内容正文:
第十二章 机械能与内能
课时12.1 动能 势能 机械能
1. 知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念;
2. 了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素;
3. 掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程;
4. 了解机械能的转化。
(2022最新)题型汇总:动能和势能的概念、及其影响因素、探究影响物体动能/势能的影响因素、机械能的概念、动能和势能的转化与守恒、机械能守恒的条件。
· 能量
能:一个物体能够对另一个物体做功,就表明这个物体具有能量。做的功越多,就表明这个物体的能量越大。流动着的风、张开的弓、举高的重锤都可以对别的物体做功,说明它们都具有能。
· 动能
定义:运动的物体能对其他物体做功,它就具有能量。这种由于运动而具有的能量叫作动能,物体的动能越大,它能对其它物体做的功就越多。
影响因素:物体动能的大小与物体的速度和质量有关,速度越大,质量越大,物体具有的动能就越大。它能对其他物体做的功就越多。
· 实验:控制变量法探究动能大小与哪些因素有关
实验一:探究动能大小与速度的关系。
应控制物体的质量不变。同质量或同一小车(小球),分别从斜面的不同高度释放,撞击时速度不同,观察木块被撞击后移动的距离来比较动能的大小;
结论:在质量一定时,物体的速度越大,动能越大。(实验过程中注意,如果只用一套器材,第二次实验前要标注木块的最终位置)。
实验二:探究动能大小与质量的关系。
应保证物体具有相同的速度。质量不等的小车(小球)从斜坡的同一高度释放,目的是为了到达水平面时初始速度大小相等。
结论:在速度一定时,物体的质量越大,动能越大。
· 势能
定义:重力势能和弹性势能是常见的两种势能。
(1) 弹性势能:发生弹性形变的物体能对其他物体做功,形变物体所具有的能量。
*物体有弹性无形变或有形变无弹性都没有弹性势能,必须既有弹性又有形变。实例:拉伸的弹簧、拉弯的弓、压弯的树枝。
影响因素:同一物体形变量变大,弹性势能变大。
(2) 重力势能:被举高的物体同样具有做功的本领,所具有的势能。
影响因素:物体的重力势能与物体的质量和高度有关,质量越大、高度越高,它具有的重力势能就越大。
· 实验:控制变量法探究重力势能大小与哪些因素有关
1、探究重力势能大小与质量的关系时,保持高度不变;
2、探究重力势能大小与高度的关系时,保持物体质量不变。
通过观察(小木桌)深入沙子的深度(或沙子、或橡皮泥的凹陷程度)来反应重力势能的大小。
· 动能和势能的转化
机械能:在物理学中,动能和势能统称为机械能。
机械能守恒定律:只有动能与势能相互转化的过程中,如忽略内能等损失时,即忽略摩擦力、不计空气阻力时,机械能的总和保持不变。
考点一 动能和势能的概念
1.下列物体一定具有弹性势能的是( )
A.弹簧 B.收紧的钟表发条
C.被压扁的橡皮泥 D.橡皮筋
2.高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”,因为高处的物体具有较大的( )
A.重力 B.弹性势能 C.重力势能 D.动能
3.高空抛物是极不文明的行为,会造成很大的伤害,因为高处的物体具有较大的( )
A.弹性势能 B.重力势能 C.动能 D.重力
考点二 探究影响物体动能大小的因素
4.如图所示,在“探究动能大小与质量关系”的实验中。下列分析正确的是( )
A.沿斜面滚动过程中,小球的动能不变
B.整个过程中,小球的能量守恒
C.木块推出的距离越远,说明小球的动能越大
D.该装置不能“探究重力势能和高度的关系”
5.在研究动能的大小与速度、质量的关系实验中,某小组做了如图的实验:
让同一个小球分别从同一个斜面的不同高度处自由滚下,记录木块被推动距离,发现,小球位置越高,木块被推动的距离越远。这就说明: 一定,物体 越大,它具有的动能越大,小球自由下滑过程是 能转化为 能。
6.小明在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中,他用质量不同的两个钢球m和M(M的质量大于m),分别从不同的高度h和H(H>h)静止开始滚下,观察木块B被撞击后移动的距离,实验过程如图所示。
(1)小明通过观察木块B移动的距离长短,来判断小球动能的大小,这种研究方法是 (选填“控制变量法”或“转换法”)。若水平面绝对光滑,本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(2)由图甲、乙两图可得实验结论:物体的动能大小与 有关。
(3)若在进行图乙、丙两图实验时,丙图中木块被撞后滑出木板,为了使木块不滑出木板,只需要重新进行图丙的实验,下列方法可行的是 。
A.换用足够长的木板
B.换用一个质量更大的木块
C.降低小球滚下时的高度
7.如图是爱米探究动能大小与哪些因素有关的实验。铜球、铝球(已知ρ铜>ρ铝)体积相