动能、势能、机械能
【要点】功和能
能量: ,我们就说这个物体具有 ,简称 。
做功的过程总伴随着 。例如:弹膛内高温气体推动子弹做了功,这个过程中一部分气体的 就转化为了子弹的 ;再比如,电流通过灯丝时, 转化为 和 ,所以这个过程中,电流做了功。物体做了多少 ,就有多少 从一种形式 为其它形式,做功过程中前一种形式的能量 ,后一种形式的能量 。功是能量 的量度。即能量是表示物体 本领大小的物理量;能量的 可以用能够 的多少来衡量。功和能的单位均是 。 一个物体“ 做功”,并不是一定“ 做功”,也不是“ 做功”或“ 做功”。
能量也可以从一个物体传递到另一个物体,例如发生 时, 从 物体传递到 物体; 时, 从 传递到 。
【要点】动能
动能
定义:物体 ,叫做动能。 探究:动能的大小与什么因素有关
【实验器材】 、 、大 和小 【实验设计】
① 让大铁球和小铁球先后从 斜面的 高度 ,推动桌面上的木块,分别记下木块两次 。
② 让 铁球先后从 斜面上的 高度 ,推动桌面上的木块,分别记下木块两次 。
【实验方法】 法、 法(通过观察 来比较 )【实验分析】
实验①说明:物体动能与 有关。 ,物体 越大,它的动能也越大。 实验②说明:物体动能与 有关。 ,物体 越大,它的动能也越大。 【实验结论】物体动能与 和 有关。质量 ,物体运动的速度越 ,它的动能越 ; ,物体的质量越 ,它的动能也越 。 【注意事项】
① 判断动能大小的方法:看 。
② 控制速度一定的方法:使钢球从 。 ③ 改变速度的方法:使钢球从 。(注意控制钢球 ) 动能的公式:
由公式可看出对物体动能大小影响较大的是 。
【要点】势能
势能: 和 统称势能。
重力势能: ,叫做重力势能。 探究:重力势能的大小与什么因素有关
【实验器材】 、 、大 和小 【实验设计】
① 让大铁块和小铁块从 高度 ,撞击压力小桌,分别记下小桌 。 ② 让 铁块先后从 高度 ,撞击压力小桌,分别记下小桌 。
【实验方法】 法、 法(通过观察 来比较 )【实验分析】 实验①说明:
物体重力势能与 有关。 ,物体 越大,它的重力势能也越大。 实验②说明:
物体重力势能与 有关。 ,物体 越大,它的重力势能也越大。( 取决于 ,所以重力势能的大小与 有关。即重力势能的大小具有 。选择的 ,物体的重力势能也 。一般情况下,我们默认是选择了 作 。) 【实验结论】
物体重力势能与 和 有关。质量 ,物体被举高的高度越 ,它的重力势能越 ; ,物体的质量越 ,它的重力势能也越 。 【注意事项】
① 判断重力势能大小的方法:看 。 ② 实验时注意控制 。
③ 释放钢球,不能 、 、 、 。 重力势能的公式:
弹性势能: ,叫做弹性势能。 探究:弹性势能的大小与什么因素有关
【实验器材】不同的 、 【实验设计】
① 用小车将不同弹簧 相同的 (形变量 ,不是 相同), 小车,分别记下小车 。
② 用小车将 弹簧 不同的 (形变量 ,不是 不同), 小车,分别记下小车 。
【实验方法】 法、 法(通过观察 来比较 )
【实验分析】 实验①说明:
物体弹性势能与 有关。 ,物体 越大,它的弹性势能也越大。 实验②说明:
物体弹性势能与 有关。 ,物体 越大,它的弹性势能也越大。 【实验结论】
物体弹性势能与 和 有关。 ,弹性形变的程度越 ,它的弹性势能越 ; ,物体的弹性越 ,它的弹性势能也越 。 【注意事项】
① 判断弹性势能大小的方法:看 。 ② 实验时注意控制 。
③ 注意实验时不能超过 。 弹性势能的公式:
由公式可看出对物体弹性势能大小影响较大的是 。
【要点】动能和势能的相互转化
首先分析决定动能大小的因素: 和 ,决定重力势能大小的因素: 和 ,决定弹性势能大小的因素: 和 ,观察动能、重力势能、弹性势能如何变化。 质量一定的物体,如果加速下降,则动能 ,重力势能 , 转化为 ; 质量一定的物体,如果减速上升,则动能 ,重力势能 , 转化为 。 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 能转化为 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 能转化为 能。 蹦极时,弹性绳原长时,末端在A点;悬挂人静止时,末端在B点,蹦极过程中,末端的最低点在C点。 从高台到A点:
从A点到B点:
从B点到C点:
水平匀速飞行的飞机空投救灾物资时, 、 、 ,动能 ,重力势能 ,机械能 。 水平路面上匀速行驶的洒水车洒水时, 、 、 ,动能 ,重力势能 ,机械能 。
蹦床时,下落过程中,重力势能 ,动能 , 转化为 ,挤压绳网时, 减少, 增大, 转化为 ,绳网复原时, 减少, 增
大, 转化为 ,上升过程中,重力势能 ,动能 , 转化为 。 其它实例:
拉弓射箭: 、拧钟表的发条: 、高台跳水: 、撑杆跳高: 。
【要点】机械能守恒
机械能: 和 统称为机械能。它包括 、 和 。 机械能守恒:如果只有 和 的相互转化,机械能的总和 (机械能是 的)。
判断机械能守恒的方法 (1)分析受力条件:
只有保守力( 、 或弹簧的 )做功时,系统的机械能守恒。例如只有重力做功时,物体的 和 发生相互
转化,但总的机械能保持 ;只有弹力做功时,物体的 和 发生相互转化,但总的机械能保持 ;
人造地球卫星只受 ,机械能 。人造地球卫星从近地点(高度 )向远地点(高度 )运动时,质量 ,高度 ,势能 ,所以动能 ,速度 。所以人造卫星在近地点速度最 ,动能最 ,势能最 ;在远地点速度最 (但 ),动能最 ,势能最 。人造地球卫星从远地点(高度 )向近地点(高度 )运动时,质量 ,高度 ,势能 ,所以动能 ,速度 。
(2)分析能量转化:
若只有系统内物体间 和 及 的转化,系统跟外界没有发生机械能的 ,机械能也没有 成 (如没有 的增加,比如 升高),则系统的机械能守恒。
单摆或滚摆摆动过程中,忽略 时,只有 ,机械能 。向下摆动过程中,重力势能 ,动
能 ,速度 ,在最低点时速度 ;向上摆动过程中,重力势能 ,动能 ,速度 ,在最高点速度 。理想情况下,单摆在最高点和最低点之间不断作往复运动。但是由于 的存在,还需要克服 做功,机械能 ,机械能要逐渐转化为 ,
题目中如果有“在光滑斜面上滑动”,则“光滑”表示没有 (机械能 );“斜面上匀速下滑”表示有 (机械能 )。 (3)增减情况分析法:
若系统的动能与势能均增加或均减少,则系统的机械能不守恒:例如火箭 、探月飞船 。若系统的动能或势能不变,而势能或动能却发生了变化,则系统的机械能不守恒:例如飞机 、飞机 。若系统内各个物体的机械能均增加或均减少,则系统的机械能也不守恒。
【要点】机械能的开发利用
水电站: 工作原理:利用高处的水落下时把 能转化为 能,水的一部分 能转移到水轮机,利用水轮机带动发电机把 能转化为 能。
水电站修筑拦河大坝的目的:提高 ,增大水的 能,使水下落时能转化为更多的 能,通过发电机就能转化为更多的 能。 停车站台: 进站时, 转化为 有利于 ,出站时, 转化为 有利于 。