第22讲 能量形式与机械能-【暑假自学课】2023年新九年级科学暑假精品课

第22讲 能量的形式与机械能 1. 能量的形式及相互转化 2. 机械能的变化 3. 机械能守恒 一.认识能量 1.能量的定义：描述物体对外做功的本领，也称为能。 2．一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 二.不同形式的能量及利用 1.机械能：机械能是动能与势能的总和，这里的势能分为重力势能和弹性势能。 【运动中的物体都具有机械能】 2.光能：以太阳光或其他光源发出的光具有的能量 3.化学能：物质在发生化学变化积累或释放出来的能量 4.热能：主要表现为温度变化，运动剧烈，摩擦运动 5.核能：核变化产生的能量 6.潮汐能与风能：自然界的能量，类似于机械能 7.声能：雪崩，或者超声波碎石 8.电能： 三.动能 1.动能的定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有动能。 2.动能大小的影响因素： 3.实验变量： （1）小球的初始高度：控制到达水平面的速度大小 （2）不同质量的小球： （3）物块移动的距离：表示小球动能大小 4.实验操作： （1）相同质量的小球从不同高度下落，探究速度对物体动能的影响 （2）不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体动能的影响 5.实验方法：控制变量法，转化法 6.实验结论：物体的动能大小与质量有关，与速度有关 二.势能 1.重力势能： （1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 （2）重力势能的影响因素： （3）实验变量： ①小球的初始高度：控制到达水平面下落距离 ②不同质量的小球： ③陷入沙坑的距离：表示小球重力势能大小 （4）实验操作： ①相同质量的小球从不同高度下落，探究下落高度对物体重力势能的影响 ②不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体重力势能的影响 ③相同质量的小球从运动轨迹下落，探究下落运动轨迹对物体重力势能的影响 （5）实验方法：控制变量法，转化法 （6）实验结论：物体的重力势能大小与质量有关，与下落高度有关， 与运动路径无关 2.弹性势能： (1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 (2)影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。 三.机械能与机械能守恒 1.机械能：动能和势能之和称为机械能。 2.机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量就保持不变，即机械能守恒。 3.机械能守恒的几种类型 （1）弹簧：在下落过程中，小球未接触弹簧之前机械能守恒，接触弹簧后机械能减少，随着压缩程度增大，弹力增大，即出现下图的： a.接触点：之前小球机械能守恒，之后小球机械能减小，弹簧弹性势能增大 b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大 c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大 （2）蹦极 a.接触点：之前人机械能守恒，之后人机械能减小，弹簧弹性势能增大 b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大 c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大 （3）滚摆：重力势能与动能之间转化 （4）单摆 ac两点是最高点，动能为零重力势能最大 b.点是最低点，重力势能最小，动能最大 单摆整个过程中没有首例平衡的点 （6） 斜面 重力势能与动能转化机械能守恒 考点一：能量及其形式 【例1】如图，太阳能汽车利用太阳能电池将太阳能转化为电能，储存在车上的蓄电池内，为汽车提供动力。下列说法正确的是（　　）    A．太阳能是一种不可再生能源 B．蓄电池为汽车提供动力时，将电能转化为化学能 C．太阳能汽车能将接收到的太阳能全部转化为机械能 D．如太阳能汽车行驶的速度为90km/h，则行驶40s通过的路程为1000m 【例2】如图所示，全国各地分布着各种不同类型的发电站，它们在发电过程中，利用不可再生能源发电的是（　　） A．西藏羊八井地热发电站 B．新疆哈密光热发电站 C．湖北宜昌三峡水力发电站 D．内蒙托克托燃煤火力发电站 考点二：机械能守恒 【例1】质量相同的甲、乙两个小球，从同一高度自由下落经过如图所示的位置，不考虑空气阻力。下列说法正确的是（　　）    A．此时甲、乙两球的动能相等 B．此时甲球的速度大于乙球的速度 C．此时甲、乙两球的重力势能相等 D．此时甲球的重力势能大于乙球的重力势能 【例2】如图甲是探究“阻力对物体运动的影响”的实验装置，图乙是探究“物体的动能与质量的关系”的实验装置，关于这两个实验的说法中错误的是（　　）    A．两个实验都控制物体从同一高度自由滑下，是为了保证物体到水平面时的初速度相同 B．乙图实验得出的结论是：物体的速度一定时，质