内容正文:
有人说:“跳伞运动员在空中张开伞以后匀速下降,此时运动员和伞受到重力和空气阻力两个平衡力作用,所以体系机械能守恒”。按这种理解,机械能守恒的条件是物体所受的合外力为零。其实这是一种误解,我们可从两方面来谈这个问题。首先,运动员在匀速下降过程中,体系的重力势能是逐渐减小的,而动能是不变的,故体系的机械能逐渐减少,不守恒;其次,运动员在下降过程中,受到空气阻力的作用,空气阻力是非保守力(耗散力),非保守力做功,体系的机械能是不守恒的。由于保守力做负功(阻力与位移方向相反),使得体系的机械能减少。
体系机械能守恒的条件是:在运动过程中只有保守力做功,非保守力不做功。我们所讨论的这一问题不满足机械能守恒的条件。
【学法指导】
动能与势能转化问题的分析:
⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。
(4)水能、风能是自然界具有巨大机械能的天然资源。
【温故知新】
1.物体的_________越大,_____________越大,其动能越大。
2.物体的_________越大,_____________越大,其重力势能越大。
3.物体的_______________ 越大,其弹性势能越大。
4.把一只粉笔向上抛出,粉笔在上升过程中,动能 ,重力势能 ;粉笔在下降过程中,动能 ,重力势能 。
【探究新知】
一、自主预习
阅读课本的内容,回答下列问题:
1.滚摆下降时,高度逐渐_______,速度越来越______,重力势能逐渐_______,动能逐渐______,________能转化为________能.
2.当滚摆处于 位置时动能最大,重力势能最小;当处于 位置时动能最小,重力势能最大。
3._________________统称机械能.动能是物体 时具有的能量,势能是 的能量。动能和势能可以互相转化。[来源:学科网]
4.机械能守恒的条件是___________________________。
二、合作探究
1.机械能
概念:__________和_________统称为机械能,(做机械运动的物体具有的能)。[来源:学科网ZXXK]
[来源:Z*xx*k.Com]
[来源:学科网ZXXK]
一个物体的动能是70J,势能是50J,这个物体的机械能是_______J。
2.动能与重力势能的相互转化:
(1)观察课本P71图11.4-1,有几次能量转化?你能分析蹦床运动过程能量的转化过程吗?
(2)观察图11-4-1滚摆的运动,讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的。
滚摆从高处松手下落过程中,动能_______,重力势能______,_________能转化为___________能;下落至最低点后上升过程中,动能_______,重力势能______,_________能转化为___________能;循环多次后,滚摆静止。整个过程中,滚摆的机械能(动能与重力势能的总和)____________。 [来源:Zxxk.Com]
(3)课本P71想想做做2,小球从A点运动到B点时,______能转化为_______能;从B点运动到C点时,_____能转化为______能;从C点运动到B点时,______能转化为_______能;当小球运动到________位置时,动能最大.
3.动能与弹性势能的相互转化:
飞向网球拍的网球撞击球拍的过程中,球的速度 、动能________,球拍与球发生弹性形变,弹性势能________,_______能转化为___________能;后来球拍将球弹飞,_______能转化为________能。
4.机械能守恒
大量研究表明,如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
阅读课本P72页的想想做做,如图11-4-2,回答下列问题:
(1)铁锁的动能和势能是怎样转化的?
(2)铁锁回来时能比原来的位置高吗,为什么?
(3)在此实验中,机械能的总量守恒吗?如果不守恒,它有什么变化?
5.水能和风能的利用
人们对水能的利用,主要是通过