第11讲机械能

机械能1．知道物体的动能、重力势能(包括弹性势能)与哪些因素有关，知道机械能的概念。2．能通过具体的实例，说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的。一、动能和势能1．能：一个物体能够做功，就说这个物体具有__________，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是________。2．动能：物体由于运动而具有的能叫_______，其大小与_______和___________有关，一切运动的物体都具有动能。3．重力势能：物体由于被举高而具有的能叫____________，其大小与______和_________________有关。4．弹性势能：物体发生___________而具有的能叫弹性势能，同一物体发生_________________越大，具有的弹性势能越大。二、机械能及其转化5．机械能：____能和____能统称为机械能。6．机械能的转化：动能和势能可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量________，或者说机械能是守恒的。重力势能速度增大,高度减小高度增加,速度减小动能弹性形变增大,速度减小速度增加,弹性形变减小弹性势能判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体的质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变。动能和势能【例1】(2013，黔南州)如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危害()A．动能B．势能C．内能D．电能【变式题1】上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动，运动所需的能量来源于()A．动能B．电能C．重力势能D．弹性势能机械能及其转化【例2】如图是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是()A．动能转化为重力势能B．重力势能转化为动能C．机械能的总量不变D．机械能的总量增加【变式题2】如图所示，小明从滑梯上下滑，在这一过程中，他的()A．动能转化为重力势能B．重力势能全部转化为动能C．机械能保持不变D．机械能一定减少一、探究动能的大小与哪些因素有关(1)在同一平面上，运动的铁球将木块撞得越远，说明铁球的动能就越大，这里应用了转换法；(2)让不同的铁球在斜面同一位置释放是为了控制不同的铁球在撞击木块时速度相同；让同一铁球在斜面不同的位置释放是为了控制同一铁球在撞击木块时速度不同；应用控制变量法探究铁球的动能大小与其质量和速度的关系。二、探究重力势能的大小与哪些因素有关(1)由物体下落时的破坏力(或痕迹的大小程度)来判断其重力势能的大小，这里用到了转换法；(2)用控制变量法探究重力势能的大小与其质量和被举高度的关系。【例3】(2013，邵阳)为了探究重力势能的大小与哪些因素有关，小明找到A、B、C三个体积相同的小球，让小球从高处自由落下，通过观察小球砸入沙坑中的深浅程度来比较重力势能的大小，其中mA＝mB＞mC，三次实验如图所示。(1)为了探究重力势能的大小与质量的关系，他应选择图甲和图____进行对比实验。(2)为了探究重力势能的大小与高度的关系，他应该选择图甲和图____进行对比实验。(3)本次实验用到了多种研究物理问题的方法，请你任意指出其中一种方法，如：____。常见易错现象①认为物体水平匀速运动，动能和重力势能一定不变(根据影响动能和重力势能的因素分析，物体水平匀速运动，高度、速度不变，但质量有时发生变化，如飞机喷撒农药等)；②认为机械能守恒时，动能最大，势能最小(可以由容易分析的高度和形变大小先判断势能，再判断动能的变化)；③混淆机械能守恒和能量守恒(机械能守恒的条件是忽略一切阻力，能量守恒是指不同形式能量总和，它包含机械能、内能等)。【例4】(2014，昆明)草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的()A．动能不变，势能不变B．动能减少，势能增加C．动能增加，势能减少D．动能减少，势能减少【例5】(2013，广元)把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图中哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系()1．(2013，广安)为捍卫祖国海疆，人民解放军某航空兵大队在南海上空举行了多次实兵实战对抗演习。在演习过程中，一空中加油机给某歼－10战机进行空中加油，加油后若该歼－10战机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则该战机的动能_______，机械能_______。(均选填“增大”“减小”或“不变”)2．(2013，咸宁)一物体沿固定的粗糙斜面匀速下滑，物体在下滑的过程中()A．动能不变，势能减小，机械能不变B．动能不变，势能减小，机械能减小C．动能增大，势能减小，机械能不变D．动能增大，势能减小，机械能减小3．(2013，荆门)一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，把小球拉离竖直位置松手，让他摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法不正确的是()A．小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能B．小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能C．小球摆动过程中机械能守恒D．小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少4．(2013，菏泽)2013年4月20日，四川雅安发生7.0级地震，引发的次生灾害造成巨大损失。关于次生灾害，下列说法中错误的是()A．地震中心芦山的主要道路发生山体滑坡，泥石的势能转化为动能B．芦山县玉溪河和金鸡峡已形成堰塞湖，水的势能增大C．堰塞湖水面上的漂浮物受到的浮力大于重力D．流动的洪水具有巨大的动能5．(2014，齐齐哈尔)2013年12月2日“嫦娥三号”发射升空，12月14日“嫦娥三号”探测器在月球表面成功软着陆，下列说法正确的是()A．“嫦娥三号”升空时动能不变，重力势能增加，机械能增加B．“嫦娥三号”沿椭圆轨道绕地球飞行，在近地点时动能最大，在远地点时势能最大C．“嫦娥三号”沿椭圆轨道绕月球飞行，从近月点向远月点运动时势能转化为动能D．“嫦娥三号”探测器接近月面减速下降时，机械能不变6．(2014，兰州)如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。(1)该实验利用了转换法，通过观察________________来判断______(选填“小球”或“木块”)动能的大小；(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_______的关系；(3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的_______(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与______的关系。