12.1動能、勢能和機械能

1、 新民晚報新民晚報(本報訊本報訊)月日晚時，從沈陽開往上海的月日晚時，從沈陽開往上海的 次列車經(jīng)過上海鐵路分局管轄的滬寧線區(qū)段時，突次列車經(jīng)過上海鐵路分局管轄的滬寧線區(qū)段時，突 然從列車左翼車窗飛出一個饅頭，不偏不倚正好打在當班的上然從列車左翼車窗飛出一個饅頭，不偏不倚正好打在當班的上 海鐵路分局蘇州工務(wù)段職工海鐵路分局蘇州工務(wù)段職工的鼻梁上，當場將其擊昏的鼻梁上，當場將其擊昏 物體物體能夠能夠?qū)ν庾龉Γ硎具@個物體具有對外做功，表示這個物體具有能量能量，簡稱，簡稱能能。 物體由于運動而具有的能叫做物體由于運動而具有的能叫做動能動能。 例：例：下面是幾位同學學習了能量概念后，對能量概念的理解，

2、下面是幾位同學學習了能量概念后，對能量概念的理解， 你贊同的說法是你贊同的說法是（）（） A.不做功的物體是沒有能量的不做功的物體是沒有能量的 B.不能不能對外對外做功的物體是不具有能量的做功的物體是不具有能量的 C.在空中飛行的子彈，因為沒有對物體做功，所以不具有在空中飛行的子彈，因為沒有對物體做功，所以不具有 能量能量 D.具有能量的物體一定正在做功具有能量的物體一定正在做功 B 概念辨析概念辨析 下面是兩位同學結(jié)合能量定義給“動能”下的定義，比比 看，你認為哪個更準確，說明理由： 甲：運動著的物體具有的能量，叫動能。（） 乙：物體由于運動而具有的能量，叫動能。（） 概念辨析概念辨析 給你

3、扔一個籃球，你可以用手接，也可以給你扔一個籃球，你可以用手接，也可以 用腳踢。同樣用腳踢。同樣給你扔一個給你扔一個鉛球鉛球，你可以用手，你可以用手 接，用腳踢嗎？接，用腳踢嗎？ 質(zhì)量大質(zhì)量大硬度大硬度大 動能大動能大 提出問題提出問題 籃球和鉛球誰的動能大？籃球和鉛球誰的動能大？ 鉛鉛球和飛行子彈誰的動能大？球和飛行子彈誰的動能大？ 質(zhì)量大質(zhì)量大 速度大速度大 鉛球鉛球 子彈子彈 設(shè)計實驗設(shè)計實驗 動能動能 速度速度 質(zhì)量質(zhì)量 用不同質(zhì)量的鋼球用不同質(zhì)量的鋼球 觀察鋼球推動觀察鋼球推動 木塊的距離木塊的距離 控制從斜面滾下的高度控制從斜面滾下的高度 動能的大小與什么因素有關(guān)動能的大小與什么因素

4、有關(guān)進行試驗進行試驗 質(zhì)量相同的物體質(zhì)量相同的物體, ,運動運動速度速度越大越大, , 它的它的動能動能越大。越大。 運動速度相同的物體，運動速度相同的物體，質(zhì)量質(zhì)量越大，越大， 它的它的動能動能越大。越大。 實驗結(jié)論實驗結(jié)論 重力勢能重力勢能： 彈性勢能彈性勢能： 物體由于被舉高而具有的能。物體由于被舉高而具有的能。 物體由于彈性形變而具有的能。物體由于彈性形變而具有的能。 形變量形變量彈簧的剛性彈簧的剛性 高度高度質(zhì)量質(zhì)量 勢能的大小與什么因素有關(guān)勢能的大小與什么因素有關(guān)進行試驗進行試驗 質(zhì)量相同的物體，被舉的質(zhì)量相同的物體，被舉的高度高度越高，重力勢越高，重力勢 能越大；能越大； 高度相

5、同的物體，高度相同的物體，質(zhì)量質(zhì)量越大，重力勢能越大。越大，重力勢能越大。 彈性勢能的大小與彈性勢能的大小與彈性形變彈性形變的程度有關(guān)。的程度有關(guān)。 能量的單位能量的單位 : : 焦耳焦耳 簡稱簡稱焦焦, ,符號是符號是 J J 實驗結(jié)論實驗結(jié)論 什么是機械能？什么是機械能？ 機械能機械能 動能動能 勢能勢能 重力勢能重力勢能 彈性勢能彈性勢能 動能和勢能的總和叫做機械能。動能和勢能的總和叫做機械能。 小結(jié)小結(jié) 機械能機械能 動能動能 勢能勢能 重力勢能重力勢能 彈性勢能彈性勢能 與速度和與速度和 質(zhì)量有關(guān)質(zhì)量有關(guān) 與被舉高度與被舉高度 和質(zhì)量有關(guān)和質(zhì)量有關(guān) 與彈性形變與彈性形變 程度有關(guān)程度

6、有關(guān) (能量能量) 小結(jié)小結(jié) 請認真觀察下列一組圖片請認真觀察下列一組圖片 公路上的限速牌公路上的限速牌 為什么在高速公路上要為什么在高速公路上要 限制汽車的最大行速？限制汽車的最大行速？ 小朋友滑滑梯小朋友滑滑梯 小朋友從滑梯上滑下小朋友從滑梯上滑下 時動能、勢能如何變時動能、勢能如何變 化？化？ 運動著運動著的錘子速度并的錘子速度并 不很大，卻能將釘子不很大，卻能將釘子 釘入木板為什么？釘入木板為什么？ 運動著運動著的子彈質(zhì)量很小為什么能射穿木板？的子彈質(zhì)量很小為什么能射穿木板？ 在研究動能大小與速度的關(guān)系時，控制那個物理量不變？改變在研究動能大小與速度的關(guān)系時，控制那個物理量不變？改變

7、那個物理量？如何改變？那個物理量？如何改變？ 問題問題1 1：怎樣改變小車怎樣改變小車 的速度？的速度？ 問題問題2 2：請描述你看到請描述你看到 的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 實驗結(jié)論實驗結(jié)論是什么？是什么？ 質(zhì)量相同時，運動物體質(zhì)量相同時，運動物體 的速度越大，它具有的的速度越大，它具有的 動能就越大。動能就越大。 運動運動速度相同速度相同時，時， 物體的質(zhì)量越大，物體的質(zhì)量越大， 物體的動能就越大。物體的動能就越大。 在研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時，控制那個物理量不變？改變在研究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系時，控制那個物理量不變？改變 那個物理量？那個物理量？ 問題問題1 1：兩次實驗兩次實驗 中質(zhì)量不同，從

8、同中質(zhì)量不同，從同 一高度釋放小車，一高度釋放小車， 到坡底時速度一樣到坡底時速度一樣 嗎，為什么？嗎，為什么？ 問題問題2 2：請描述所請描述所 看到的現(xiàn)象。看到的現(xiàn)象。 實驗結(jié)論實驗結(jié)論是什么？是什么？ E重 重 mgh 機械能機械能 動能動能 勢能勢能 重力勢能重力勢能 彈性勢能彈性勢能 E動 動 mv2/2 E彈 彈 kx2/2 總結(jié)總結(jié) 1.1.如下右圖是研究小球動能與它的質(zhì)量和速度關(guān)系的實驗如下右圖是研究小球動能與它的質(zhì)量和速度關(guān)系的實驗 裝置示意圖。表中記錄了用甲、乙兩球分別進行實驗的數(shù)裝置示意圖。表中記錄了用甲、乙兩球分別進行實驗的數(shù) 據(jù)。由表中的數(shù)據(jù)可知：具有較多動能的是據(jù)。

9、由表中的數(shù)據(jù)可知：具有較多動能的是_球。球。 2 2. .下列物體具有何種形式的機械能下列物體具有何種形式的機械能: : 升空的火箭升空的火箭: : ; ; 正在下落的雨滴正在下落的雨滴: : ; ; 被拉長的橡皮筋被拉長的橡皮筋: : . . 3 3. .質(zhì)量較大的老鷹與質(zhì)量較小的燕子在空中飛行，質(zhì)量較大的老鷹與質(zhì)量較小的燕子在空中飛行， 如果它們的動能相等，那么如果它們的動能相等，那么 飛得快。飛得快。 動能、重力勢能動能、重力勢能 動能、重力勢能動能、重力勢能 彈性勢能彈性勢能 燕子燕子 5 5. .物體沿斜面勻速下滑，物體的物體沿斜面勻速下滑，物體的( ) ( ) A A動能增加，勢能

10、減小動能增加，勢能減小 B B動能、勢能都減小動能、勢能都減小 C C動能不變，勢能減小動能不變，勢能減小 D D動能、勢能都增加動能、勢能都增加 4 4. . 唐詩中有唐詩中有“不盡長江滾滾來不盡長江滾滾來”的詩句，的詩句， 這動人的詩句生動、形象地反映了這條大這動人的詩句生動、形象地反映了這條大 河蘊藏了大量的河蘊藏了大量的 能能. . 動動 C 6.6.大荔縣大荔縣為了殺滅美國白蛾調(diào)動了直升飛機，為了殺滅美國白蛾調(diào)動了直升飛機， 在災(zāi)區(qū)上空噴灑生物農(nóng)藥，飛機在某一高度水平在災(zāi)區(qū)上空噴灑生物農(nóng)藥，飛機在某一高度水平 勻速飛行噴灑農(nóng)藥的過程中，飛機的（勻速飛行噴灑農(nóng)藥的過程中，飛機的（ ）

11、A.A.動能減小，重力勢能減小動能減小，重力勢能減小 B.B.動能不變，重力勢能不變動能不變，重力勢能不變 C.C.動能減小，重力勢能不變動能減小，重力勢能不變 D.D.動能增大，重力勢能減小動能增大，重力勢能減小 7 7、在研究物體的重力勢能與哪些因、在研究物體的重力勢能與哪些因 素有關(guān)的實驗中素有關(guān)的實驗中, ,讓三個相同的木樁讓三個相同的木樁 被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊, ,陷入陷入 沙坑中沙坑中, ,如圖所示如圖所示, ,在此實驗中在此實驗中, ,我們我們 是通過觀察是通過觀察_ _ 來比較各鐵塊重力勢能的大小來比較各鐵塊重力勢能的大小? ? 若若A A、B

12、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落高度的關(guān)兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落高度的關(guān) 系是系是h hA A h hB B, ,若若A A、C C兩鐵塊下落的高度相等，兩鐵塊下落的高度相等， 則兩鐵塊質(zhì)量的關(guān)系是則兩鐵塊質(zhì)量的關(guān)系是m mA A m mc c. .實驗得出實驗得出 的結(jié)論是：物體重力勢能的大小的結(jié)論是：物體重力勢能的大小 與與 _ _有關(guān)。有關(guān)。 木樁陷入沙坑的深度木樁陷入沙坑的深度 物體的質(zhì)量和被舉的高度物體的質(zhì)量和被舉的高度 8 8. .下表中給出了一頭牛慢步行走和一顆飛行的子彈的一些下表中給出了一頭牛慢步行走和一顆飛行的子彈的一些 數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)： 分析數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù), ,可以看出可以看出

13、, ,對物體動能大小影響較大的因素是對物體動能大小影響較大的因素是 。 你這樣判斷的依據(jù)是你這樣判斷的依據(jù)是物體的速度物體的速度 牛的質(zhì)量較大，但速度較慢，動能并不大；子彈盡牛的質(zhì)量較大，但速度較慢，動能并不大；子彈盡 管質(zhì)量不大，但速度大，動能大。管質(zhì)量不大，但速度大，動能大。 9 9、一架飛機在災(zāi)區(qū)上方水平勻速飛行，、一架飛機在災(zāi)區(qū)上方水平勻速飛行， 并不斷向災(zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，則飛機并不斷向災(zāi)區(qū)空投救災(zāi)物資，則飛機 在這個過程中，動能在這個過程中，動能_，勢能，勢能 _。 ( (填填“變大變大”或或“變小變小”) ) 變小變小 變小變小 ABC 質(zhì)量相同時質(zhì)量相同時, ,物體被舉得越高重力

14、勢能越大物體被舉得越高重力勢能越大 被舉高度相同時被舉高度相同時, ,物體的質(zhì)量越大重力勢能越大物體的質(zhì)量越大重力勢能越大 (2)(2)比較圖中、兩個實驗可得：比較圖中、兩個實驗可得：AC 1010、實驗題、實驗題 (1)(1)比較圖中比較圖中A A、B B 兩個實驗可得：兩個實驗可得： 1010、實驗題、實驗題 9 9、在水平公路上行駛的小汽車、在水平公路上行駛的小汽車 7 7、在地上滾動的足球在地上滾動的足球 1 1、在水平軌道上滾動的鋼球、在水平軌道上滾動的鋼球 2 2、被壓彎的跳板、被壓彎的跳板 3 3、天花板上的吊燈、天花板上的吊燈 4 4、拉彎的弓、拉彎的弓 5 5、上緊的發(fā)條、上

15、緊的發(fā)條 6 6、被舉高的重錘、被舉高的重錘 8 8、放在課桌上的書本、放在課桌上的書本 1111、下列物體具有能嗎？試分為三類，說出分類依據(jù)。、下列物體具有能嗎？試分為三類，說出分類依據(jù)。 運動運動 彈性形變彈性形變 被舉高被舉高 城市街道上的最高行駛速度城市街道上的最高行駛速度km/hkm/h 機動車的行駛速度越大機動車的行駛速度越大, ,動能也就越大動能也就越大, ,越不容越不容 易剎車易剎車, ,所以要對車輛的速度加以限制所以要對車輛的速度加以限制, ,以免發(fā)生交以免發(fā)生交 通事故通事故. . 不同車型的車不同車型的車, ,即使速度相同即使速度相同, ,它們的質(zhì)量也不它們的質(zhì)量也不 同

16、同, ,質(zhì)量越大質(zhì)量越大, ,動能也越大動能也越大, ,越不容易剎車越不容易剎車, ,所以大型客所以大型客 車的限制速度比小型客車更小車的限制速度比小型客車更小. . 用物理學的術(shù)語解釋：用物理學的術(shù)語解釋： 、為什么要對機動車的行駛速度進行限制？為什么要對機動車的行駛速度進行限制？ 、為什么在同樣的道路上，不同的車型的限制速為什么在同樣的道路上，不同的車型的限制速 度不一樣？度不一樣？ 觀察擺球動能與勢能的轉(zhuǎn)化觀察擺球動能與勢能的轉(zhuǎn)化 觀察擺球動能與勢能的轉(zhuǎn)化觀察擺球動能與勢能的轉(zhuǎn)化 A O O/ B 觀察擺球動能與勢能的轉(zhuǎn)化觀察擺球動能與勢能的轉(zhuǎn)化 A O O/ B 分析下列各例中動能與勢

17、能是怎樣轉(zhuǎn)化的分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的 游樂場游樂場的過山車的過山車 撐撐 桿桿 跳跳 中中 的的 運運 動動 員員 分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的 皮球落地后又彈起的照片皮球落地后又彈起的照片 分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的 分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的 分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的 滾擺滾擺 分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的分析下列各例中動能與勢能是怎樣轉(zhuǎn)化的 小結(jié)小結(jié) 動能可以轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為勢能，勢能也可以

18、 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為動能，在沒有能量損失的情況， 機械能的總量保持不變總量保持不變。 12.12.如圖是人造地球衛(wèi)星的軌道示意圖，如圖是人造地球衛(wèi)星的軌道示意圖， 人造地球衛(wèi)星在大氣層外環(huán)繞地球運行人造地球衛(wèi)星在大氣層外環(huán)繞地球運行 的過程中，它在近地點的動能的過程中，它在近地點的動能 （大于（大于/ /小于小于/ /等于）它在遠地點的動能；等于）它在遠地點的動能； 它從近地點向遠地點運行的過程中，機它從近地點向遠地點運行的過程中，機 械能的變化情況是械能的變化情況是_（變大（變大/ /變變 小小/ /不變）。不變）。 13.13.如圖如圖2 2所示，置于斜面頂端所示，置于斜面頂端a a的物的物 體，

19、分別沿體，分別沿abab、acac、adad三個不同路徑三個不同路徑 滑落到滑落到b b、c c、d d三三 個位置時，若不個位置時，若不 計摩擦和空氣阻力，則比較它們動能計摩擦和空氣阻力，則比較它們動能 的大小，正確的是（的大小，正確的是（ ） A. bA. b點的動能大點的動能大 B. cB. c點的動能大點的動能大 C. dC. d點的動能大點的動能大 D.D.三點的動能一樣大三點的動能一樣大 14.14.氫氣球釋放后，若它的運動可看成是勻速上升，則上升氫氣球釋放后，若它的運動可看成是勻速上升，則上升 過程中氫氣球的動能過程中氫氣球的動能 （增大（增大/ /不變不變/ /減?。亓p小

20、），重力 勢能勢能 （增大（增大/ /不變不變/ /減?。瑱C械能減?。瑱C械能 （增大（增大 / /不變不變/ /減?。p?。?15.15.圖圖6 6是玩彈弓的情景。經(jīng)驗表明，橡皮筋拉得是玩彈弓的情景。經(jīng)驗表明，橡皮筋拉得 越長，同樣的越長，同樣的“子彈子彈”射得越遠，這說明橡皮筋射得越遠，這說明橡皮筋 的彈性勢能與的彈性勢能與_有關(guān)；若橡有關(guān)；若橡 皮筋被拉的長度相同，而所用皮筋被拉的長度相同，而所用“子彈子彈”的質(zhì)量不的質(zhì)量不 同，則質(zhì)量大的同，則質(zhì)量大的“子彈子彈”射出的距離較小，原因射出的距離較小，原因 是質(zhì)量大的是質(zhì)量大的“子彈子彈”射出時的射出時的_小。小。 1616法國網(wǎng)球公開

21、賽中，我國選手李娜力戰(zhàn)群雄，獲得冠軍。法國網(wǎng)球公開賽中，我國選手李娜力戰(zhàn)群雄，獲得冠軍。 以下說法正確的是（以下說法正確的是（ ） A A網(wǎng)球下落時，動能減小，重力勢能增大網(wǎng)球下落時，動能減小，重力勢能增大 B B網(wǎng)球在上升過程中，動能不變，重力勢能增大網(wǎng)球在上升過程中，動能不變，重力勢能增大 C C網(wǎng)球落下撞在地面時，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能網(wǎng)球落下撞在地面時，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能 D D網(wǎng)球飛來撞擊李娜的球拍時，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能網(wǎng)球飛來撞擊李娜的球拍時，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能 17.17.如圖如圖2 2是跳水運動員跳板跳水時的情景，是跳水運動員跳板跳水時的情景， 從運動員騰空跳起向上運動后再向下落入水從運動員騰空跳起向上運動后再向下落入水 中，若不計空氣阻力，則在整個過程中（中，若不計空氣阻力，則在整個過程中（ ） A A、運動員的動能一直增大，機械能不變、運動員的動能一直增大，機械能不變 B B、運動員的重力勢能一直減小，機械能減小、運動員的重力勢能一直減小，機械能減小 C C、運動員的動能先