机械能及其转化

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1、动能和势能及能量的转化1. 能量（1） 定义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。（2） 实质：物体做功的过程就是能的转过过程，物体做功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多。 功是一个过程量，一个物体能够做功我们就说它具有能量。能量是描述一个物体做功本领 的物理量，是一个状态量。 理解能够做功：能够做功说的是它不一定正在做功，可能是没做功，但是她是可以做功的，比如举高的重锤在空中静止时，她虽然没有做功，但是当他落下时，可以将木桩打进地面，所以举高的重锤有做功的本领，她具有能量。 一个物体能够做的功越多，它具有的能量越大。例如，同一个重锤被举的越高，落下时把木桩砸进地里面

2、越深，这说明据的越高的物体做得功越多，所以说它具有的能量就越大，因此我们可以用作功的多少来衡量物体具有的能量的大小。 能量的单位：能量的单位与功的相同，在国际制单位中，功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）2. 动能（1） 定义：物体由于运动而能够做功，她具有的能量称为动能。（2） 一切运动的物体都具有动能（3） 影响动能大小的因素：物体的质量和速度. 其中物体的动能和物体的质量成正比，和速度的平方成正比，可以看出速度对动能的影响是比较大的。在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须要注意两个因素的“同时性”。例如：一颗子弹的速度远大于火车的速度，但是并不能说子弹的动能就一定大于火车的动能

3、，因为子弹的质量比火车的小得多；也不能说因为火车的质量比子弹大的多就说火车的动能比子弹大。因此要两个因素同时考虑。（4） 在分析物体的动能大小时，要同时考虑到质量和速度是否在发生变化，不能只考虑其中的一个；例如在公路上匀速行驶的洒水车，尽管她的速度没发生改变，但是其质量在不断的变小，所以动能也变小。3. 重力势能和弹性势能统称为势能。 （1） 重力势能：由于被举高而具有的能量。例如倍举高的重锤，在空中飞行的子弹，大山中一块伸出的怪石、课桌上放的书本都具有重力势能。物体的重力势能的大小取决于物体的质量和被举的高度，物体的质量越大，在的位置越高，它具有的重力势能越大。 决定重力势能大小的一个重要因

4、素是物体的质量，在相同高度时，物体的质量越大，重力势能就越大。 决定重力势能大小的另外一个重要因素是“高度”，当物体的质量相同是，物体被举的越高，其重力势能就越大。 在分析重力势能大小的时候，要同时考虑到物体的质量和被举的高度两个因素。在没有特别指明高度一般选地面。在初中阶段一般把地面上的物体的重力势能当作零。（3） 弹性势能： 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。判断物体是否具有弹性势能，关键是看物体是否发生了弹性形变。 弹性势能的大小和弹性形变的大小、材料有关。同一物体的弹性形变越大。下列物体具有哪种能：(1)推出去的铅球，落地具有_；(2)正在上坡的自行车，具有_；(3)被拦河坝

5、拦住的河水具有_； (4)在跳台上准备跳水的运动员，具有_；(5)钟表里卷紧的发条具有_； (6)从枪膛里射出的子弹具有_。4.运用控制变量法探究影响动能大小因素。 （1）实验装置如图，小球的动能大小由木箱被推动的距离的远近来表示。（2）探究过程： 第一步：让大小两个铁球分别从同一高度自由滚下，推动桌面上的木箱，分别几下木箱倍推动的距离。第二步：取两个相同的铁球分别从不同的高度自由滚下，分别记录木箱倍推动的距离。（4） 实验现象和数据分析：实验我们是通过观察木块移动的距离来推断动能的大小的，控制铁球在斜面上的高度是为了光控制铁球达到斜面底端的速度。通过实验一我们可以得出结论：运动速度相同的物体

6、，质量越大，动能越大。通过实验二可以看出：当物体的质量相同时，物体运动的速度越大，其动能也越大。 综合上面得出结论：动能的大小和物体的质量有关，质量相同的物体运动的速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大。5.用控制变量法探究影响重力势能大小的因素。（1）实验如图所示。用物体下落在沙槽里面砸下的深度看重力势能的大小。图一图二表示相同质量的物体，不同的高度，重力势能的大小。结论物体质量相同时，高度越高重力势能越大。图2.3表示不同质量的物体，高度一样比较重力势能的大小。结论高度一样的物体，质量越大重力势能越大。6、机械能及其转化1、机械能：动能与势能统称为机械能。如

7、果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。2、动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能;质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能;3、动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能;如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。1.? 探究滚摆实验实验时要注意观察：滚摆在下降过程中速度如何变化；上升阶段速度如何变化注意分析的问题：到最高点时，高度? ? 、速度? ? ；说明了? ；到最低点时，

8、高度? ? 、速度? ? ；说明了? ?；在下降过程中，高度? ? 、速度? ? ，说明了? ；在上升过程中，高度? ? 、速度? ? ，说明了? 。实验结论：? ? 。2.探究单摆实验：实验时要注意观察：单摆在左摆过程中速度如何变化；右摆速度如何变化；左右摆幅怎样。分析：小球摆到最高点时，高度? ，速度? ，说明? ?；小球摆到最低点时，高度? ，速度? ，说明? ；实验结论：? 。3.探究上紧发条的玩具：思考：上紧的发条具有什么能？松手后玩具运动具有什么能？结论：? ? 。4.人造地球卫星在绕地球转动的过程中，分析能量的转化思考：当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能、动能、速度如何变化？

9、当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能、动能、速度如何变化？卫星在近地点的动能最? ? ，势能最? ? ；卫星在远地点的动能最? ? ，势能最? ? ；l一个物体_，我们就说这个物体具有能2物体由于_而具有的能叫动能，物体动能的大小_和_有关。3物体由于_而具有的能叫重力势能，物体的重力势能的大小与_和有关。物体发生_具有的能叫弹性势能，物体弹性势能的大小与_有关。4、（2011天津）滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（ ）A、重力势能增加，动能增加 B、重力势能减少，动能减少C、重力势能增加，动能减少 D、重力势能减少，动能增加5、（2011莆田）质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行

10、，如果它们的动能相等，那么（ ）A、燕子比鸽子飞得快 B、鸽子比燕子飞得C、燕子与鸽子飞得一样 D、两者速度大小无法比较6（2011自贡）、四川省第十一届运动会已于2010年8月9日至19日在自贡市隆重举行。来自全省21个市、州的参赛运动员共同角逐跳高项目的金牌。跳高运动员从地面向上跳起至越竿的过程中，运动员的_能转化为_能。7.（2011哈尔滨）(2分)如图所示，弹簧将小球弹起，说明力的作用效果是；小球离开弹簧继续上升过程中的能量转化是_.(不计空气阻力)8.（2011烟台）小明利用装有细沙的盒子、小桌、砝码、木块等器材,探究“重力势能的大小与哪些因素有关”,其过程如图17所示(1)小明通过

11、观察什么来判断重力势能的大小?(2)分析比较甲、乙两图中的实验现象,得出的结论是什么?(3)图乙和图丙探究的问题是什么?9.（2011烟台）.立定跳远是中学生体育测试项目之一.图10是立定跳远时的分解图.运动员起跳后仍能继续向前运动,是因为_;运动员在空中运动过程中,能量转化过程为_10(2011北京)下列说法中正确的是 A做匀速直线运动的物体的机械能保持不变B密度越大、体积越大的物体的质量也越大 C鸡蛋掉到地板上摔破了，地板对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地板的作用力D悬浮在水中的物体受到水的压力，压力的合力与该物体受到的重力是平衡力11(2011北京)小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落

12、回地面。不计空气阻力，关于排球离开手后的运动过程，下列说法中正确的是 A排球在上升过程中，小阳对排球做功 B排球在下落过程中，排球的重力势能变小C排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下 D排球在下落过程中，排球所受的重力做功越来越快12（2011山西）如图5所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，列说法正确的是 ( ) A“套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大 B“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能 C“套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小D“套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小13（2011桂林）图5是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引

13、体向上”，下列说法中正确的是（ ）A身体悬挂不动时，势能为零B身体上升时，重力做功，势能减少C身体下降时，重力做功，势能增加D身体上升时，克服重力做功，势能增加14. （2011绵阳）2011年4月10月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆软道近地点约200千米，远地点约3599千米，如图是北斗八号一导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是A.势能增加、动能减小、速度减小 B.势能减小、动能增加、速度增加C.势能减小、动能增加、速度不变 D.势能不变、动能不变、速度不变15（2011泉州）骑自行车下坡不踩脚踏板也会越来越快在这个过程中（ ）A动能增加，势能减少 B动能增加，势能增加C动能不变，势能减少 D动能减少势能增加（2011宿迁）海底发生的地震会引发海啸，海啸在形成时只有几厘米或几米高，进入海岸线浅滩时，受海底阻力的作用，速度会减慢，但高度会增加，海水的 能转化为 能 16. （2011荆门）跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地