機械能及其轉化

1、動能和勢能及能量的轉化1. 能量（ 1 ）定義：一個物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有能量，簡稱能。（ 2） 實質(zhì)：物體做功的過程就是能的轉過過程，物體做功越多，說明某種能轉化為別的形式的能就越多。 功是一個過程量，一個物體能夠做功我們就說它具有能量。能量是描述一個物體做功本領的物理量，是一個狀態(tài)量。 理解能夠做功：能夠做功說的是它不一定正在做功，可能是沒做功，但是她是可以做功的，比如舉高的重錘在空中靜止時，她雖然沒有做功，但是當他落下時，可以將木樁打進地面，所以舉高的重錘有做功的本領，她具有能量。 一個物體能夠做的功越多，它具有的能量越大。例如，同一個重錘被舉的越高，落下時把木樁砸進地里

2、面越深，這說明據(jù)的越高的物體做得功越多，所以說它具有的能量就越大，因此我們可以用作功的多少來衡量物體具有的能量的大小。 能量的單位：能量的單位與功的相同，在國際制單位中，功的單位是焦耳（J ） ，能的單位也是焦耳（J）2. 動能（1） 定義：物體由于運動而能夠做功，她具有的能量稱為動能。（2） 一切運動的物體都具有動能（3） 影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度 .其中物體的動能和物體的質(zhì)量成正比，和速度的平方成正比，可以看出速度對動能的影響是比較大的。在討論質(zhì)量和速度對動能大小的影響時，必須要注意兩個因素的“同時性”。例如：一顆子彈的速度遠大于火車的速度，但是并不能說子彈的動能就一定大于火車

3、的動能，因為子彈的質(zhì)量比火車的小得多；也不能說因為火車的質(zhì)量比子彈大的多就說火車的動能比子彈大。因此要兩個因素同時考慮。（4） 在分析物體的動能大小時，要同時考慮到質(zhì)量和速度是否在發(fā)生變化，不能只考慮其中的一個；例如在公路上勻速行駛的灑水車，盡管她的速度沒發(fā)生改變，但是其質(zhì)量在不斷的變小，所以動能也變小。3. 重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為勢能。（ 1 ） 重力勢能：由于被舉高而具有的能量。例如倍舉高的重錘，在空中飛行的子彈，大山中一塊伸出的怪石、課桌上放的書本都具有重力勢能。物體的重力勢能的大小取決于物體的質(zhì)量和被舉的高度，物體的質(zhì)量越大，在的位置越高，它具有的重力勢能越大。 決定重力勢能大小的一

4、個重要因素是物體的質(zhì)量，在相同高度時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能就越大。決定重力勢能大小的另外一個重要因素是“高度”，當物體的質(zhì)量相同是，物體被舉的越高，其重力勢能就越大。在分析重力勢能大小的時候，要同時考慮到物體的質(zhì)量和被舉的高度兩個因素。在沒有特別指明高度一般選地面。在初中階段一般把地面上的物體的重力勢能當作零。（ 3）彈性勢能： 彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量。判斷物體是否具有彈性勢能，關鍵是看物體是否發(fā)生了彈性形變。 彈性勢能的大小和彈性形變的大小、材料有關。同一物體的彈性形變越大。下列物體具有哪種能：(1)推出去的鉛球，落地具有 ;(2)正在上坡的自行車，具有 ;(3)被攔

5、河壩攔住的河水具有 ;(4)在跳臺上準備跳水的運動員，具有(5)鐘表里卷緊的發(fā)條具有 ;(6)從槍膛里射出的子彈具有 。4.運用控制變量法探究影響動能大小因素。(1)實驗裝置如圖，小球的動能大小由木箱被推動的距離的遠近來表示。(2)探究過程：第一步：讓大小兩個鐵球分別從同一高度自由滾下，推動桌面上的木箱，分別幾下木箱倍推動的距離。第二步：取兩個相同的鐵球分別從不同的高度自由滾下，分別記錄木箱倍推動的距離。(4) 實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析：實驗我們是通過觀察木塊移動的距離來推斷動能的大小的，控制鐵球在斜面上的高度是為了光控制鐵球達到斜面底端的速度。通過實驗一我們可以得出結論：運動速度相同的物體，質(zhì)量越

6、大，動能越大。通過實驗二可以看出：當物體的質(zhì)量相同時， 物體運動的速度越大， 其動能也越大。綜合上面得出結論：動能的大小和物體的質(zhì)量有關，質(zhì)量相同的物體運動的速度越大，它的動能就越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能就越大。5.用控制變量法探究影響重力勢能大小的因素。(1)Ml町*3實驗如圖所示。用物體下落在沙槽里面砸下的深度看重力勢能的大小。圖一圖二表示相同質(zhì)量的物體，不同的高度，重力勢能的大小。結論物體質(zhì)量相同時，高度越高重力勢能越大。圖2.3表示不同質(zhì)量的物體，高度一樣比較重力勢能的大小。結論高度一樣的物體，質(zhì)量越大重力勢能越大。6、機械能及其轉化1、機械能：動能與勢能統(tǒng)稱為機械能

7、。如果只有動能和勢能相互轉化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。2、動能和重力勢能間的轉化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉化為動能 質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉化為重力勢能 3、動能與彈性勢能間的轉化規(guī)律：如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉化為彈性勢能；如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉化為動能。1. 探究滾擺實驗實驗時要注意觀察：滾擺在下降過程中速度如何變化；上升階段速度如何變化.注意分析的問題：到最高點時，高度 、速度 ;說明了 ;到最低 點時，高度 、

8、速度 ;說明了 ;在下降過程中，高度、速度 : 說明了 ;在上升過程中，高度 、速度 ,說明了 。實驗結論： 。2 .探究單擺實驗：實驗時要注意觀察： 單擺在左擺過程中速度如何變化；右擺速度如何變化； 左右擺幅怎樣。分析：小球擺到最高點時，高度 _ ,速度 ,說明 ;小球擺到最低點時，高度 , 速度，說明 ;實驗結論：。3 .探究上緊發(fā)條的玩具：思考：上緊的發(fā)條具有什么能？松手后玩具運動具有什么能？結論： 。4 .人造地球衛(wèi)星在繞地球轉動的過程中，分析能量的轉化.思考：當衛(wèi)星從近地點向遠地點運動時，它的勢能、動能、速度如何變化？當衛(wèi)星從遠地點向近地點運動時，它的勢能、動能、速度如何變化？衛(wèi)星在

9、近地點的動能最 ,勢能最 ;衛(wèi)星在遠地點的動能最 ,勢能l . 一個物體,我們就說這個物體具有能5 .物體由于 而具有的能叫動能，物體動能的大小 和 有關。6 .物體由于 而具有的能叫重力勢能，物體的重力勢能的大小與 和有關。物體發(fā)生 具有的能叫彈性勢能，物體彈性勢能的大小與 有關。4、（2011天津）滑雪運動員從山頂加速下滑的過程中，他的（）A、重力勢能增加，動能增加 B 、重力勢能減少，動能減少C、重力勢能增加，動能減少 D、重力勢能減少，動能增加5、（2011莆田）質(zhì)量較大的鴿子與質(zhì)量較小的燕子在空中飛行，如果它們的動能相等，那么（）A、燕子比鴿子飛得快B 、鴿子比燕子飛得C燕子與鴿子飛

10、得一樣D、兩者速度大小無法比較6 （2011自貢）、四川省第十一屆運動會已于2010年8月9日至19日在自貢市隆重舉行。來自全省21個市、州的參賽運動員共同角逐跳高項目的金牌。跳高運動員從地面向上跳起至越竿的過程中，運動員的 能轉化為 能。7. （2011哈爾濱）（2分）如圖所示，彈簧將小球彈起，說明力的作用效果是 ;小球離開彈簧繼續(xù)上升過程中的能量轉化是 .（不計空氣阻力）8. （2011煙臺）小明利用裝有細沙的盒子、小桌、祛碼、木塊等器材，探究“重力勢能的大小 . ”（第401K圖）與哪些因素有關”，其過程如圖17所示（1）小明通過觀察什么來判斷重力勢能的大?。浚?）分析比較甲、乙兩圖中的

11、實驗現(xiàn)象，得出的結 論是什么？（3）圖乙和圖丙探究的問題是什么？9. （2011煙臺）.立定跳遠是中學生體育測試項目之一.圖10是立定跳遠時的分解圖.運動員起跳后仍能繼續(xù)向前運動，是因為 運動員在空中運動過程中能量轉化過程為10. （2011北京）下列說法中正確的是A.做勻速直線運動的物體的機械能保持不變B.密度越大、體積越大的物體的質(zhì)量也越大圖10C.雞蛋掉到地板上摔破了，地板對雞蛋的作用力大于雞蛋對地板的作用力D.懸浮在水中的物體受到水的壓力，壓力的合力與該物體受到的重力是平衡力11. （2011北京）小陽打排球，排球離開手后向上運動到一定高度又落回地面。不計空氣阻 力，關于排球離開手后的

12、運動過程，下列說法中正確的是A.排球在上升過程中，小陽對排球做功B.排球在下落過程中，排球的重力勢能變小C.排球在上升過程中，排球受到的力的方向豎直向下D.排球在下落過程中，排球所受的重力做功越來越快12. （2011山西）如圖5所示，“套圈”出手后，從 a點到c點的過程中（不計空氣阻力），列說法正A .“套圈”由a到b過程中，動能逐漸增大B .“套圈”在b點的機械能大于a點的機械能D. “套圈”由a到b再到c過程中，重力勢能先C .“套圈”由b到c過程中，機械能逐漸變小變大后變小圖13. （2011桂林）圖5是小明在體育考試中測試“引體向上”時的示意圖。關于“引體向上”，下列說法中正確的是（

13、）A.身體懸掛不動時，勢能為零B.身體上升時，重力做功，勢能減少C.身體下降時，重力做功，勢能增加D.身體上升時，克服重力做功，勢能增加14. （2011綿陽）2011年4月10月，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭,成功將北斗八號導航衛(wèi)星發(fā)射到預定橢圓軌道，該橢圓軟道近地點約 200千米，遠地點約3599千米，如圖是北斗八號一導航衛(wèi)星的軌道示意圖。已知該衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運 行的過程中機械能守恒，則關于該衛(wèi)星從遠地點向近地點運行過程中勢能、動能、速度的 變化是A.勢能增加、動能減小、速度減小B.勢能減小、動能增加、速度增加C.勢能減小、動能增加、速度不變D.勢能不變、動能不變、

14、速度不變15. （2011泉州）騎自行車下坡.不踩腳踏板也會越來越快.在這個過程中（）A.動能增加，勢能減少 B .動能增加，勢能增加C.動能不變，勢能減少 D .動能減少.勢能增加（2011宿遷）海底發(fā)生的地震會引發(fā)海嘯，海嘯在形成時只有幾厘米或幾米高，進入海岸 線淺灘時，受海底阻力的作用，速度會減慢，但高度會增加，海水的 能轉化為 能.16. （2011荊門）跳傘運動員在跳下飛機一段時間后降落傘打開，降落至地面時速度為零，運動員從開傘到降至地面的過程中動能,重力勢能 。（選填“增大”、“減小”或“不變”）（2011宿遷）海底發(fā)生的地震會引發(fā)海嘯，海嘯在形成時只有幾厘米或幾米高，進入海岸 線淺灘時，受海底阻力的作用，速度會減慢，但高度會增加，海水的 能轉化為 能.