机械能及其转化.docx
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机械能及其转化.docx
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机械能及其转化
机械能及其相互转化
教学内容
(1)动能和势能
1、能:
物理学中一个物体能够做功,就说这个物体具有能。
单位:
焦耳J
说明:
具有能的物体的特点是它具有做功的潜在本领,但不一定在做功。
一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。
2、动能:
物体由于运动而具有的能,叫动能。
说明:
飞行的子弹、开动着的汽车这些具有能的物体的共同点是都在运动。
它们具有动能。
影响因素:
物体的运动速度和质量
演示实验:
研究动能的大小和什么有关。
让同一小车从斜面的不同高度处滑下,位置越高小车把木块推的越远。
让质量不同的小车从同一高度滑下,质量大的小车把木块推的远。
结论:
速度越大,质量越大,动能越大。
(1)重力势能:
物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
影响因素:
物体的质量和高度
说明:
同一个重锤,举的越高,它做的功越多,
同样的高度,重锤的质量越大,做的功越多。
结论:
物体的质量越大,被举得越高,它具有的重力势能越大。
(2)弹性势能:
物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
说明:
拉开的弓箭,压缩的弹簧都具有弹性势能,是因为它们发生了弹性形变。
影响因素:
物体的弹性形变大小
结论:
物体的弹性形变越大,弹性势能越大。
4、机械能:
动能和势能统称为机械能。
单位:
焦耳J
说明:
一个物体可以既有动能,又有势能。
例如:
一个鸟在空中飞行
重点难点解析:
怎样理解能量的概念?
能量表示物体做功的本领,物体具有的能量越多,物体能够做的功越多。
特别注意“能够”,它指的是物体具有了做功的本领,但物体不一定“正在”做功。
具有能量的物体能够做功,但是否做功还要看当时的条件。
例1.下面的物体中,只具有动能的是______;只有势能的是______;既具有动能、又具有势能的是()
A.停在地面上的汽车。
B.在空中飞行的飞机。
C.被起重机吊在空中静止的货物。
D.弹簧。
E.在水平铁轨上正行驶的火车。
例2.体积相同的实心铜球和木球放在水平桌面上,铜球静止,木球在桌面上做匀速直线运动,则()
A.铜球的动能小于木球的动能。
B.铜球的势能小于木球的势能。
C.铜球的机械能一定小于木球的机械能。
D.铜球的机械能一定等于木球的机械能。
例3.判断下列几种情况下,物体的动能、势能是否变化?
是增加还是减少?
(1)货物在钢丝绳的牵引下上升,但速度在减小;
(2)电梯上升得越来越快;
(3)汽车在平直公路上匀速前进;
(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直。
例4.下列物体各具有什么形式的机械能?
(1)高速升空的火箭;
(2)被拉长的弹弓橡皮条;
(3)被水电站拦河坝拦住的上游水;
(4)竖直到达最高点的上抛小球。
例5.体育课上所用的铅球和垒球,外形的大小很相似,当它们以同样的快慢在水泥球场上滚动时,哪一种球的动能更大些,其原因是什么?
例6.“挂在屋檐上的瓦,因为静止,没有做功,所以没有能”。
这种说法对吗?
(二)动能和势能的转化
1、动能和重力势能的相互转化
演示实验1:
滚摆
说明:
滚摆在上升过程中,速度减小,高度增加。
即物体动能减小,重力势能增大。
在最高点处,物体速度减小到零,高度最大。
即动能全部转化为重力势能。
下降过程重力势能转化为动能。
演示实验2:
单摆
A→B:
重力势能转化为动能
B→C:
动能转化为重力势能
例:
人造卫星绕地球运行
卫星在运行过程中,也发生动能和势能的相互转化
2、动能和弹性势能的相互转化
说明:
从小球开始接触弹簧片到弹簧片的弹性形变达到最大,在这个过程中小球的动能转化成弹簧片的弹性势能。
从弹簧片的弹性形变最大到小球离开弹簧片,在这个过程中弹簧片的弹性势能转化成小球的动能。
例1.一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是()
A.势能→动能→势能。
B.动能→势能→势能。
C.动能→势能→动能→势能→动能。
D.势能→动能→势能→动能→势能。
例2.物体沿斜面匀速滑下时,它的()
A.动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.动能不变,重力势能不变,机械能不变
C.动能不变,重力势能减少,机械能减少
D.动能增加,重力势能减少,机械能减少
例3.用一根不可伸长的细线,一端拴住一小球,另一端固定,如图所示,使小球偏离它静止时的位置O移至B点,然后释放,小球就沿
弧摆动,小球从B→O→C→O→B的过程中机械能发生怎样的转化?
例4.竖直向上抛起的石块,上升过程中,它的速度越来越小(空气的作用不计),这是为什么?
课堂练习
1、如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道,将一小球由轨道的P点自由释放,滚动到Q点。
在此过程中,动能先变后变,重力势能。
2、如图所示,一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下,若它在顶端的重力势能为65J,则滑到底端的动能是()D
A.35JB.50JC.55JD.65J
3、如图所示的游戏中,球被传出主要表明力可以改变物体的________。
中间同学在向上跃起的过程中,其质量_______、重力势能______(均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
运动状态,不变,增大
4、自行车下坡时,不蹬脚踏板速度也会越来越大,在此过程中,自行车的动能逐渐_______,自行车的重力势能逐渐________。
(填“增大”、“减小”或“不变”)
5、变形的球网将球弹出去的过程中().
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
6、我们经常见到骑自行车的人在上坡之前往往要用力蹬几下,这样做的目的是().
A.增大人和车的重力势能B.增大人和车的动能
C.减小车和地面之间的摩擦D.增大人和车的向上的力
7、以下说法正确的是().
A.甲物体所处位置比乙物体高,甲物体的势能一定比乙物体的大
B.甲物体的速度比乙物体的大,甲物体的动能一定比乙物体的大
C.钟表里发条带动齿轮转动是势能转化为动能的过程
D.举高的重锤,因为没有对其他物体做功,所以不具有能
8、下列各个过程中,物体的重力势能转化为动能的有()
A.从水坝上流下来的水
B.汽车沿斜坡匀速向上行驶时
C.乒乓球接触地后向上弹起时
D.斜向上抛出的垒球,当它在上升阶段时
9、做功是要消耗能量的,在以上情况中消耗势能的是().
A.火箭升空
B.卷紧的发条带动钟的指针走动
C.电灯发光
D.植物生长
(注:
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