第39期 动能和势能（答案见下期）-【数理报】2022-2023学年八年级下册初二物理同步学案（人教版）

书 简单的机械能转化现象易于理解，如苹果从树上落 下，在下落过程中是重力势能转化为动能．对机械能转 化的分析，可以概括为三步：看过程，分阶段，抓要素．下 面我们就以“乒乓球下落”这个例子进行分析． 乒乓球从手中落到地上又弹跳起来，你能说出这一 过程中的能量转化情况吗？ 第一步：看过程 在对机械能转化的分析时，一定要看清题目所要研 究的是哪一个过程．因为同一物体在不同的过程中，其 机械能的转化是不同的．例如这一题，如果题目是这样 说的就不一样了：“说出乒乓球从手中下落的过程中，机 械能转化情况．”都是乒乓球下落，但是它们所研究的不 是同一个过程，因此所得出的结果也就不同了． 第二步：分阶段 对于简单的机械能转化现象同学们都已掌握了，可 是对于较为复杂的现象就不会分析了．其实，任何一个 复杂的过程都是由简单的过程所组成的．像本例中，可 分为四个阶段：乒乓球下落、乒乓球与地面碰撞、乒乓球 弹起和乒乓球上升． 第三步：抓要素 在第二步中，已经把整个过程分为四个阶段，然后 分析每一个阶段中机械能的转化情况．在分析机械能的 转化时，关键是要抓住每种机械能的要素变化情况． （１）乒乓球下落阶段 在这一阶段，乒乓球由静止开始下落，高度逐渐减 小，重力势能减小，运动的速度逐渐增大，动能增大，所 以是重力势能转化为动能． （２）乒乓球与地面碰撞阶段 在乒乓球落地的瞬间，乒乓球发生形变，乒乓球由 运动变为静止，所以是动能转化为弹性势能． （３）乒乓球弹起阶段 在这一阶段，乒乓球恢复原状，开始向上运动，所以 是弹性势能转化为动能． （４）乒乓球上升阶段 在这一阶段，乒乓球上升，速度减小，所以是动能转 化为重力势能． 根据以上的分析，我们可以把“乒乓球从手中落到 地面上又弹跳起来”这一过程中的能量转化情况概括为 重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能． 例题：为探究能量转化，小 明将小铁块绑在橡皮筋中部，并 让橡皮筋穿入铁罐，两端分别固 定在罐盖和罐底上，如图 １所 示．实验装置做好后，让它从不 太陡的斜面上滚下，发现橡皮筋 被铁块卷紧了，接着铁罐居然能从斜面底部自动滚上 去！以下有关能量转化的判断，正确的是 （　　） Ａ．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力 势能转化为动能 Ｂ．铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性 势能转化为动能 Ｃ．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能 转化为重力势能 Ｄ．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性 势能转化为重力势能 解析：铁罐在斜面顶端具有一定的重力势能，在向 下滚的过程中，重力势能减小，但它运动到底端后，动能 为零，同时发现橡皮筋被铁块卷紧了，橡皮筋发生弹性 形变，具有弹性势能，这个能量显然是由重力势能转化 而来的，所以铁罐从最高处滚到最低处，主要是重力势 能转化为弹性势能；同理，铁罐在斜面上从最低处滚到 最高处，主要是弹性势能转化为重力势能． 答案：Ｄ 点拨：分析出动能、势能的变化是解决此题的关键 所在，能量Ａ转化为能量Ｂ，能量Ａ减小，能量Ｂ增大． 【跟踪训练】 １．（２０２２·无锡期末）某次 演练中，直升飞机悬停于高空， 一个伞兵（含伞）跳伞后竖直降 落，其速度ｖ与时间ｔ的关系如图 ２所示．下列判断正确的是 （　　） Ａ．在０～ｔ３时刻内，伞兵的机械能保持不变 Ｂ．在ｔ１ ～ｔ２时刻内，伞兵的动能转化为重力势能 Ｃ．在ｔ２ ～ｔ３时刻内，伞兵重力势能转化为动能 Ｄ．在ｔ２ ～ｔ３时刻内，伞兵的动能保持不变，机械能 在减小 ２．如图３所示，两个相同的 光滑弧形槽，一个为 Ａ１Ｂ１Ｃ１凸 形，一个为Ａ２Ｂ２Ｃ２凹形，两个相 同的小球分别进入两弧形槽时 的速度足够大且都为 ｖ，运动到 槽的末端速度也都为 ｖ，小球通 过凸形槽的时间为 ｔ１，通过凹形槽的时间为 ｔ２，则 ｔ１、ｔ２ 关系为 （　　） Ａ．ｔ１ ＝ｔ２　　　　　　　Ｂ．ｔ１ ＞ｔ２ Ｃ．ｔ１ ＜ｔ２ Ｄ．无法确定 书 动能和势能 填一填：物体能够对外 ，我们就说它具有 能量，简称 ．能量的单位与功的单位相同，也是 ．物理学中，能量和功有着密切的联系，一个物 体能够做的功 ，表示这个物体的能量越大． 一、动能 填一填：物体由于 而具有的能，叫做动能． 一切 的物体都具有动能． 想一想：狂风能撼动大树，而微风只能摇动树叶，说 明动能有大有小，猜想一下动能的大小可能与哪些因素 有关． 做一做：【提出问题】影响动能大小的因素有哪些？ 【猜想与假设】（１）动能的大小可能跟物体运动的 速度有关． （２）动能的大小可能跟物体的质量有关． 【实验步骤】如图１所示， 将一个木块放在水平木板上， 让小球由静止开始沿斜槽向 下运动，撞击木块． （１）让质量为 ｍ１的小球 从斜槽的不同高度滚下（ｈＡ ＞ ｈＢ），比较小球撞击木块后运动 的距离大小．（