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

2、里面越深，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

3、动能，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。探决定重力势能大小的

4、一个重要因素是物体的质量，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

5、河坝拦住的河水具有；(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

7、能。如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

8、时，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？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

9、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，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

10、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 0；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“重力势能的大小动,是因为 能量转化与哪些因素有关”，其过程如图17所示（1）小明通过观察什么来判断重力势（2）分析比较甲、乙两图中的实验现象, 什么？（3）图乙和图丙探究的问题是什

11、么？9. （2011烟台）立定跳远是中学生体育测试是立定跳远时的分解图.运动员起跳后仍能继续向前运;运动员在空中运动过程中， 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

12、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说法正确增大机械能渐变小力势能先变大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）,）A. “套圈”由a到b过程中，动能逐渐B“套圈”在b点的机械能大于a点的C. “套圈”由b到c过程中，机械能逐D. “套圈”由a到b再到c过程中，重后变小13. （2011桂林）图5是小明在体育考试中测试“引体向上” 关于“引体向上”，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

13、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.

14、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）眺伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地面时速度为零, 运动员从开伞到降至地面的过程中动能，重力势能。（选填“增大”、“减小”或“不变”）（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，海水的能转化为丄 能.17（2011连云港）滑雪运动员脚踩滑雪板从高处滑下，在此过程中，运动员的动能，重力势能（选填“增大” “增大”或“不变”。18（2011年襄樊市）我市汉江崔家营航电枢纽工程项目是以航运为主、兼有发电、灌溉、 供水、旅游等综合效益的项目。该枢纽拦水坝长1242m,发电机组5台，装机容量8.8万千 瓦，正常蓄水位62. 7m。则正常蓄水时坝底受到水的压强是Pa。拦水坝使上游水位升高，这样可以提高水的能。（g取lON/kg）