機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

1、動(dòng)能和勢(shì)能及能量的轉(zhuǎn)化1. 能量（ 1 ）定義：一個(gè)物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱能。（ 2） 實(shí)質(zhì)：物體做功的過(guò)程就是能的轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程，物體做功越多，說(shuō)明某種能轉(zhuǎn)化為別的形式的能就越多。 功是一個(gè)過(guò)程量，一個(gè)物體能夠做功我們就說(shuō)它具有能量。能量是描述一個(gè)物體做功本領(lǐng)的物理量，是一個(gè)狀態(tài)量。 理解能夠做功：能夠做功說(shuō)的是它不一定正在做功，可能是沒(méi)做功，但是她是可以做功的，比如舉高的重錘在空中靜止時(shí)，她雖然沒(méi)有做功，但是當(dāng)他落下時(shí)，可以將木樁打進(jìn)地面，所以舉高的重錘有做功的本領(lǐng)，她具有能量。 一個(gè)物體能夠做的功越多，它具有的能量越大。例如，同一個(gè)重錘被舉的越高，落下時(shí)把木樁砸進(jìn)地里

2、面越深，這說(shuō)明據(jù)的越高的物體做得功越多，所以說(shuō)它具有的能量就越大，因此我們可以用作功的多少來(lái)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(guó)際制單位中，功的單位是焦耳（J ） ，能的單位也是焦耳（J）2. 動(dòng)能（1） 定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而能夠做功，她具有的能量稱為動(dòng)能。（2） 一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能（3） 影響動(dòng)能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度 .其中物體的動(dòng)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(duì)動(dòng)能的影響是比較大的。在討論質(zhì)量和速度對(duì)動(dòng)能大小的影響時(shí)，必須要注意兩個(gè)因素的“同時(shí)性”。例如：一顆子彈的速度遠(yuǎn)大于火車的速度，但是并不能說(shuō)子彈的動(dòng)能就一定大于火車

3、的動(dòng)能，因?yàn)樽訌椀馁|(zhì)量比火車的小得多；也不能說(shuō)因?yàn)榛疖嚨馁|(zhì)量比子彈大的多就說(shuō)火車的動(dòng)能比子彈大。因此要兩個(gè)因素同時(shí)考慮。（4） 在分析物體的動(dòng)能大小時(shí)，要同時(shí)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(gè)；例如在公路上勻速行駛的灑水車，盡管她的速度沒(méi)發(fā)生改變，但是其質(zhì)量在不斷的變小，所以動(dòng)能也變小。3. 重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為勢(shì)能。（ 1 ） 重力勢(shì)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(shū)本都具有重力勢(shì)能。物體的重力勢(shì)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(shì)能越大。 決定重力勢(shì)能大小的一

4、個(gè)重要因素是物體的質(zhì)量，在相同高度時(shí)，物體的質(zhì)量越大，重力勢(shì)能就越大。決定重力勢(shì)能大小的另外一個(gè)重要因素是“高度”，當(dāng)物體的質(zhì)量相同是，物體被舉的越高，其重力勢(shì)能就越大。在分析重力勢(shì)能大小的時(shí)候，要同時(shí)考慮到物體的質(zhì)量和被舉的高度兩個(gè)因素。在沒(méi)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(shì)能當(dāng)作零。（ 3）彈性勢(shì)能： 彈性勢(shì)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(shì)能，關(guān)鍵是看物體是否發(fā)生了彈性形變。 彈性勢(shì)能的大小和彈性形變的大小、材料有關(guān)。同一物體的彈性形變?cè)酱?。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(tái)上準(zhǔn)備跳水的運(yùn)動(dòng)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(yùn)用控制變量法探究影響動(dòng)能大小因素。(1)實(shí)驗(yàn)裝置如圖，小球的動(dòng)能大小由木箱被推動(dòng)的距離的遠(yuǎn)近來(lái)表示。(2)探究過(guò)程：第一步：讓大小兩個(gè)鐵球分別從同一高度自由滾下，推動(dòng)桌面上的木箱，分別幾下木箱倍推動(dòng)的距離。第二步：取兩個(gè)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(dòng)的距離。(4) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析：實(shí)驗(yàn)我們是通過(guò)觀察木塊移動(dòng)的距離來(lái)推斷動(dòng)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(dá)到斜面底端的速度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)一我們可以得出結(jié)論：運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越

6、大，動(dòng)能越大。通過(guò)實(shí)驗(yàn)二可以看出：當(dāng)物體的質(zhì)量相同時(shí)， 物體運(yùn)動(dòng)的速度越大， 其動(dòng)能也越大。綜合上面得出結(jié)論：動(dòng)能的大小和物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量相同的物體運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能就越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能就越大。5.用控制變量法探究影響重力勢(shì)能大小的因素。(1)Ml町*3實(shí)驗(yàn)如圖所示。用物體下落在沙槽里面砸下的深度看重力勢(shì)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(shì)能的大小。結(jié)論物體質(zhì)量相同時(shí)，高度越高重力勢(shì)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(shì)能的大小。結(jié)論高度一樣的物體，質(zhì)量越大重力勢(shì)能越大。6、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1、機(jī)械能：動(dòng)能與勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能

7、。如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變，或者說(shuō)，機(jī)械能是守恒的。2、動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能 3、動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。1. 探究滾擺實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意觀察：滾擺在下降過(guò)程中速度如何變化；上升階段速度如何變化.注意分析的問(wèn)題：到最高點(diǎn)時(shí)，高度 、速度 ;說(shuō)明了 ;到最低 點(diǎn)時(shí)，高度 、

8、速度 ;說(shuō)明了 ;在下降過(guò)程中，高度、速度 : 說(shuō)明了 ;在上升過(guò)程中，高度 、速度 ,說(shuō)明了 。實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 。2 .探究單擺實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)要注意觀察： 單擺在左擺過(guò)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(diǎn)時(shí)，高度 _ ,速度 ,說(shuō)明 ;小球擺到最低點(diǎn)時(shí)，高度 , 速度，說(shuō)明 ;實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yùn)動(dòng)具有什么能？結(jié)論： 。4 .人造地球衛(wèi)星在繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，分析能量的轉(zhuǎn)化.思考：當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的勢(shì)能、動(dòng)能、速度如何變化？當(dāng)衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的勢(shì)能、動(dòng)能、速度如何變化？衛(wèi)星在

9、近地點(diǎn)的動(dòng)能最 ,勢(shì)能最 ;衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的動(dòng)能最 ,勢(shì)能l . 一個(gè)物體,我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能5 .物體由于 而具有的能叫動(dòng)能，物體動(dòng)能的大小 和 有關(guān)。6 .物體由于 而具有的能叫重力勢(shì)能，物體的重力勢(shì)能的大小與 和有關(guān)。物體發(fā)生 具有的能叫彈性勢(shì)能，物體彈性勢(shì)能的大小與 有關(guān)。4、（2011天津）滑雪運(yùn)動(dòng)員從山頂加速下滑的過(guò)程中，他的（）A、重力勢(shì)能增加，動(dòng)能增加 B 、重力勢(shì)能減少，動(dòng)能減少C、重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減少 D、重力勢(shì)能減少，動(dòng)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(dòng)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(wú)法比較6 （2011自貢）、四川省第十一屆運(yùn)動(dòng)會(huì)已于2010年8月9日至19日在自貢市隆重舉行。來(lái)自全省21個(gè)市、州的參賽運(yùn)動(dòng)員共同角逐跳高項(xiàng)目的金牌。跳高運(yùn)動(dòng)員從地面向上跳起至越竿的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的 能轉(zhuǎn)化為 能。7. （2011哈爾濱）（2分）如圖所示，彈簧將小球彈起，說(shuō)明力的作用效果是 ;小球離開(kāi)彈簧繼續(xù)上升過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化是 .（不計(jì)空氣阻力）8. （2011煙臺(tái)）小明利用裝有細(xì)沙的盒子、小桌、祛碼、木塊等器材，探究“重力勢(shì)能的大小 . ”（第401K圖）與哪些因素有關(guān)”，其過(guò)程如圖17所示（1）小明通過(guò)觀察什么來(lái)判斷重力勢(shì)能的大小？（2）分析比較甲、乙兩圖中的

11、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出的結(jié) 論是什么？（3）圖乙和圖丙探究的問(wèn)題是什么？9. （2011煙臺(tái)）.立定跳遠(yuǎn)是中學(xué)生體育測(cè)試項(xiàng)目之一.圖10是立定跳遠(yuǎn)時(shí)的分解圖.運(yùn)動(dòng)員起跳后仍能繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)?運(yùn)動(dòng)員在空中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化過(guò)程為10. （2011北京）下列說(shuō)法中正確的是A.做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體的機(jī)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(duì)雞蛋的作用力大于雞蛋對(duì)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(yáng)打排球，排球離開(kāi)手后向上運(yùn)動(dòng)到一定高度又落回地面。不計(jì)空氣阻 力，關(guān)于排球離開(kāi)手后的

12、運(yùn)動(dòng)過(guò)程，下列說(shuō)法中正確的是A.排球在上升過(guò)程中，小陽(yáng)對(duì)排球做功B.排球在下落過(guò)程中，排球的重力勢(shì)能變小C.排球在上升過(guò)程中，排球受到的力的方向豎直向下D.排球在下落過(guò)程中，排球所受的重力做功越來(lái)越快12. （2011山西）如圖5所示，“套圈”出手后，從 a點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中（不計(jì)空氣阻力），列說(shuō)法正A .“套圈”由a到b過(guò)程中，動(dòng)能逐漸增大B .“套圈”在b點(diǎn)的機(jī)械能大于a點(diǎn)的機(jī)械能D. “套圈”由a到b再到c過(guò)程中，重力勢(shì)能先C .“套圈”由b到c過(guò)程中，機(jī)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(cè)試“引體向上”時(shí)的示意圖。關(guān)于“引體向上”，下列說(shuō)法中正確的是（

13、）A.身體懸掛不動(dòng)時(shí)，勢(shì)能為零B.身體上升時(shí)，重力做功，勢(shì)能減少C.身體下降時(shí)，重力做功，勢(shì)能增加D.身體上升時(shí)，克服重力做功，勢(shì)能增加14. （2011綿陽(yáng)）2011年4月10月，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭,成功將北斗八號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射到預(yù)定橢圓軌道，該橢圓軟道近地點(diǎn)約 200千米，遠(yuǎn)地點(diǎn)約3599千米，如圖是北斗八號(hào)一導(dǎo)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(yùn) 行的過(guò)程中機(jī)械能守恒，則關(guān)于該衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行過(guò)程中勢(shì)能、動(dòng)能、速度的 變化是A.勢(shì)能增加、動(dòng)能減小、速度減小B.勢(shì)能減小、動(dòng)能增加、速度增加C.勢(shì)能減小、動(dòng)能增加、速度不變D.勢(shì)能不變、動(dòng)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(huì)越來(lái)越快.在這個(gè)過(guò)程中（）A.動(dòng)能增加，勢(shì)能減少 B .動(dòng)能增加，勢(shì)能增加C.動(dòng)能不變，勢(shì)能減少 D .動(dòng)能減少.勢(shì)能增加（2011宿遷）海底發(fā)生的地震會(huì)引發(fā)海嘯，海嘯在形成時(shí)只有幾厘米或幾米高，進(jìn)入海岸 線淺灘時(shí)，受海底阻力的作用，速度會(huì)減慢，但高度會(huì)增加，海水的 能轉(zhuǎn)化為 能.16. （2011荊門）跳傘運(yùn)動(dòng)員在跳下飛機(jī)一段時(shí)間后降落傘打開(kāi)，降落至地面時(shí)速度為零，運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)傘到降至地面的過(guò)程中動(dòng)能,重力勢(shì)能 。（選填“增大”、“減小”或“不變”）（2011宿遷）海底發(fā)生的地震會(huì)引發(fā)海嘯，海嘯在形成時(shí)只有幾厘米或幾米高，進(jìn)入海岸 線淺灘時(shí)，受海底阻力的作用，速度會(huì)減慢，但高度會(huì)增加，海水的 能轉(zhuǎn)化為 能.