动能和势能机械能及其转化已修改.docx
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动能和势能机械能及其转化已修改
功和机械能
(二)动能和势能机械能及其转化
学生姓名
年级
学科
物理
授课教师
日期
时段
核心内容
动能和势能机械能及其转化
课型
一对一/一对N
教学目标
1.理解动能、势能的概念
2.理解影响动能、势能的因素
3.知道机械能包括动能和势能
4.能用实例说明动能和势能之间可以相互转化,能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象
5.初步了解机械能守恒的含义
重、难点
影响动能和势能的因素;生活实例中,动能和势能转化的理解。
精准诊查
课首沟通
1、询问课程进度以及掌握情况
2、检查上次作业
3、沟通学习状态
知识导图
功和机械能
动能、势能
机械能及其转化
课首小测
1.关于物体的动能和势能,下列说法中正确的是()
A.质量大的物体一定比质量小的物体动能大
B.高速飞行的子弹一定比缓慢行驶的汽车的动能大
C.质量相同的两个物体放在同一高度,它们的重力势能一样大
D.一根弹簧被拉长时弹性势能增大,被压缩时弹性势能减小
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】D
互动导学
导学一:
动能和势能
知识点讲解:
动能和势能
1.能量
(1)概念:
一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能量。
能量是反映物体做功本领的物理量,一个物体具有的能量越大,它能够对外做的功就越多。
因此,我们可以通过比较物体做功能力的大小,来比较物体能量的大小。
(2)具有能量的物体能够做功,但不一定正在做功。
2.动能
(1)物体由于运动而具有的能叫动能,一切运动的物体都具有动能。
风吹着帆船航行,空气对帆船做了功;激流的河水把石头冲走,水对石头做了功;运动着的钢球打在木块上,把木块推走,钢球对木块做了功;打靶的子弹射击到靶子上,子弹对靶子做了功。
流动的空气和水、运动的钢球和子弹,它们能够做功,它们都具有能量。
空气、水、钢球、子弹是由于运动而能够做功的,它们具有的能量叫做动能。
一切运动的物体都具有动能。
(2)影响动能大小的因素:
质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
例如:
两辆相同的汽车,一辆满载,一辆空车,当它们以相同的速度行驶时,满载的一辆动能较大;一个人,跑步时与走路时相比,跑步时动能较大。
3.重力势能
(1)物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
我们在打桩时,先把重锤高高举起,重锤落下就能把水泥桩打入地里,重锤是由于被举高而能够做功的,高处的物体具有的能量叫重力势能,被举高的重锤、空中的飞机、课桌上的粉笔盒等都具有重力势能,物体重力势能的大小由物体的质量和被举高的高度决定,物体的质量越大,被举得越高,它具有的重力势能就越大。
(2)重力势能的大小跟物体的质量和物体被举高的高度有关,物体的质量越大,被举的越高,重力势能就越大。
4.弹性势能
物体由于弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
射箭运动员把弓拉弯,放手后被拉弯的弓能把箭射出去,被压缩的球拍将网球击出,对网球做功。
弓和球拍都是由于发生弹性形变而能够做功的,发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能。
重力势能和弹性势能统称势能
5.单位
与其他形式的能一样,动能和势能的单位也是焦耳,简称焦,符号是J。
例题
1.下列关于功和能量的说法中,正确的是( )
A.一块大石头在山顶上没动,它没有做功,所以它没有能量
B.一个物体正在光滑的水平面上做匀速直线运动,它没有做功,所以它没有能量
C.一个正在做功的物体,它一定具有能量
D.一个物体具有能量的多少,可以用它能做功的多少来衡量
【题型】单选题
【知识点】功;动能和势能
【参考答案】C
【解析】功其实是能变化的一种表现形式,可以概括的说,功是能变化的尺度,能量的大小不是用做功来衡量,而是做功衡量了转移或转化了多少能量。
根据能量的定义知,A、B项中大石头、物体虽没有做功,并不代表不能做功,故A、B项错;C项中一个正在做功的物体一定具有能量,故C项正确;能量的大小不是用做功来衡量,而是做功衡量了转移或转化了多少能量,故D项错。
总结:
物体具有能量仅仅说明物体具有做功的本领。
一个正在做功的物体一定具有能量;而一个具有能量的物体,它一定能做功,但它不一定在做功。
2.下列关于动能的说法不正确的是()
A.运动的物体只有动能
B.静止的物体不具有动能
C.一个物体随着速度的增加,动能增大
D.速度相同的重汽车比轻汽车的动能大
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】A
【解析】一个物体能够做功,就说明物体具有能量,能量的种类有很多,因为运动而具有的能是动能,但不能说明一个具有能量的物体只有动能,故A选项错误。
【思维对话】常见思维障碍:
不清楚动能是由于什么而具有的能量,以及不能应用影响动能的两个因素。
思维障碍点突破方法:
老师讲解时,建议让学生思考,物体什么状态下才具有动能,同时影响因素是什么。
提问1:
这道题中涉及动能的产生原因,那请你思考一下,动能动能,顾名思义,运动的能量,那物体什么状态下才会具有动能呢?
而在这个状态下是不是只具有动能呢?
提问2:
动能的大小受什么因素影响呢,是如何影响呢?
3.关于重力势能,下列说法中正确的是( )
A.吊在天棚上的灯没有做功,因此它不具有重力势能
B.放在三楼的西瓜重力势能比放在二楼的李子重力势能要大
C.被举得越高的物体重力势能越大
D.站在三楼的人的重力势能比站在二楼的人的重力势能大
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】B
4.高空中水平匀速直线飞行的飞机,向地面投下救灾物资,则飞机的动能和势能的变化情况是()
A.动能、势能都不变
B.动能不变,势能变大
C.势能不变,动能变大
D.动能、势能都变小
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】D
【解析】高空中水平匀速直线飞行的飞机,向地面投下救灾物资后,质量减小,速度不变,高度不变,则动能和重力势能都减小,所以D选项是正确的。
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1.关于行驶的货车和轿车的动能,下列说法可能正确的是( )
A.货车质量大所以动能大
B.轿车速度大所以动能大
C.可能一样大
D.一定不一样大
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】C
【解析】动能的大小不仅与质量有关,还与速度有关。
虽然货车的质量比轿车的大,但速度不一定大,所以两者的动能可能相等,也可能不相等。
2.“跳远”是一项常见的体育运动,跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳,这样做( )
A.增大了跳远运动员的惯性
B.减小了跳远运动员的惯性
C.减小了跳远运动员的动能
D.增大了跳远运动员的动能
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】D
【解析】跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳,改变的只是速度,而没改变运动员的质量,所以运动员的惯性没变,只是增加了运动员的动能,故A、B、C错误。
3.如图所示,甲乙为水平地面A点和B点上两个质量相等的物体,在水平恒定的拉力F的作用下,甲沿AB运动,乙沿BC匀速运动。
已知AB=BC,设AB段是光滑的,甲到达B点时动能为EB,BC段是粗糙的,乙到达C点时动能为EC,则EB和EC的关系是( )
A.EB=EC
B.EB>EC
C.EB<EC
D.不能确定
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】D
【解析】因为拉力F恒定不变,可知甲做加速运动,乙做匀速运动。
由于题目没有给出甲到达B点时候速度是否比乙的速度大,因此不能比较B、C两点甲乙动能大小
4.体积相同的铁球、木球,放在同一高度,铁球静止,木球运动,的重力势能大,的动能大。
(填“铁球”或“木球”)
【题型】填空题
【知识点】动能和势能
【参考答案】铁球;木球
【解析】根据ρ=m/V,体积相同,密度越大,质量越大,铁的密度大于木的密度,铁球的质量大于木球的质量;木球和铁球高度相同,铁球质量大于木球质量,铁球重力势能大于木球重力势能;铁球静止,动能为零,木球在运动,动能不为零,因此木球的动能大。
5.下列具有弹性势能的是,具有动能的是,具有重力势能的是。
①下落的陨石;②海上行驶的轮船;③上紧的钟表发条;
④压缩的弹簧;⑤拉长的弹弓皮筋;⑥水平马路上的跑步者
【题型】填空题
【知识点】动能和势能
【参考答案】③④⑤;①②⑥;①
6.在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中,三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击,陷入沙坑中的情况如图所示。
在此实验中,我们是通过观察什么来比较各铁块重力势能的大小的?
答:
________________________________。
若A、B两铁块质量相等,则两铁块下落高度的关系是hA________hB(填“>”或“<”);若A、C两铁块下落高度相等,则两铁块的质量关系是mA________mC(填“>”或“<”)。
实验得出的结论是:
物体重力势能的大小与________________________有关。
【题型】实验题
【知识点】动能和势能
【参考答案】木桩陷入沙坑的深度;<;<;质量和高度
【解析】铁块的重力势能就越大,说明木桩具有的能量就越多,木桩陷入沙坑越深;根据观察图像,重力势能一定时,若A、B两铁块质量相等,则A下落的高度小于B;重力势能一定时,若A、C两铁块下落的高度相等,则铁块A的质量小于C的质量;故结论为:
物体得重力势能与物体的质量和高度有关.
7.如图所示,让钢球从斜面上由静止滚下,打到一个小木块上,能将木块撞出一段距离,放在同一水平面上相同位置的木块,被撞得越远,表示钢球的动能越大,现在让质量不同的钢球从同一高度滚下,看哪块木块被推得远,回答以下问题:
(1)设计本实验的目的是研究____________________________________________________________;
(2)让不同的钢球从同一高度滚下是为了___________________________________________________;
(3)此实验得出的结论是______________________________________________________________________;
(4)下表给出了一头牛漫步行走和一名普通中学生百米赛跑时的一些数据:
物体
质量m/kg
速度v/m·s-1
动能E/J
牛
约600
约0.5
约75
学生
约50
约6
约900
分析数据可以看出,对物体动能大小影响较大的因素是:
__________________________,你这样判断的依据是:
____________________________________________________________________________。
【题型】实验题
【知识点】动能和势能
【参考答案】
(1)动能与质量的关系;
(2)质量;使小球到达水平面的速度相同;(3)速度相同时,质量越大,动能越大;(4)速度;因为人的质量约是牛的质量的1/12,而速度约是牛的12倍,此时动能约是牛的12倍,所以速度对动能的影响较大。
【解析】
(1)实验中用质量不同的钢球从同一高度滚下,速度相同,质量不同,实验的目的是研究动能与质量的关系;
(2)起始点的高度在这个题中代表了速度的大小,所以让质量不同的钢球从同一高度滚下是为了使钢球到达斜面底端时的速度大小相同;(3)在高度相同时即到达底端的速度相同,质量越大的球把木块撞击的距离越远,所以结论是:
速度相同时,质量越大,动能越大;(4)由表格中数据知,人的质量约是牛的质量的1/12,而速度约是牛的12倍,此时动能约是牛的12倍,所以速度对动能的影响较大。
导学二:
机械能及其转化
知识点讲解:
机械能及其转化
1.动能和势能的相互转化
动能与势能可以相互转化,在动能和势能相互转化的过程中,物体动能增大(或减小)的同时,物体势能必定相应地减小(或增大)。
2.机械能:
动能与势能的和称为机械能。
机械能是自然界中最常见的一种能量。
3.机械能守恒:
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变。
例题
1.下列关于机械能的说法中正确的是( )
A.气球匀速上升时,它的机械能不变
B.人造地球卫星在远地点时,势能最大,动能为零
C.两辆相同的汽车运动的速度相同时,具有的机械能一定相等
D.匀速前进的洒水车,在洒水的过程中,它的机械能逐渐减小
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】D
【解析】A选项,气球匀速上升时,质量不变,速度不变,动能不变.高度不断增大,重力势能增大,故它的机械能增大。
说法错误;B选项,人造地球卫星在远地点时,卫星和地球的相对距离最大,速度最小,故人造地球卫星在远地点时势能最大,动能最小但不是零。
说法错误;C选项,两辆相同的汽车运动速度相同时,故其动能相同,但不能判断重力势能的大小。
说法错误;D选项,匀速前进的洒水车,在洒水过程中,速度不变,但质量变小,动能逐渐减小,重力势能减小,故机械能减小。
说法正确。
2.用变形的网球拍,将网球弹出去的过程中()
A.动能转化为重力势能
B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为动能
D.动能转化为弹性势能
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】B
3.如图所示,滚摆在上、下运动的过程中,关于它能量转化的说法中正确的是()
A.滚摆向上运动时,动能转化为重力势能
B.滚摆向上运动时,重力势能转化为动能
C.滚摆向下运动时,动能转化为弹性势能
D.滚摆向下运动时,弹性势能转化为动能
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】A
【解析】滚摆上升过程中,高度增加,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,所以A选项是正确的,B错误;;滚摆下降过程中,高度变小,重力势能变小,速度增加,动能增加,重力势能转化为动能,故CD错误。
【思维对话】常见思维障碍:
不能将能量转化联系到实际例子。
思维障碍点突破方法:
老师讲解时,建议让学生把滚摆在运动过程涉及到的能量种类写出来,逐个分析。
提问:
你发现这道题是联系了实际模型进行分析的,那我们先思考一下滚摆运动过程中涉及哪些能量呢?
能否将种类列出来?
然后在向上运动过程中哪些能量是减少的,哪些能量是增加的呢?
4.热气球在匀速上升的过程中()
A.动能不变,机械能增大
B.动能增大,重力势能增大
C.动能减小,机械能不变
D.动能不变,机械能不变
【题型】单选题
【知识点】动能和势能
【参考答案】A
【解析】在热气球在匀速上升的过程中,质量不变、速度不变,动能不变;质量不变、高度越来越大,重力势能越来越大,机械能增大。
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1.如图所示,是演示动能和势能相互转化的实验装置,小球从轨道上的E点滚落下来,在圆形轨道上运动了一周,最后经过H点被抛出去,在整个过程中,小球的动能最大的位置是()
A.E点
B.F点
C.G点
D.H点
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】B
【解析】从E点到F点,高度下降,速度变大,重力势能转化为动能;F点高度最低,速度最大,故F点的动能最大。
2.长江三峡水电站是世界上最大的水电站,是我们中国人的骄傲,如图是一水电站的结构图。
(1)从能量转化的角度说明水电站的工作原理。
(2)建设水电站选址时,从能量利用的角度来看你将选择什么样的地方?
为什么?
【题型】简答题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】
(1)水电站的工作原理:
高处水的重力势能转化为水轮机的动能,通过水轮机再转化为其他形式的能;
(2)选择落差大的地方,因为落差大的地方,水下落时,转化成的动能更多,推动水轮机发的电也更多。
3.甲、乙两位同学各买了一只同样大小的球。
甲说:
在同样条件下,我的球比你的球弹得更高,乙要甲证明这一点,甲应当()
A.在同一高度,将两球向上抛起,落下后,看哪个球弹得高
B.在同一高度,将两球向地面掷去,看哪个球弹得高
C.用手捏球,看哪个球较硬
D.在同一高度,两球从静止释放,看哪个球弹得高
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】D
4.跳台滑雪是勇敢者的运动。
它是利用山势特别建造的跳台所进行的,运动员靠着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后起跳,在空中飞行一段距离后着陆。
这项运动极为壮观。
如图所示,设一位运动员由a点沿水平方向跃起,到b点着陆,他在空中飞行的过程中,如果不计空气阻力,运动员()
A.动能一直减小
B.势能一直增大
C.机械能不变
D.机械能减小
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】C
5.有一种运动叫蹦极,如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,A点处弹性绳自然伸直.B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点,运动员从O点到C点的运动过程中(忽略空气阻力和绳子摩擦),则( )
A.蹦极者在A点只受重力作用
B.蹦极者在B点时的动能最大
C.从O点到C点运动员的机械能不变
D.从B点到C点,蹦极者的动能和重力势能转化为绳的弹性势能
【题型】不定项选择题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】ABCD
6.在同步卫星转动过程中,下列说法正确的是( )
A.卫星相对于地球是运动的,它的动能不变
B.卫星相对于地球是静止的,它的势能不变
C.卫星相对于地球是静止的,它的机械能等于零
D.卫星相对于地球是运动的,它的机械能不等于零
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】B
能力展示
我当小老师
1.请说出影响动能的两个因素。
2.请说出影响重力势能的两个因素。
限时考场模拟:
_20_分钟完成
1.(2012年福州中考题)不同的物理现象往往遵循同一物理规律。
例如:
跳伞运动员从空中徐徐下降;刹车后,水平路面上行驶的公交车逐渐减速停靠在车站。
这些现象中能量转化有共性的是()
A.物体的动能全部转化为重力势能
B.物体的重力势能转化为其他形式的能
C.物体的机械能转化为其他形式的能
D.其他形式的能量转化为物体的机械能
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】C
【解析】跳伞运动员从空中徐徐下降,其质量不变,所处高度减小,所以他的重力势能减小,故A的说法不正确;水平路面上行驶的公交车,其质量不变,所处高度不变,所以它的重力势能不变。
故D的说法不正确;
“徐徐下降”和“逐渐减速”均是受到了阻力的作用,从能量转化的角度考虑是机械能转化为其他形式的能量.故C的说法正确,B的说法不正确。
所以C选项是正确的。
2.陈锋同学的家到学校本是一条在同一水平面上的直路,爱动脑的陈锋做了这样的设想:
要是将从家到学校的路挖成一个“U”字形(如图所示),只要从家骑上自行车后,不用刹车也不用踩车,等车停下来就可以到达学校了。
请你简要说明:
(1)陈锋同学的设想的机械能转化过程。
(2)陈锋同学的设想在现实中可以实现吗?
为什么?
(请根据有关物理知识说明)
【题型】简答题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】
(1)自行车的重力势能转化为动能,动能又转化为重力势能;
(2)不能实现;因为自行车运动过程中受到阻力的作用,使部分机械能转化为内能,机械能减少,所以不能到达学校。
3.(2013年宜昌中考题)人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示为卫星从远地点向近地点运动的过程。
针对该过程,以下说法正确的是()。
A.动能逐渐增大,机械能增大
B.势能逐渐减小,机械能减小
C.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能不变
D.动能逐渐增大,势能逐渐减小,机械能减小
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】C
【解析】卫星从远地点到近地点运动的过程中,距离地球越来越近,所以势能逐渐减小,势能转化为动能,动能增加,机械能不变。
4.(2013广州中考题)如图所示,足球以初速度沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球()
A.在b、d两点动能相等
B.在a、d两点动能相等
C.从b到c的过程机械能减少
D.从c到d的过程重力势能减少
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】C
【解析】A选项,足球在b点时,足球有一定的速度,足球具有一定的动能,动能不为零;足球在d点时,足球速度为零,足球动能为零,不符合题意;B选项,足球在a点时,足球有一定的速度,足球具有一定的动能,动能不为零;足球在d点时,足球速度为零,足球动能为零,不符合题意;C选项,足球从b到c的过程中,足球和草地之间存在摩擦力,克服摩擦做功,机械能转化为内能,机械能不断减小,符合题意;D选项,足球从c到d的过程中,足球质量不变,高度增大,重力势能不断增大,不符合题意。
5.(2014贵阳中考题)总长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l,如图所示,请画出钢球从O点运动到A点的过程中,其动能随运动距离变化的大致关系图像。
【题型】作图题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】橡皮筋长为l,小球从初始状态下降至l过程中,重力势能转化为动能,小球做加速运动,动能逐渐变大;小球从l继续下降至2l过程中,受到橡皮筋的拉力作用,速度逐渐减小,最后变为零,动能转化为橡皮筋的弹性势能,最后动能为零;则小球动能随运动距离变化的大致关系图像如下图:
6.质量相同的小球A和B分别悬挂在长为L和2L的不同长绳上,先将小球拉至同一水平位置如图示从静止释放(忽略空气阻力),当二绳竖直时,则( )
A.两球速度一样大
B.两球的动能一样大
C.两球的机械能一样大
D.两球重力势能一样大
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】C
7.(2014年广州中考题)滚摆从图中的位置1静止释放,下降经过位置2,继续下降,再上升到达最高点位置3,此过程中()
A.滚摆从位置1到位置2,重力势能增加,动能减少
B.动能为零的地方是位置2
C.动能最大的地方是位置2
D.滚摆处于位置1时的机械能比位置3时的机械能大
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】D
8.如图是杂技演员演出时的过程示意图。
男演员从甲处用力向上起跳,落下后踩在翘翘板的端,能把站在端的女演员弹上乙处,由于存在阻力故()
A.男演员的质量必须要大于女演员的质量
B.甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C.男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D.女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
【题型】单选题
【知识点】机械能及其转化
【参考答案】C
【解析】从整个能量转化过程来看,男演员的机械能在下落过程中转化为动能,动能又通过杠杆转化为女演员的动能,最后女演员上升到一定的高度,转化为重力势能,要使女演员能弹上乙
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