机械能及其转化

1、动能和势能及能量的转化1. 能量（ 1 ）定义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。（ 2） 实质：物体做功的过程就是能的转过过程，物体做功越多，说明某种能转化为别的形式的能就越多。 功是一个过程量，一个物体能够做功我们就说它具有能量。能量是描述一个物体做功本领的物理量，是一个状态量。 理解能够做功：能够做功说的是它不一定正在做功，可能是没做功，但是她是可以做功的，比如举高的重锤在空中静止时，她虽然没有做功，但是当他落下时，可以将木桩打进地面，所以举高的重锤有做功的本领，她具有能量。 一个物体能够做的功越多，它具有的能量越大。例如，同一个重锤被举的越高，落下时把木桩砸进地里

2、面越深，这说明据的越高的物体做得功越多，所以说它具有的能量就越大，因此我们可以用作功的多少来衡量物体具有的能量的大小。 能量的单位：能量的单位与功的相同，在国际制单位中，功的单位是焦耳（J ） ，能的单位也是焦耳（J）2. 动能（1） 定义：物体由于运动而能够做功，她具有的能量称为动能。（2） 一切运动的物体都具有动能（3） 影响动能大小的因素：物体的质量和速度 .其中物体的动能和物体的质量成正比，和速度的平方成正比，可以看出速度对动能的影响是比较大的。在讨论质量和速度对动能大小的影响时，必须要注意两个因素的“同时性”。例如：一颗子弹的速度远大于火车的速度，但是并不能说子弹的动能就一定大于火车

3、的动能，因为子弹的质量比火车的小得多；也不能说因为火车的质量比子弹大的多就说火车的动能比子弹大。因此要两个因素同时考虑。（4） 在分析物体的动能大小时，要同时考虑到质量和速度是否在发生变化，不能只考虑其中的一个；例如在公路上匀速行驶的洒水车，尽管她的速度没发生改变，但是其质量在不断的变小，所以动能也变小。3. 重力势能和弹性势能统称为势能。（ 1 ） 重力势能：由于被举高而具有的能量。例如倍举高的重锤，在空中飞行的子弹，大山中一块伸出的怪石、课桌上放的书本都具有重力势能。物体的重力势能的大小取决于物体的质量和被举的高度，物体的质量越大，在的位置越高，它具有的重力势能越大。 决定重力势能大小的一

4、个重要因素是物体的质量，在相同高度时，物体的质量越大，重力势能就越大。决定重力势能大小的另外一个重要因素是“高度”，当物体的质量相同是，物体被举的越高，其重力势能就越大。在分析重力势能大小的时候，要同时考虑到物体的质量和被举的高度两个因素。在没有特别指明高度一般选地面。在初中阶段一般把地面上的物体的重力势能当作零。（ 3）弹性势能： 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。判断物体是否具有弹性势能，关键是看物体是否发生了弹性形变。 弹性势能的大小和弹性形变的大小、材料有关。同一物体的弹性形变越大。下列物体具有哪种能：(1)推出去的铅球，落地具有 ;(2)正在上坡的自行车，具有 ;(3)被拦

5、河坝拦住的河水具有 ;(4)在跳台上准备跳水的运动员，具有(5)钟表里卷紧的发条具有 ;(6)从枪膛里射出的子弹具有 。4.运用控制变量法探究影响动能大小因素。(1)实验装置如图，小球的动能大小由木箱被推动的距离的远近来表示。(2)探究过程：第一步：让大小两个铁球分别从同一高度自由滚下，推动桌面上的木箱，分别几下木箱倍推动的距离。第二步：取两个相同的铁球分别从不同的高度自由滚下，分别记录木箱倍推动的距离。(4) 实验现象和数据分析：实验我们是通过观察木块移动的距离来推断动能的大小的，控制铁球在斜面上的高度是为了光控制铁球达到斜面底端的速度。通过实验一我们可以得出结论：运动速度相同的物体，质量越

6、大，动能越大。通过实验二可以看出：当物体的质量相同时， 物体运动的速度越大， 其动能也越大。综合上面得出结论：动能的大小和物体的质量有关，质量相同的物体运动的速度越大，它的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大。5.用控制变量法探究影响重力势能大小的因素。(1)Ml町*3实验如图所示。用物体下落在沙槽里面砸下的深度看重力势能的大小。图一图二表示相同质量的物体，不同的高度，重力势能的大小。结论物体质量相同时，高度越高重力势能越大。图2.3表示不同质量的物体，高度一样比较重力势能的大小。结论高度一样的物体，质量越大重力势能越大。6、机械能及其转化1、机械能：动能与势能统称为机械能

7、。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。2、动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能 质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能 3、动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。1. 探究滚摆实验实验时要注意观察：滚摆在下降过程中速度如何变化；上升阶段速度如何变化.注意分析的问题：到最高点时，高度 、速度 ;说明了 ;到最低 点时，高度 、

8、速度 ;说明了 ;在下降过程中，高度、速度 : 说明了 ;在上升过程中，高度 、速度 ,说明了 。实验结论： 。2 .探究单摆实验：实验时要注意观察： 单摆在左摆过程中速度如何变化；右摆速度如何变化； 左右摆幅怎样。分析：小球摆到最高点时，高度 _ ,速度 ,说明 ;小球摆到最低点时，高度 , 速度，说明 ;实验结论：。3 .探究上紧发条的玩具：思考：上紧的发条具有什么能？松手后玩具运动具有什么能？结论： 。4 .人造地球卫星在绕地球转动的过程中，分析能量的转化.思考：当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能、动能、速度如何变化？当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能、动能、速度如何变化？卫星在

9、近地点的动能最 ,势能最 ;卫星在远地点的动能最 ,势能l . 一个物体,我们就说这个物体具有能5 .物体由于 而具有的能叫动能，物体动能的大小 和 有关。6 .物体由于 而具有的能叫重力势能，物体的重力势能的大小与 和有关。物体发生 具有的能叫弹性势能，物体弹性势能的大小与 有关。4、（2011天津）滑雪运动员从山顶加速下滑的过程中，他的（）A、重力势能增加，动能增加 B 、重力势能减少，动能减少C、重力势能增加，动能减少 D、重力势能减少，动能增加5、（2011莆田）质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么（）A、燕子比鸽子飞得快B 、鸽子比燕子飞得C燕子与鸽子飞

10、得一样D、两者速度大小无法比较6 （2011自贡）、四川省第十一届运动会已于2010年8月9日至19日在自贡市隆重举行。来自全省21个市、州的参赛运动员共同角逐跳高项目的金牌。跳高运动员从地面向上跳起至越竿的过程中，运动员的 能转化为 能。7. （2011哈尔滨）（2分）如图所示，弹簧将小球弹起，说明力的作用效果是 ;小球离开弹簧继续上升过程中的能量转化是 .（不计空气阻力）8. （2011烟台）小明利用装有细沙的盒子、小桌、祛码、木块等器材，探究“重力势能的大小 . ”（第401K图）与哪些因素有关”，其过程如图17所示（1）小明通过观察什么来判断重力势能的大小？（2）分析比较甲、乙两图中的

11、实验现象，得出的结 论是什么？（3）图乙和图丙探究的问题是什么？9. （2011烟台）.立定跳远是中学生体育测试项目之一.图10是立定跳远时的分解图.运动员起跳后仍能继续向前运动，是因为 运动员在空中运动过程中能量转化过程为10. （2011北京）下列说法中正确的是A.做匀速直线运动的物体的机械能保持不变B.密度越大、体积越大的物体的质量也越大图10C.鸡蛋掉到地板上摔破了，地板对鸡蛋的作用力大于鸡蛋对地板的作用力D.悬浮在水中的物体受到水的压力，压力的合力与该物体受到的重力是平衡力11. （2011北京）小阳打排球，排球离开手后向上运动到一定高度又落回地面。不计空气阻 力，关于排球离开手后的

12、运动过程，下列说法中正确的是A.排球在上升过程中，小阳对排球做功B.排球在下落过程中，排球的重力势能变小C.排球在上升过程中，排球受到的力的方向竖直向下D.排球在下落过程中，排球所受的重力做功越来越快12. （2011山西）如图5所示，“套圈”出手后，从 a点到c点的过程中（不计空气阻力），列说法正A .“套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大B .“套圈”在b点的机械能大于a点的机械能D. “套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先C .“套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小变大后变小图13. （2011桂林）图5是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引体向上”，下列说法中正确的是（

13、）A.身体悬挂不动时，势能为零B.身体上升时，重力做功，势能减少C.身体下降时，重力做功，势能增加D.身体上升时，克服重力做功，势能增加14. （2011绵阳）2011年4月10月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆软道近地点约 200千米，远地点约3599千米，如图是北斗八号一导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运 行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的 变化是A.势能增加、动能减小、速度减小B.势能减小、动能增加、速度增加C.势能减小、动能增加、速度不变D.势能不变、动能不变、

14、速度不变15. （2011泉州）骑自行车下坡.不踩脚踏板也会越来越快.在这个过程中（）A.动能增加，势能减少 B .动能增加，势能增加C.动能不变，势能减少 D .动能减少.势能增加（2011宿迁）海底发生的地震会引发海啸，海啸在形成时只有几厘米或几米高，进入海岸 线浅滩时，受海底阻力的作用，速度会减慢，但高度会增加，海水的 能转化为 能.16. （2011荆门）跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地面时速度为零，运动员从开伞到降至地面的过程中动能,重力势能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”）（2011宿迁）海底发生的地震会引发海啸，海啸在形成时只有几厘米或几米高，进入海岸 线浅滩时，受海底阻力的作用，速度会减慢，但高度会增加，海水的 能转化为 能.