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1、第二课时动能和势能的相互转化体验体验 动能和势能的转化动能和势能的转化 活动活动1:1:让小球从让小球从A A点由静止滚下点由静止滚下, ,观察小球的运动情况。观察小球的运动情况。活动活动2:2:给玩具虫上紧发条。给玩具虫上紧发条。(1)(1)活活动1 1中中, ,小球在小球在A A点位置最高点位置最高, ,运运动到到B B点速度点速度, ,运运动到到C C点速度点速度为, ,到达最高高度。到达最高高度。(2)(2)活活动2 2中中, ,给玩具虫上玩具虫上紧发条条, ,它具有它具有能能, ,放手后放手后玩具虫运玩具虫运动起来起来, ,它具有它具有能。能。提示提示: :(1)(1)最大最大0 0
2、(2)(2)弹性势动弹性势动动能和势能是如何相互转化的动能和势能是如何相互转化的? ?探究探究 动能和能和势能的能的转化化结合合“体体验”, ,思考以下思考以下问题: :1.1.由由“体体验”猜想猜想, ,动能和能和势能可以相互能可以相互转化化吗? ?参考答案参考答案: :可以。可以。2.2.由滚摆、单摆、蹦蹦杆中能量大小的变化由滚摆、单摆、蹦蹦杆中能量大小的变化, ,思考以下问题思考以下问题: :(1)(1)滚摆在上升过程中滚摆在上升过程中, ,动能动能, ,重力势能重力势能, ,滚摆在下降过程中滚摆在下降过程中, ,动能动能, ,重力势能重力势能。说明了说明了能和能和能可以相互转化。能可以
3、相互转化。提示提示: :滚摆在最高点时速度为零滚摆在最高点时速度为零, ,动能为零动能为零, ,相对高度最大相对高度最大, ,重力重力势能最大势能最大; ;到达最低点时速度最大到达最低点时速度最大, ,动能最大动能最大, ,相对高度最小相对高度最小, ,重重力势能最小。从最高点到达最低点的过程中力势能最小。从最高点到达最低点的过程中, ,重力势能转化为重力势能转化为动能动能; ;从最低点到达最高点的过程中从最低点到达最高点的过程中, ,动能逐渐转化为重力势能。动能逐渐转化为重力势能。参考答案参考答案: :减小增大增大减小动重力势减小增大增大减小动重力势(2)(2)单摆中的小球由中的小球由A A
4、到到B B的的过程中程中动能能, ,重力重力势能能, ,由由B B到到C C中中, ,动能能, ,重力重力势能能, ,说明了明了能能和和能可以相互能可以相互转化。化。提示提示: :小球从小球从A A点运动到点运动到B B点点, ,重力势能减小重力势能减小, ,动能增大动能增大, ,到达到达B B点点时动能最大时动能最大, ,重力势能转化为动能。从重力势能转化为动能。从B B点上升到点上升到C C点的过程中点的过程中, ,动能逐渐减小动能逐渐减小, ,重力势能逐渐增加重力势能逐渐增加, ,动能转化为重力势能。说明动能转化为重力势能。说明了动能和重力势能可以相互转化。了动能和重力势能可以相互转化。
5、参考答案参考答案: :增大减小减小增大动重力势增大减小减小增大动重力势(3)(3)蹦蹦杆在下杆在下压过程中程中, ,动能能, ,弹性性势能能, ,蹦蹦杆在上杆在上弹过程中程中, ,动能能, ,弹性性势能能, ,说明明了了能和能和能可以相互能可以相互转化。化。提示提示: :蹦蹦杆在下压时蹦蹦杆在下压时, ,弹簧形变程度变大弹簧形变程度变大, ,弹性势能增大弹性势能增大, ,动能动能减小减小, ,动能转化为弹性势能。蹦蹦杆在跃起时动能转化为弹性势能。蹦蹦杆在跃起时, ,弹簧形变程度变弹簧形变程度变小小, ,弹性势能减小弹性势能减小, ,动能增大动能增大, ,弹性势能转化为动能。弹性势能转化为动能。
6、参考答案参考答案: :减小增大增大减小动弹性势减小增大增大减小动弹性势3.3.议一一议: :(1)(1)为什么什么摆球每次上升达到的高度都比前一次要低些球每次上升达到的高度都比前一次要低些? ?参考答案参考答案: :这是由于摆球受空气阻力的作用这是由于摆球受空气阻力的作用, ,摆球在运动过程中摆球在运动过程中克服阻力做功克服阻力做功, ,机械能转化成了其他形式的能。机械能转化成了其他形式的能。(2)(2)什么情况下机械能的什么情况下机械能的总量保持不量保持不变? ?提示提示: :在动能和势能的转化过程中在动能和势能的转化过程中, ,受到摩擦力和各种阻力作用受到摩擦力和各种阻力作用, ,会使机械
7、能转化成其他形式的能会使机械能转化成其他形式的能, ,使机械能减小使机械能减小, ,或其他形式的或其他形式的能转化为机械能能转化为机械能, ,使机械能增大。使机械能增大。参考答案参考答案: :若不计摩擦和各种阻力若不计摩擦和各种阻力, ,机械能的总量保持不变。机械能的总量保持不变。1.1.动能和势能转化过程中能量的变化动能和势能转化过程中能量的变化: :动能转化为势能时动能转化为势能时, ,动能动能_,_,势能势能_,_,势能转化为动能时势能转化为动能时, ,动能动能_,_,势能势能_。2.2.不计摩擦和各种阻力不计摩擦和各种阻力, ,只有动能和势能的转化时只有动能和势能的转化时, ,机械能总
8、机械能总量量_。减小减小增加增加增加增加减小减小不变不变考点考点 机械能的机械能的转化化【典例典例】(2012(2012上海中考上海中考) )下列各种情况中下列各种情况中, ,属于属于动能能转化化为势能的是能的是( () )A.A.“无无边落木落木萧萧下下, ,不尽不尽长江江滚滚来来”B.B.空中匀速下降的跳空中匀速下降的跳伞运运动员C.C.拧紧的的钟表表发条条带动指指针走走动D.D.正在上升的正在上升的滚摆【思路导引思路导引】解答本题的两个关键点解答本题的两个关键点: :关键点关键点1:1:判断动能和重力势能转化的关键是有没有高度、速度判断动能和重力势能转化的关键是有没有高度、速度的改变。的
9、改变。关键点关键点2:2:判断动能和弹性势能的转化关键是有没有弹性形变、判断动能和弹性势能的转化关键是有没有弹性形变、速度的改变。速度的改变。【精讲精析精讲精析】选选D D。本题考查机械能的转化。本题考查机械能的转化。A A项中项中, ,树叶落下、树叶落下、水向下流水向下流, ,高度减小高度减小, ,重力势能减小重力势能减小, ,下落的过程中下落的过程中, ,速度越来越速度越来越大大, ,动能变大动能变大, ,重力势能转化为动能。重力势能转化为动能。B B项中项中, ,跳伞运动员匀速下跳伞运动员匀速下降降, ,速度不变速度不变, ,动能不变动能不变, ,高度降低高度降低, ,重力势能减小重力势
10、能减小, ,由于克服阻由于克服阻力做功力做功, ,故减小的重力势能转化为内能。故减小的重力势能转化为内能。C C项中项中, ,拧紧的钟表发拧紧的钟表发条有弹性势能条有弹性势能, ,指针运动有动能指针运动有动能; ;弹性势能转化为动能。弹性势能转化为动能。D D项中项中, ,滚摆上升的过程中滚摆上升的过程中, ,速度越来越小速度越来越小, ,动能越来越小动能越来越小, ,高度越来越高度越来越大大, ,重力势能越来越大重力势能越来越大, ,动能转化为重力势能。故选动能转化为重力势能。故选D D。【方法归纳方法归纳】动能和势能的相互转化动能和势能的相互转化(1)(1)动能和势能的相互转化动能和势能的
11、相互转化。(2)(2)动能和势能相互转化的分析动能和势能相互转化的分析。1.(20131.(2013临沂中考沂中考) )如如图所示所示, ,人人骑自行自行车下坡下坡, ,速度会越来越速度会越来越快快, ,在在这过程中程中( () )A.A.人和人和车的的动能保持不能保持不变B.B.人和人和车的的动能增大能增大C.C.人和人和车的的动能减小能减小D.D.人和人和车的重力的重力势能增大能增大【解析解析】选选B B。本题考查机械能的转化。人骑自行车下坡时。本题考查机械能的转化。人骑自行车下坡时, ,质质量不变量不变, ,速度会越来越大速度会越来越大, ,故人和车的动能越来越大故人和车的动能越来越大,
12、 ,所处的高所处的高度减小度减小, ,故重力势能越来越小故重力势能越来越小, ,所以选所以选B B。2.(20122.(2012常州中考常州中考) )把上把上紧发条的玩具条的玩具车放置在水平桌面上放置在水平桌面上, ,玩具玩具车由静止开始加速跑由静止开始加速跑动, ,此此过程中玩具程中玩具车能量的能量的变化情况化情况是是( () )A.A.弹性性势能减小能减小, ,动能增大能增大 B.B.弹性性势能减小能减小, ,动能减小能减小C.C.弹性性势能增大能增大, ,动能增大能增大D.D.弹性性势能增大能增大, ,动能减小能减小【解析解析】选选A A。本题考查机械能的转化。玩具车的发条拧紧后。本题考
13、查机械能的转化。玩具车的发条拧紧后有弹性势能有弹性势能; ;放手后玩具车由静止开始加速跑动放手后玩具车由静止开始加速跑动, ,动能越来越大动能越来越大, ,发条的弹性势能转化为玩具车的动能发条的弹性势能转化为玩具车的动能, ,动能增加动能增加, ,弹性势能减小。弹性势能减小。故选故选A A。3.(20133.(2013雅安中考雅安中考) )如图所示如图所示, ,铅球从出手到将要落地的过程铅球从出手到将要落地的过程中中, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( (不计空气阻力不计空气阻力)()() )A.A.铅球由铅球由abab时时, ,动能逐渐增大动能逐渐增大B.B.铅球在铅球在b b点的机械能
14、大于点的机械能大于a a点的机械能点的机械能C.C.铅球由铅球由bcbc时时, ,机械能逐渐减小机械能逐渐减小D.D.铅球在铅球在c c点时动能最大点时动能最大【解析解析】选选D D。本题考查动能、势能大小及其相互转化。铅球。本题考查动能、势能大小及其相互转化。铅球由由abab时时, ,速度减小速度减小, ,高度增加高度增加, ,动能转化为重力势能动能转化为重力势能, ,动能逐渐动能逐渐减小减小, ,重力势能逐渐增大重力势能逐渐增大( (不计空气阻力不计空气阻力),),则铅球在则铅球在b b点的机械点的机械能等于在能等于在a a点的机械能点的机械能; ;铅球由铅球由bcbc时时, ,机械能保持
15、不变机械能保持不变, ,重力势重力势能转化为动能能转化为动能, ,铅球在铅球在c c点时动能最大点时动能最大, ,重力势能最小重力势能最小; ;故故D D正确。正确。4.4.荡秋千是我国民间传统体育活动之一荡秋千是我国民间传统体育活动之一, ,是全国少数民族传统体育运动会上唯一是全国少数民族传统体育运动会上唯一只限女子参加的比赛。如图所示是选手只限女子参加的比赛。如图所示是选手在双人触铃比赛中的情景在双人触铃比赛中的情景, ,在从右侧最在从右侧最高点荡到左侧最高点这一过程中高点荡到左侧最高点这一过程中, ,两位两位选手的选手的( () )A.A.动能一直增大动能一直增大, ,重力势能一直减小重
16、力势能一直减小B.B.动能一直减小动能一直减小, ,重力势能一直增大重力势能一直增大C.C.动能先减小后增大动能先减小后增大, ,重力势能先增大后减小重力势能先增大后减小D.D.动能先增大后减小动能先增大后减小, ,重力势能先减小后增大重力势能先减小后增大【解析解析】选选D D。本题考查机械能的转化。从右侧最高点到最低。本题考查机械能的转化。从右侧最高点到最低点点, ,重力势能转化为动能重力势能转化为动能, ,动能增大动能增大, ,重力势能减小重力势能减小; ;从最低点到从最低点到左侧最高点左侧最高点, ,动能转化为重力势能动能转化为重力势能, ,动能减小动能减小, ,重力势能增大重力势能增大
17、,D,D项正确。项正确。5.5.修修拦河大河大坝是是为了提高上游水位了提高上游水位, ,增加水的增加水的能能, ,水流下水流下时可以可以获得更多的得更多的能能, ,从而从而带动发电机机发电。【解析解析】重力势能跟物体的质量和被举高的高度有关重力势能跟物体的质量和被举高的高度有关, ,拦河大拦河大坝把上游水位提高坝把上游水位提高, ,使水的高度增加使水的高度增加, ,从而增加了水的重力势能从而增加了水的重力势能; ;水流下时水流下时, ,重力势能减小重力势能减小, ,速度增加速度增加, ,重力势能转化为动能重力势能转化为动能, ,使使水轮机转动。水轮机转动。答案答案: :重力势机械重力势机械6.
18、(20136.(2013济南中考济南中考) )小明学习了机械能的知识后小明学习了机械能的知识后, ,利用橡皮筋、利用橡皮筋、木板、瓶盖等制作了如图所示的抛掷乒乓球的装置。使用时木板、瓶盖等制作了如图所示的抛掷乒乓球的装置。使用时, ,将乒乓球装入瓶盖将乒乓球装入瓶盖, ,用手指按下抛掷杆用手指按下抛掷杆, ,这时橡皮筋被拉长这时橡皮筋被拉长( (图图甲甲),),这个过程中抛掷杆相当于一个这个过程中抛掷杆相当于一个( (选填选填“省力省力杠杆杠杆”“”“费力杠杆费力杠杆”或或“等臂杠杆等臂杠杆”););当松开手指时当松开手指时, ,乒乓球乒乓球被抛出被抛出( (图乙图乙),),这个过程中橡皮筋的
19、这个过程中橡皮筋的转化为乒乓转化为乒乓球的动能。球的动能。【解析解析】本题考查杠杆的分类和机械能的转化。用手指向下按本题考查杠杆的分类和机械能的转化。用手指向下按压抛掷杆的过程中压抛掷杆的过程中, ,抛掷杆相当于一个省力杠杆抛掷杆相当于一个省力杠杆; ;当松开手乒乓当松开手乒乓球被抛出后球被抛出后, ,橡皮筋的弹性势能转化为乒乓球的动能。橡皮筋的弹性势能转化为乒乓球的动能。答案答案: :省力杠杆弹性势能省力杠杆弹性势能7.7.小宇在国小宇在国庆节假期和爸爸假期和爸爸骑自行自行车旅游。爸爸跟他旅游。爸爸跟他说骑自行自行车上坡前上坡前, ,要快蹬几下要快蹬几下, ,增加速度增加速度, ,这样有利于
20、上坡。有利于上坡。请你你给小小宇解宇解释其中的道理。其中的道理。【解析解析】本题考查了动能和重力势能的相互转化。上坡时本题考查了动能和重力势能的相互转化。上坡时, ,速速度减小度减小, ,动能减小动能减小, ,高度增加高度增加, ,重力势能增大重力势能增大, ,动能转化为重力势动能转化为重力势能。能。答案答案: :上坡时上坡时, ,速度减小速度减小, ,高度增加高度增加, ,动能转化为重力势能。增加动能转化为重力势能。增加速度可以增大动能速度可以增大动能, ,上坡时动能转化成的重力势能就大上坡时动能转化成的重力势能就大, ,上坡较上坡较高高, ,更省力。更省力。 找找你容易错在哪里找找你容易错
21、在哪里如图是小朋友玩蹦蹦床的情景如图是小朋友玩蹦蹦床的情景, ,在他们游戏过程中在他们游戏过程中, ,能量是怎样能量是怎样转化的转化的? ?【学生自答学生自答】从高处落下从高处落下, ,重力势能转化为动能重力势能转化为动能, ,从床上蹦起从床上蹦起, ,动能转化为重动能转化为重力势能。力势能。【教师点评教师点评】优点优点: :能正确分析重力势能与动能的转化。能正确分析重力势能与动能的转化。错误之处错误之处: :忽略了蹦蹦床发生弹性形变时能量的转化。忽略了蹦蹦床发生弹性形变时能量的转化。【正确答案正确答案】能量转化有四个过程能量转化有四个过程: :(1)(1)从高处落下从高处落下, ,重力势能转化为动能重力势能转化为动能; ;(2)(2)从与床接触到床发生的形变最大从与床接触到床发生的形变最大, ,动能转化为床的弹性势能动能转化为床的弹性势能; ;(3)(3)床恢复形变床恢复形变, ,弹性势能转化为动能弹性势能转化为动能; ;(4)(4)上升过程上升过程, ,动能转化为重力势能。动能转化为重力势能。
