机械能？（1）高速升空的火箭；（2）被拉长的弹弓橡皮条；（3）被水电站拦河坝拦住的上游水；（4）竖直到达最高点的上抛小球。解题指导：对照动能、重力势能、弹性势能的定义，即能判断出上述物体各具有什么形式的能。解答：（1）高速升空的火箭，速度不为零，且高度在增加，因此具有动能和势能。（2）被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变，具有弹性势能。（3）被拦河坝拦住的上游水是流动的，具有功能；同时水位又被拦河坝提得较高，因此又具有重力势能。（4）小球被竖直抛到最高点时，不再运动，速度为零，因此只具有重力势能。例5. 体育课上所用的铅球和垒球，外形的大小很相似，当它们以同样的快慢在水泥球场上
8、滚动时，哪一种球的动能更大些，其原因是什么？解题指导：决定物体动能大小的因素是物体的质量和运动速度。比较铅球和垒球的质量大小，就能比较出当它们以同样大小的速度滚动时动能的大小关系。解答：铅球的动能更大些。因为铅球和垒球的体积相似，而铅的密度较大，则铅球的质量大于垒球的质量；由于它们的运动速度大小相同，所以铅球的动能大些。例6. “挂在屋檐上的瓦，因为静止，没有做功，所以没有能”。这种说法对吗？解题指导：挂在屋檐上的瓦，处于一定的高度，可视为“被举高”了，因而具有重力势能。解答：题中说法不对。因为一个物体具有能，只说明它能做功，但它不一定做功。所以瓦处于静止，没有做功，不能表明它不能做功，因而也
9、就不能断言它没有能。说明：“做功”与“能做功”是两个不同的概念，要注意加以区分。（二）动能和势能的转化1、动能和重力势能的相互转化 演示实验1：滚摆说明：滚摆在上升过程中，速度减小，高度增加。即物体动能减小，重力势能增大。在最高点处，物体速度减小到零，高度最大。即动能全部转化为重力势能。下降过程重力势能转化为动能。演示实验2：单摆AB：重力势能转化为动能BC：动能转化为重力势能例：人造卫星绕地球运行卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化2、动能和弹性势能的相互转化说明：从小球开始接触弹簧片到弹簧片的弹性形变达到最大，在这个过程中小球的动能转化成弹簧片的弹性势能。从弹簧片的弹性形变最大到小
10、球离开弹簧片，在这个过程中弹簧片的弹性势能转化成小球的动能。例1. 一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是 （ ）A. 势能动能势能。B. 动能势能势能。C. 动能势能动能势能动能。D. 势能动能势能动能势能。解题指导：乒乓球在高处，由于被举高具有重力势能。在下落过程中，高度降低，速度增大，在撞击地面前，球的全部重力势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间，由于球发生形变，球的动能转化为球的弹性势能。球在恢复形变的过程中，弹性势能又转化成动能，使球产生一个反方向的速度（如不考虑能的损失，则此速度与球撞击地板前的速度大小相同），向上跳起。在上升的过程中，动能又
11、逐渐转化成势能，直至动能为零。从下落到反跳的全过程中，经历的能量变化过程是：重力势能动能弹性势能动能重力势能。解答：D。说明：在解答同一物体的重力势能和动能之间的转化问题时，由于同一物体质量一定，所以重力势能和动能的变化，主要表现在离地面的高度与速度的大小变化。例2. 物体沿斜面匀速滑下时，它的（ ）A. 动能增加，重力势能减少，机械能不变B. 动能不变，重力势能不变，机械能不变C. 动能不变，重力势能减少，机械能减少D. 动能增加，重力势能减少，机械能减少解题指导：注意物体是“匀速滑下”，说明物体运动的速度不变，所以动能不变。但随高度的降低，重力势能减少。因为机械能是动能与势能的统称，所以机
12、械能由于动能不变而势能减少，因而也减少了。解答：C。说明：对于一个物体（质量一定），它的动能是否变化就看它的速度是否变；它的重力势能是否变化就看它的高度是否变。例3. 用一根不可伸长的细线，一端拴住一小球，另一端固定，如图所示，使小球偏离它静止时的位置O移至B点，然后释放，小球就沿弧摆动，小球从BOCOB的过程中机械能发生怎样的转化？解题指导：把小球从O点移到B点，是小球被举高的过程，因此小球在B点具有重力势能，但在B点速度为零，不具有动能。小球从BO运动时，高度逐渐减小，说明小球的重力势能逐渐减少；而小球的运动速度逐渐增大，说明小球的动能逐渐增大。在这个过程中，小球的重力势能转化成它的动能。
13、小球从OC运动时，高度逐渐增加，说明小球的重力势能逐渐增加；而小球的运动速度逐渐减小至零，说明小球的动能逐渐减少至零。在这个过程中，小球的动能又转化成它的重力势能了。解答：B-O重力势能减小，动能增加；OC重力势能增加，动能减小；CO同BO；OB同OC。例4. 竖直向上抛起的石块，上升过程中，它的速度越来越小（空气的作用不计），这是为什么？解题指导：可以从力的角度和能的角度去考虑。解答：从力的角度分析，在石块向上的过程中，石块受到的重力跟它的运动方向相反，因此使石块的速度越来越小。从能的角度分析，在石块上升的过程中，它的势能增加，而势能是石块的动能转化来的，因此石块的动能减小，它的速度就会减小
14、。（答题时间：30分钟）一、填空题。1. 自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐_，自行车的重力势能逐渐_。 （填“增大”、“减小”或“不变”）2. 在如图所示的实验中，在细线下挂一小球，用手将小球拉到B点释放. 如果我们用铅笔在D点挡住绳子，发现小球仍然能升到与B点在同一高度的A点，这是由于小球在从B到C点的过程中，_能在增大，_能在减小，而从C点到A点时，_能在增大，_能在减小，而机械能的总量_. 3. 一辆车加速前进，它的动能_. 4. 火车进站时做减速运动，它的动能_，停止后，它的动能_. 5. 一辆洒水车在马路上匀速前进并正洒水，它的动能_. 6. 跳伞运动员，跳离飞机机舱后还没有张开降落伞，重力势能_，动能_；打开降落伞匀速下降时，重力势能_，动能_. 二、选择题1. 如图所示，物体B、C的重力分别为、，物体A恰好在粗糙的水平桌面上做匀速直线运动，运动速度为v，则下列说法正确的是（ ）. A. 物体A受到的力的合力一定为零 B. 两侧挂的钩码B、C的重力、大小相等 C. 运动过程中，A、B、C三个物体各自所具有的动能不变D. 运动过程中，钩码B、C重力势能的变化量相等2. 变形的球网将球弹出去的过程中（ ）. A. 动能转化为重力势能 B. 弹性势能转化为动能C
