12動能和勢能 機(jī)械能

1、動能和勢能機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化情景導(dǎo)入知道機(jī)械能包括動能和勢能。能正確理解有關(guān)動能和勢能之間相互轉(zhuǎn)化的簡單現(xiàn)象。初步了解機(jī)械能守恒的含義。理解機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化要點集結(jié)機(jī)械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。動能：物體由于運(yùn)動而具有的能。重力勢能：物體由于被舉高而具有的能。彈性勢能：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能。動能和勢能的影響因素（1）影響動能的因素：物體的質(zhì)量和速度。質(zhì)量相同時，速度大的物體具有的動能大：速 度相同時，質(zhì)量大的物體具有的動能大。（2）影響重力勢能的因素:物體的質(zhì)量和高度。質(zhì)量相同時，_高度大的物體重力勢能大； 高度相同時，質(zhì)量大的物體重力勢能大。（3）同一物體的彈

2、性形變越大，其彈性勢能越大。動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化（1）動能轉(zhuǎn)化為重力勢能時，物體的速度不斷減小，高度不斷增加；重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 時，高度降低速度增大。（2）動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能時，速度減小，彈性形變增大；彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能時，彈性形 變減小，速度增大。（3）撐桿跳高過程中的能量轉(zhuǎn)化：助跑：化學(xué)能轉(zhuǎn)化動能和部分熱能（散失）起跳：動能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動員的重力勢能和撐桿的彈性勢能;上升一半：撐桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運(yùn)動員的重力勢能;過桿后：運(yùn)動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。（20-40 分鐘）題型一理解能、動能、勢能的概念例1關(guān)于能的概念，下列說法正確的是()用線懸掛著的物體，它沒有做功，它不具有機(jī)械能在空中飛行的

3、子彈，因為它能做功，所以它具有機(jī)械能甲物體的運(yùn)動速度比乙物體的大，則甲物體的動能一定比乙物體的大甲物體的高度比乙物體的高度大，則甲物體的勢能一定比乙物體的大解析：用線懸掛的物體，由于被舉高而具有重力勢能；重力勢能的大小是由物體的質(zhì)量和 高度共同決定的，被舉得越高的物體具有的重力勢能不一定大；物體動能的大小是由物體 的質(zhì)量和速度大小共同決定的，速度大的物體動能不一定大.答案：選B例2判斷下列物體是否具有動能或勢能，如果有，說出能量的名稱，如果沒有，說明原因.在水平地面上滾動的鉛球：；懸掛在室內(nèi)的電燈：；玩具汽車中被卷緊的發(fā)條：；彈簧：；在空中飛行的波音747客機(jī)： ；靜止在水平軌道上的列車： .

4、解析：物體只要具有做功的本領(lǐng)，它就具有能，與當(dāng)時是否正在做功無關(guān).有質(zhì)量和運(yùn)動速度的物體就具有動能；有質(zhì)量和高度的物體就具有重力勢能；彈性物體一定要發(fā)生彈性 形變時，才具有彈性勢能.答案：(1)在水平地面上滾動的鉛球：既有質(zhì)量又有運(yùn)動速度，具有動能；懸掛在室內(nèi)的電燈：既有質(zhì)量又有高度，具有重力勢能；玩具汽車中被卷緊的發(fā)條：發(fā)條是彈性物體，卷緊后發(fā)生了彈性形變，具有彈性勢能；彈簧：盡管是典型的彈性物體，但它沒有發(fā)生彈性形變，因而不具有動能和勢能；在空中飛行的波音747客機(jī)：有質(zhì)量，有運(yùn)動速度，還有高度，既有動能又有重力勢能；靜止在水平軌道上的列車：盡管質(zhì)量很大，但它不在運(yùn)動，也沒有高度，所以它

5、不具有動能和勢能.題型二動能及影響因素例3如圖所示，是“探究動能及其影響動能大小的因素”的實驗裝置圖： *、 TOC o 1-5 h z 將A、B、C三小車先后從同一裝置的h、h、h高處滾下(m =m h ), .L -一-ABCABC ABC-行駛的距離如圖所示：籌 w探究中讓小車從裝置中的同一高度滾下的目的 ；%4 探究中通過比 得出小車具有動能的大?。?K要探究動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選 兩圖進(jìn)行比較；要探究動能與速度的關(guān)系，應(yīng)選擇 兩圖進(jìn)行比較；（4）比較甲圖和丙圖，得出的結(jié)論是。（5）探究“動能跟哪些因素有關(guān)”的探究方法是法；再列舉一個利用此方法的實驗，寫出實驗名稱：。解析：動能的影響因

6、素有質(zhì)量和速度，實驗自始至終體現(xiàn)控制變量法的思想，器材的選擇、 方案的設(shè)計、過程的操作、結(jié)論的總結(jié)都有體現(xiàn)，如：為讓小車到水平面上具有相同的速度， 必須讓其從斜面的同一高度滑下，比較動能的大小用木塊被撞開的距離來說明，又滲透了轉(zhuǎn) 換法的思想，第（4）問中比較甲、乙圖的結(jié)論要體現(xiàn)控制變量：速度一定時（不可以講成 高度一定），質(zhì)量大的物體運(yùn)動大，控制變量法在初中用得較多，如：探究壓力用效果與哪 些因素有關(guān)、液體內(nèi)部壓強(qiáng)的特點、探究電阻大小與哪些因素有關(guān)等等。答案：（1）使小車到水平面上有相同的速度（2）木塊被撞開的距離 （3）甲丙 甲乙（4）速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大 （5）控制變量法探究壓力

7、的作用效果與哪些因素有關(guān)重力勢能的影響素等例4如圖是高速公路上的限速標(biāo)志，可以看出，通常情況下載重汽車的 限制速度要比小轎車小，這是因 ；而 在重大的事故中，有時小轎車造成的后果會比大貨車嚴(yán)重，這又是什么 原因：；雨天比晴天的限制的最 高速度要小，是因為 。解析：動能的影響因素有質(zhì)量和速度，在速度相同的情況下，從能量角 度講，質(zhì)量大的載重汽車具有動能大，所以限制的速度要比小轎車?。ㄒ嗫蓮膽T性角度解釋： 質(zhì)量大慣性大）；另在事故中，小轎車雖然質(zhì)量小，但如果速度很快，其具有的運(yùn)動也會很 大，后果也可能會很嚴(yán)重，而且速度對運(yùn)動的影響要比質(zhì)量對運(yùn)動的影響要更大些。答案：在速度相同時，載重汽車質(zhì)量大，動

8、能大；小轎車的質(zhì)量小，但速度大，動能大 雨天路面滑，摩擦力小例5兩個相同的籃球，表面潮濕，從不同高度自由落至同一地面留下的印跡如圖所示.關(guān) 于初始時籃球的重力勢能，下列說法正確的是（）落在a處的大B.落在b處的大.C.兩個一樣大D.無法比較大小解析：兩個相同的籃球，質(zhì)量相同，在高度不明的情形下，判斷其重力勢能的大小，可以根 據(jù)籃球在與地面撞擊過程中的形變程度來判斷，形變程度越大在地面上留下的印跡也越大， 所以可以看出b的形變要比a的形變大，故b的重力勢能就大。答案：B題型四：彈性勢能例6市場上的乒乓球質(zhì)量參差不齊，陳華同學(xué)買了兩種不同品牌的乒乓球，為了比較兩只乒 乓球彈性的大小，他人設(shè)計了幾種

9、方案，你認(rèn)為最好的是（）A、把兩球向墻擲去，比較它們反彈后離墻的距離B、讓兩球置于乒乓球桌面上方同一高度自由落下，比較它們反彈的高度C、用乒乓球拍分別擊打兩球，比較兩球飛出去的距離D、用手捏乒乓球，比較它們的硬度解析：比較兩只球的彈性，看反彈的距離判斷彈性的大小，但是要用相同的力進(jìn)行投擲，但 這樣操作力的大小無法控制，最好的是讓它們自由下落，比較反彈的高度，反彈的高，其彈 性好，反彈的低，其彈性差。答案：B題型五：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化例7跳傘運(yùn)動員在空中打開降落傘后，勻速下落的過程中，運(yùn)動員的（）動能增加，重力勢能減少，機(jī)械能不變 B.動能不變，重力勢能減少，機(jī)械能減少C.動能減少，重力勢能增加，機(jī)

10、械能增加D.動能不變，重力勢能不變，機(jī)械能不變 解析:動能是否變化看其質(zhì)量和速度是否變化，重力勢能是否變化看其質(zhì)量和高度是否變化； 在跳傘過程中其質(zhì)量不會變化，而又是在勻速下落，速度不變、高度降低，所以動能不變， 重力勢能減小，總的機(jī)械能減小。（不能正解為重力勢能轉(zhuǎn)化為動能）答案：B題型六機(jī)械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化例8把一個薄壁金屬管固定在桌上，里面放一些酒精，用塞子塞緊，拿一根繩子在管外繞幾 圈，并迅速地來回拉動繩子，過一會兒，你會看到塞子跳了起來，如圖所示。從能量的角度 分析,這個現(xiàn)象表明。解析：繩子與金屬管摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；高溫筒壁對酒精加熱，這是能量的轉(zhuǎn)移；高 溫酒精推動塞子做功，

11、使塞子跳起，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。所以在整個過程中，存在著內(nèi)能和 機(jī)械能之間的相互轉(zhuǎn)化，也存在著能量的轉(zhuǎn)移。能答出“內(nèi)能和機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化” 即可。答案：內(nèi)能和機(jī)械能之間可以相互轉(zhuǎn)化（和轉(zhuǎn)移）（20-40 分鐘）基礎(chǔ)演練下列說法中正確的是用同樣的速度拋出去的鉛球和乒乓球具有相等的動能重力勢能相等的物體一定在同一高度上兩輛相同的汽車，行駛在同一條公路上，它們具有相等的動能同一物體的彈性形變越大時，它所具有的彈性勢能也越大小孩從滑梯上勻速下滑的過程中，下列說法中正確的是A.重力勢能減少，動能增加B.重力勢能增加，動能減少C.重力勢能增加，動能不變D.重力勢能減少，動能不變關(guān)于能量的大小，下列說法

12、中錯誤的是B.質(zhì)量大的物體，動能不一定大D.質(zhì)量越大的物體，被舉得越高，其重力勢能A.運(yùn)動速度越大的物體，動能也越大C.質(zhì)量大的物體，其重力勢能不一定大就越大騎自行車上坡前，一般要加緊蹬幾下，這是為了D.增大沖力A.增大慣性B.增大動能C.增大勢能物體在平衡力的作用下，下列說法中正確的是A.具有的機(jī)械能一定不變B.具有的動能一定不變C.具有的重力勢能一定不變D.無法判斷如圖所示在光滑水平面上一鐵球勻速向前滾動，正前方有一自然彈簧，鐵球壓縮彈簧的過程中（）多選A.鐵球的動能減少B.彈簧的勢能減少C.鐵球的動能不變D.彈簧的勢能增加 TOC o 1-5 h z （2015春衡陽縣期末）在下列情況中

13、，物體既具有動能又具有勢能的是（）A.海面上航行的輪船B.空中飛行的子彈C.吊在天花板上的電燈D.拉長的橡皮條（2015*郴州二模）體積相等的實心銅球和實心木球在水平地面上以相同的速度做勻速直線運(yùn)動，銅球的動能為Ek銅，木球的動能為Ek木.已知銅的密度大于木頭的密度，則（）A- Ek 銅Ek 木B- Ek 銅Ek 木C Ek銅=Ek木D無法判斷（2015濟(jì)南模擬）從雪山上勻速下滾的雪球越來越大，則下列說法正確的是（）A.雪球的動能一定增大B.雪球的勢能一定減小C.雪球的機(jī)械能一定不變D.雪球的動能一定不變（2014秋崇川區(qū)校級月考）一個大人和一個小孩，都在地面上時，重力勢能和動能都為零，若他們

14、都跑上樓，到達(dá)樓上時動能相同，此時（）它們的勢能相等，小孩速度大它們的勢能相等，大人速度大大人的勢能大，小孩的速度大大人的勢能大，速度也大 木塊從粗糙的斜面頂端勻速下滑到底端的過程中（）木塊的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能木塊的動能增加，重力勢能減小木塊有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能木塊的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能方法總結(jié)（5分鐘）機(jī)械能守恒（1）物體通常既具有動能，又具有勢能。（2）當(dāng)物體只受重力和彈力，不受阻力（如空氣摩擦阻力、粗糙面摩擦阻力）時，機(jī)械能 總量保持不變。即動能減小了多少，勢能就增加多少；勢能減小了多少，動能就增加多少。 能的轉(zhuǎn)化和守恒定律：能量既不會消失，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一

15、種形式， 或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不變。能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。無論是機(jī)械運(yùn)動，還是生 命運(yùn)動，無論是宇宙天體，還是微觀粒子，都遵循這個定律。能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化有一定的方向性。（1）“永動機(jī)”不可能成功是因為它違背了能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。（2）自然界的事物的運(yùn)動和變化都必須遵循能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，但符合能量和守恒定律 的事件卻不一定能夠發(fā)生。優(yōu)能測1、滾擺在上升過程中動能，重力勢育（選填“增加”，“減小” 或“不變”），能轉(zhuǎn)化為 能。2、利用傳送帶將貨物勻速送到高處的過程中，貨物的動能，重力勢能， 總機(jī)械能。（選填“增大

16、”“減小”或“不變”）3、彈射式模型飛機(jī)是由橡皮繩發(fā)射的，在發(fā)射的過程中，橡皮繩白 能轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的 能。在空中勻速飛行的飛機(jī)的重力勢能是6X103 J，動能是4X103 J，飛機(jī)的機(jī)械能是 J。4、動能和勢能是可以相 的.如果只在二者之間發(fā)生轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的總和保持不變，即機(jī)械能.5、人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過程中可以認(rèn)為其機(jī)械能守恒.它在軌道上運(yùn)行的過程中，有 時離地面較遠(yuǎn)，有時離地面較近.離地球中心最遠(yuǎn)的一點叫遠(yuǎn)地點，這里衛(wèi)星的勢能，動能；離地球中心最近的一點叫近地點，這里衛(wèi)星的勢育， 動能.6、下列過程中屬于是動能轉(zhuǎn)化為勢能的是（）A.卷緊發(fā)條的玩具汽車跑起來B.拋出去的石頭在下落過程中C.降落傘正在勻速下降D.人造地球衛(wèi)星從近地點向遠(yuǎn)地點運(yùn)動時豎直向上拋出的正在上升的石塊F.從斜槽上滾下的鋼珠7、一輛汽車沿著山坡勻速地上