内容正文:
12.1 动能 势能 机械能
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【知识梳理】
一、能量:物体能够对外做功,表示这个物体具有能量,简称能。单位:焦耳(J)。
二、动能
1、动能:物体由于运动而具有的能,叫做动能。
2、影响动能大小的因素:①物体的质量;②物体运动的速度。物体的质量越大,运动速度越大,物体具有的动能就越大。
3、重要实验:探究“物体的动能和哪些因素有关”;
①方法:控制变量法、转换法;
②同一高度静止释放目的是控制速度相同(不同高度静止释放目的是改变速度);
③通过木块移动距离反映动能大小。
④结论:质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。
三、势能(重力势能和弹性势能)
1、重力势能
(1)定义:物体由于被举高而具有的能,叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素:①物体的质量;②物体被举高的高度。物体的质量越大,被举得越高,具有的重力势能就越大。
2、弹性势能
(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能,叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素:物体发生弹性形变的程度。在一定限度内物体的弹性形变程度越大,具有的弹性势能就越大。
四、机械能及其转化
1、动能和势能统称为机械能。机械能是最常见的一种形式的能量。单位:焦耳(J)。
2、动能和势能的转化
(1)在一定的条件下,动能和势能可以互相转化。
(2)如果只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但是机械能的总和不变,或者说机械能是守恒的。(理想状态下守恒,注意题中提到不考虑阻力及摩擦,或者提到光滑水平面,物体回到原来高度都是机械能守恒)
(3)在分析动能和势能转化的实例时,首先要明确研究对象是在哪一个过程中,再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况,从而确定能的变化和转化情况。
3、人造地球卫星
(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行,所以存在动能和势能。
(2)卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒。
(3)当卫星从远地点向近地点运动时,它的势能减小、动能增大;当卫星从近地点向远地点运动时,它的势能增大、动能减小。
【典型例题】
1、下列事例中,由弹性势能转化为动能的是( )
A.风吹动树叶 B.秋千从高处向低处摆动
C.汽车沿盘山公路匀速前进 D.拉弯的弓把箭射出
2、火箭加速升空过程中,对于火箭搭载的卫星,下列叙述正确的是( )
A.卫星的机械能总量不变 B.卫星的机械能总量增加
C.卫星的动能增加,重力势能不变 D.卫星的动能不变,重力势能增加
3、如图所示,是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120 J,当小球由A点运动到B点时,机械能变为100 J,则小球由B点运动到C点时,其机械能可能为( )
A.120 J B.100 J C.90 J D.80 J
4、如图所示,小球在A点由静止开始释放,向右侧摆动,B点是小球摆动的最低点,C点是小球摆到右侧最高点,A、C两点到B点的竖直距离hA>hc。小球从B点摆动到C点的过程中,下列说法正确的是( )
A、小球运动状态保持不变 B、小球的机械能总量逐渐变小
C、绳的拉力对小球做了功 D、小球的动能全部转化为重力势能
5、弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动,其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程,针对此过程,下列分析正确的是( )
A.在a状态时弹簧的弹性势能最大,小希的机械能为零
B.a→b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大
C.b→c的过程中,弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
D.a→c的过程中,小希先加速后减速,在b状态时速度最大
6、运动员射箭时用力将弓拉开,在放开箭的瞬间,弓的 能转化为箭的 能,箭在空中向上飞行的过程中,箭的 能增大。
7、一游客在乘缆车匀速上山的过程中,他的动能________,机械能________。(填“增大”、“减小"或“不变")。
8、唐诗中有“黄河远上白云间”、“不尽长江滚滚来”的诗句,从物理学的角度来看,前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的 能,后一句表明长江水具有大量的 能。
9、如图所示是卫星绕地球运行的轨迹图,当卫星运行到近地点时,它的动能最___,势能___。
10、公园中有一种叫“蹦床”的游戏深受同学