内容正文:
12.1 动能 势能 机械能(考点解读)(原卷版)
1、动能 势能 机械能的概念
(1)动能概念:物体由于运动而具有的能,叫做动能。一切物体都具有动能;单位:焦耳(J)。
(2)势能:弹性势能和重力势能统称为势能。
①重力势能概念:物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能;单位:焦耳(J),重为1N的物体(质量约为0.1kg),被举高1m时所获得的能量,就是1J。
②弹性势能概念:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能;单位:焦耳(J)。
(3)机械能:动能和势能之和称为机械能。
①动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。
②机械能大小:动能和势能的总和。
2、动能和势能的大小变化
(1)影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大。
(2)影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。
(3)影响弹性势能大小的因素:弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大,弹性势能就越大。
3、动能和势能的转化与守恒
(1)动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中,例如滚摆在下降的过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆在上升过程中,越转越慢,它的重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能;
(2)动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上,也可以发生在不同物体之间,例如,从高处落下的皮球与地面撞击的过程中,由于皮球发生弹性形变,皮球的动能转化为弹性势能,皮球在恢复形变的过程中,它的弹性势能转化为动能.拉弯的弓把箭射出去的过程中,拉弯的弓具有弹性势能,射出去的箭具有动能,这是弓的弹性势能转化为箭的动能;
(3)机械能守恒:如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
做功角度:只有重力或弹力做功,无其它力做功;其它力不做功或其它力做功的代数和为零;系统内如摩擦阻力对系统不做功。
能量角度:首先只有动能和势能之间能量转化,无其它形式能量转化;只有系统内能量的交换,没有与外界的能量交换。
※机械能守恒一般都是理想状态下才发生的,物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化,还有其他能量的转化。
4、探究影响物体动能大小的因素
影响物体动能大小的因素:影响动能大小的因素:物体的质量和速度。物体的质量越大,速度越大,物体具有的动能就越大
5、探究影响物体势能大小的因素
影响重力势能大小的因素:物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大,所处的高度越高,物体的重力势能就越大。
【考点1 动能 势能 机械能的概念】
【典例1-1】(2023春•碑林区校级期中)下列关于重力势能、弹性势能说法不正确的是( )
A.桌面上静止的课本具有重力势能
B.雪后被压弯的树枝具有弹性势能
C.空中飞行的篮球具有弹性势能
D.地面上滚动的足球具有动能
【典例1-2】(2023春•阜城县校级期中)如图是某同学扔实心球的四个分解动作,其中人对实心球不做功的是分解动作 (选填序号)。分解动作④完成后,球下落过程中,重力做功的功率 ,机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”,忽略空气阻力)。
【变式1-1】(2023春•亭湖区校级期中)如图是小明用拉力器锻炼身体,关于臂力器说法不正确的是( )
A.使臂力器伸长的力施力物体是小明的手
B.该过程能说明力可以使物体发生形变
C.被拉伸的臂力器具有弹性势能
D.小明和小华都能将该臂力器拉直,他们施加的力一定一样大
【变式1-2】(2022秋•渭滨区期末)为了提高全校师生的身体素质,学校买回了乒乓球发球机,如图甲所示。如果乒乓球发球机在同一高度以相同的初速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,如图乙。若不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.a球上升过程中,动能增大,重力势能减小
B.b球到达最高点时,重力势能最大,动能为0
C.a、b两球在最高点时机械能相等
D.a、b、c球到达乒乓球案的速度大小关系vb>vc>va
【变式1-3】(2023春•姑苏区校级期中)如图所示,在教室内进行的实验,小球受到重力的施力物体是 ;若增大木板的倾角α,悬线OA的方向将 (选填“改变”或“不变”),地球上的物体,由于被举高而具有的能量叫做 能,水库的水因大坝而提高了水位,流下时能够带动水轮机发电就是利用了这种能量。
【考点2 动能和势能的大小变化】
【典例2-1】(2022秋•西峰区校级期末)在广州亚运会上,自行车运动员在比赛时,都