内容正文:
第39讲 机械能
主干梳理
1.动能的概念:物体由于__运动__而具有的能。
2.动能大小的决定因素:物体的__运动速度__越大,
__质量__越大,动能也越大。
1.重力势能
(1)重力势能的概念:物体由于__被举高__而具有的能。
(2)重力势能大小的决定因素:物体的__质量__越大,__高度越高__,具有的重力势能就越大。
2.弹性势能
(1)弹性势能的概念:物体由于发生__弹性形变__而具有的势能。
(2)弹性势能大小的决定因素:物体的__弹性形变__越大,弹性势能就越大。
1.机械能:动能和势能之和。
2.物体的动能、势能转化
重力势能动能弹性势能
3.如果没有摩擦阻力,动能和势能在相互转化的过程中,机械能总量__保持不变__。
4.如果存在摩擦阻力,动能和势能在相互转化的过程中,机械能的总量会减少。减少的机械能转化为摩擦产生的__热(或内)__能。
注意:功和能在本质上是一致的,做功的过程就是机械能与其他形式的能相互转化的过程。
【名师点拨】从隐含条件中判断动能、势能的变化情况
1.如从“匀速”→v 不变、“加速(越来越快)”→v增大和“减速(刹车)”→v 减小,判断动能的变化。
2.从“上升”→h 变大、“下降(下滑)”→h 减小和“近地点(远地点)”等判断重力势能的变化。
3.“投放救灾物资的飞机”“正在洒水的洒水车”→m减小。
4.根据“光滑”→无摩擦力做功、“粗糙”→克服摩擦力做功等判断机械能变化或根据动能、势能变化情况判断机械能的变化。
【实验突破】探究动能大小与哪些因素有关
1.实验器材:质量不同的铁球、质量相同的铁球、木块等。
2.实验装置图(如图所示)
(1)小球在斜面上必须保持__静止__释放。
(2)斜面要光滑,水平面有摩擦且足够长。
(3)转换法的应用:通过木块在水平面上运动的__距离__反映动能的大小。
3.要点探究(控制变量法)
(1)探究动能大小与质量的关系:质量不同的两小球,从同一高度静止释放,控制小球__速度__不变,小球质量越大,撞击木块后运动的距离越远,动能越大。
(2)探究动能大小与速度的关系:质量相同的两小球,从不同高度静止释放,控制小球__质量__不变,小球速度越大,撞击木块后运动的距离越远,动能越大。
4.实验结论
(1)质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大。
(2)运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
5.交流与分析
(1)实验中能量的转化:小球从斜面由静止下滑,下滑过程中__重力势能__转化为__动能__,动能越来越大;在水平面上运动的小球将__动能__转化为__内能__,动能一直减小,直至为零。
(2)实验推理与假设:当水平面绝对光滑时,小球将做匀速直线运动。
(3)实验方案改进
①为确保小球沿斜面下滑时不偏离斜面,可在斜面上增设光滑凹槽。
②采取单摆式悬挂小球进行实验。
易错自纠
下列说法正确的打“√”,错误的打“×”。
1. 用运载火箭发射宇宙飞船加速升空时,宇宙飞船的动能转化为重力势能。( × )
2. 当物体在平衡力作用下做匀速直线运动时,它的机械能总量一定不会发生变化。( × )
3.在中国科技馆的展厅里,摆着一个叫做“最速降线”的展品,如图所示,两个并排轨道的起点高度一样,终点高度也一样;一个是倾斜的直轨道,另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放,弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力,则关于两小球从起点至终点的运动过程中,下列说法是否正确?
(1)乙球的重力势能先减小后增大。( × )
(2)甲球的机械能大于乙球的机械能。( × )
(3)甲球的动能增大,机械能也增大。( × )
(4)甲、乙两个小球的机械能始终保持不变。( √ )
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