动能势能机械能

1、主讲教师：王爱龙主讲教师：王爱龙【学习目的】【学习目的】通过实例分析、认识运动的物体能够做功，具有动能。复习动能的概念。实验探究影响动能大小的因素、知道动能的大小与质量、速度两个因素有关。探究影响重力势能、弹性势能的大小的因素。认识并理解动能和势能的转化过程，解释有关物理现象。【重点难点】【重点难点】重点：决定动能、弹性势能、重力势能大小的因素，动能与势能的相互转化。难点：能量的概念、能量与做功的关系。【知识梳理】【知识梳理】1理解能的概念能量简称为能一个物体能够做功，我们就说这个物体具有了“能”。能量是表示物体做功本领大小的物理量，能量的大小可以用能够做功的多少来衡量一个物体能够做的功越多，

2、它具有的能量就越大。物体能够做功，我们就说它具有能量，关键字是“能够做功”，能够做功并不表示正在做功，具有能量的物体能够做功，可能正在做功，也可能不在做功，但有做功的本领。打一个比喻，“能量”就好像是你所拥有的“钱”，是一个状态量，而“做功”好比你买东西购物的过程。有钱就具有买东西的“本领”，有钱并不表示正在买东西。例题：关于能的概念，下列说法中正确的是（ ） A一个物体能够做功，就说这个物体具有能 B用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能 C一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多 D一个物体做了功，说明这个物体具有能解析：一个物体能够做功。就说这个物体具有能，但并不表明“正在”做功

3、，也不是“已经”做功，而是“可以”做功。没做功并不代表不能做功。所以选项C和D都是错误的，正确答案为A。2动能与影响动能大小的因素一切运动的物体都具有动能，动能的大小取决于物体的质量和其速度的大小。一颗子弹，拿在手中并不可怕，因为它是静止的；如果从另外一个人砸过来，你就要躲开，因为砸在头上，头上会起一个大包；如果从枪膛中打出来，对人是致命的，为什么呢？动能的大小与速度大小有关。枪打出的子弹速度很大，动能很大。一个3岁小孩跑过来撞你，你也许不会躲开，因为小孩的质量，动能小。而一辆车开过来，你不得不躲，它的质量很大，同样的速度，动能就大。例题：如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验。(1)实验

4、中你通过观察 知道动能的大小的 (2)实验中 采用方法，使钢球和铜球滚到水平面速度相同。(3)图甲和图乙，探究的问题是 。 解析：物体的动能与物体质量大小有关和物体速度大小有关。那么我们用控制变量法来找出这些物理量的数量关系。根据小车推木块，将木块推的远近来判断小车能够做功的多少，也就是具有的动能的多少。研究动能与速度的关系，排除质量的影响所以选同一小车，从不同高度处滑下，位置越高的小车获得速度越大，将木块推的越远。表明速度越大，动能越大。研究动能与质量的关系，让两个质量不同的小车从同一高度处滑下，看到质量大的小车将木块推得远。表明质量越大，动能越大。3重力势能与影响重力势能的因素物体由于被举

5、高而具有的能，叫重力势能。把一个铁块用细绳拴起来悬在你的头顶，你会有什么感觉？会担心绳子牢不牢，铁块会不会掉下来，虽然铁悬在那里没动，但被举高的铁块具有重力势能，一旦绳子断了，能量就会释放出来，会砸死人的。重力势能大小取决于物体的质量和高度两个因素，比较两个物体的重力势能大小，仍然需要注意控制变量，在相同高度的情况下，两个物体质量大的势能大。同一物体或是质量相同的物体，高度越高，势能越大。例题：如图所示的实验是松手让重物落下将小木桩打入沙中的情形。(1)实验中重物的重力势能的大小是通过观察 现象知道。 (2)比较图 可知：重物的质量相等时，物体被举得越高，它具有的重力势能就越多。 (3)比较图

6、B，C可知： 相等时， 。 解析：物体的重力势能与物体质量大小有关和物体被举高的高度有关。那么我们用控制变量法来找出这些物理量的数量关系。根据重物撞击木桩，将木桩打进沙坑的深度来判断重物能够做功的多少，也就是具有的重力势能的多少。比较图A，B可知：重物的质量相等时，物体被举得越高，它具有的重力势能就越多。比较图B，C可知：高度相等时，物体的质量越大，物体的重力势能就越多。4弹性势能与影响弹性势能的因素物体由于发生弹性形变而具有的能，叫弹性势能，拉长的橡皮条，压缩的弹簧、张开的弓、上紧的手表发条等都是物体具有弹性势能的典型例子。物体有弹性无形变或有形变没有弹性，都没有弹性势能，只有在既有弹性又有

7、形变的情况下才有弹性势能。弹性势能的大小，决定于弹性形变的程度。实际上物体的弹性势能大小除了与物体的弹性形变程度有关外，还与物体本身发生弹性形变的难易程度有关。对同一个物体，弹性形变的程度越大，它具有的弹性势能就越大。5机械能的概念动能和势能统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量，对应于物体的机械运动。机械能为动能和势能的总和，势能又分为重力势能和弹性势能两种形式，因此影响机械能的因素也就是影响动能、重力势能、弹性势能的因素，分析时要全面考虑。例题：在水平桌面上放着两个体积相同的木球和铁球，木球做匀速直线运动，铁球静止，如图所示，已知木铁，则（ ） A木球的机械能一定大于铁球的机械能 B

8、木球的机械能一定小于铁球的机械能 C木球的机械能一定等于铁球的机械能 D木球的机械能可能等于铁球的机械能解析：球的机械能动能势能，比较机械能的大小，要同时比较动能和重力势能的大小。比较动能，铁球静止，而木球运动，故铁球动能为零，木球有动能。比较重力势能，铁球与木球高度相同，而体积相同的铁球的质量大于木球的质量，故铁球的重力势能大于木球的重力势能。正确答案应为D。6动能和重力势能、动能和弹性势能之间的相互转化动能和重力势能之间可以相互转化。如图所示，滚摆下降时，高度越来越小，速度越来越大，重力势能转化为动能；滚摆上升过程，越转越慢，重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。如图所示的单

9、摆，小球从A点摆向最低点B时，位置越来越低，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。小球从B点摆向C点时小球上升位置越来越高，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。例题：如图所示，人造地球卫星绕地球运行过程中发生 能和 能的相互转化。其中从近地点向远地点运行时 能转化为 能，运行速度越来越 ；从远地点向近地点运行时 能转化为 能。解析：如图所示，人造卫星绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时，势能转化为动能，从近地点向远地点运动时，动能转化为势能。例题：如图所示的实验。甲图：木球从斜槽滚人水平槽的过程中，木球的 能转化为 能，在水平槽中前进时具有 能；乙图：木球接触弹簧并将其压缩的过

10、程中，木球的 能转化为弹簧的 能；丙图：被压缩的弹簧要恢复原状，把木球弹回的过程中，弹簧的 能减少，木球的 能增大， 能转化为能。解析：小球与弹簧的碰撞实验：小球从斜面上滚下是是重力势能转化为动能，在小球接触弹簧后把弹簧压缩的过程中，小球的速度减小，弹簧的形变增大，则小球的动能在减小，弹簧的弹性势能在增大，即动能转化为弹性势能。在弹簧恢复原状把小球弹回的过程中，木球的速度增大，弹簧片的形变减小，则小球的动能在增大，弹簧片的弹性势能在减小，即弹性势能转化为动能。【学习目的】【学习目的】学习内能的概念，知道任何一个物体都具有内能。知道温度与内能之间的关系。知道热传递是改变物体内能的一种方式，知道热

11、传递的实质是内能的转移的过程。了解热量的概念，知道热量的单位，能正确使用“热量”这一术语。【重点难点】【重点难点】重点：对物体内能的认识，热传递中传递的能量与内能大小的关系。难点：内能与机械能的区别，热量的概念。【知识梳理】【知识梳理】1物体内能的概念构成物质的分子都在做无规则运动，因而它们具有动能，物体内大量分子做无规则运动所具有的能量称为分子动能。由于分子之间具有一定的距离，也具有一定的作用力，因而分子具有势能，称做分子势能。物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。需要注意的是：(1)内能是指物体的内能，而不是分子的内能，更不是个别分子或少数分子所具有的，而是物

12、体内部所有分子共同具有的动能和势能的总和，所以单纯考虑一个分子的动能和势能是没有现实意义的；(2)一切物体在任何情况下都具有内能一切物体中的分子都在做永不停息的无规则运动，分子间都有分子力的作用，一切物体在任何情况下都具有内能，也就是说，内能是一切物体都具有的一种形式的能量。影响物体内能大小的因素：一是质量，它影响分子的数目；二是温度，它影响分子的动能大小。同一物体在没有物态变化的前提下，温度越高，物体的内能越大，温度越低，物体的内能越小。但有物态变化时，情况就不同了，例如：晶体熔化过程中、液体的沸腾过程中。物体吸热，内能增加，但温度却保持不变。故同一物体，温度升高，内能一定增加，反过来，内能

13、增加，温度不一定增加，有可能保持不变。例题：关于物体的内能、分子运动的速度和温度变化三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ） A物体的温度升高，分子运动速度加快，内能一定增加 B物体的内能增加，则物体的温度一定升高 C当物体的温度为0时，分子的热运动将停止，物体也就没有内能 D物体的温度不变，则内能一定也不变解析：A说明：物体的内能是物体内所有分子的动能和势能的总和，因此，内能的大小与分子的总数目有关，对于同一个物体，由于分子总数目是一定的，所以温度升高，内能就增加；物体内能增加，物体温度不一定升高，因为分子动能不增加，物体的温度不升高，分子的内能仍可随分子势能的增加而增加，所以，物体温度不变

14、，内能不一定不变2热运动分子的无规则运动的速度跟温度有关，温度越高，分子无规则运动的速度越大，扩散运动越快，物体内部大量分子的无规则运动，叫做热运动。分子的热运动是大量分子无规则运动的表现，因此内能有时也叫热能。例题：烧菜时，老远就能闻到菜的香味，当菜冷下来后，香味就渐渐减小了，这是为什么？解析：“烧菜时”和“菜冷下来”是重要的区别，两者的温度不同，温度越高，分子无规则运动就越激烈。解答：烧菜时温度很高，菜和佐料的分子运动很激烈，有大量的分子扩散到周围的空气中；菜冷下来，温度降低，分子运动变慢，扩散到周围空气中的分子数减少了，所以会有这样的不同。3内能和机械能的区别内能是物体内部所有分子做无规

15、则运动的能的总和。这种无规则运动，是分子在物体内部不停的运动，而不是随着物体整体一起所做的运动；而机械运动则是物体作为整体所具有的能量，一个物体在任何情况下都有内能但是一个物体在一定的情况下可以没有机械能。内能和机械能是两个范畴的能量，不要混淆，内能是微观世界的分子能量的宏观表现，机械能是宏观世界中的物体具有的能量。例题：关于物体的内能，下列说法中正确的是（ ） A.一切物体都具有内能B.0时物体没有内能C.物体的内能增加，温度一定升高D.物体没有机械能，也一定没有内能解析：本题考查对物体内能的理解。物体内能是所有分子的动能和势能的总和，它的大小决定于分子热运动和分子间相互作用的情况。一切物体

16、的分子都在运动，一切物体都具有内能，即使是0时的物体，其内部分子仍在运动，所以0的物体也具有内能；物体的内能增加，其温度不一定升高，如0的冰融化成0的水，它吸收了热量，内能增加，但温度并没有升高；物体的内能是不同于机械能的又一种形式的能，它和机械能之间没有必然的联系。4热传递的规律是什么条件：只要物体之间或同一物体的不同部分之间存在着温度差就会发生热传递，直到温度变得相同（即没有温差）为止。热传递的方向是从高温物体传向低温物体。实质：内能从高温物体传到低温物体或同一物体的高温部分传到低温部分，也就是说内能在物体间发生转移，而能的形式并未发生变化。热量的实质是热传递过程中，内能转移的数量，内能转

17、移的多少叫热量。热量是一个过程量，是热传递过程中，物体吸热或放热的多少，因此物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小，只有热传递过程中，才有内能的转移，才讨论热量的问题。热量的大小与物体内能的多少、物体的温度高低没有关系。例题：将装有热奶的奶瓶放入温度与室温相同的水中。图甲所示容器中的水温约为20，热奶的温度约为90。经过一段时间，再测量一下容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度均为40。 (1)分别画出容器中水的温度和奶瓶中热奶的温度随时间变化的图像。 (2)热奶的内能 ，容器中水的内能 。解析：(1）图像如图乙所示。 (2)热奶的内能减少，容器中水的内能增加。甲 乙5正确认识温度、内能和热量三者之间的关系温度是物体的冷热程度、内能是物体的一种能量形式，而热量是在热传递过程中，传递的内能的多少。温度和内能都是物体具有的，是状态量，而热量是物体吸收或放出的，不是物体具有的，是过程量。它们之间的联系是：温度变化，可以改变一个物体的内能多少，传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。一般来说，在热传递过程中，高温物体放出热量，内能减少，温度降低；低温物体吸收热量，内能增大，温度升高。但有些物体吸收热量或放出热量后，内能增加或减小，但温度保持不变，例如，晶体的熔化和凝固过程。例题：下列说法中正确的是（ ） A温