内容正文:
《机械能及转化》常规试题分类剖析
一、试题分类赏析:
(一)判断物体具有何种机械能
1.下列实例中,既具有动能又具有重力势能的是 ( )
A.水平赛道上飞驰的赛车 B.戏水者从高处飞速滑下
C.打桩机将重锤举在高处 D.张弓待发时被拉开的弦
分析:赛车因为在飞驰而具有动能;戏水者在高处具有重力势能,又因为在滑而具有动能;举起的重锤因为有高度而具有重力势能;被拉开的弓具有弹性势能。
答案:B
方法指导:正确理解动能、重力势能、弹性势能的定义,是解题的关键,特别是抓住其中的关键字眼。如:判断物体是否具有动能,牢牢抓住“运动”这个词,物体在运动就具有动能,反之则没有。
(二)分析机械能在如何转化
2.跳水运动是奥运会的正式比赛项目,我国运动员在该项目上一直处于国际领先地位。比赛中,跳水运动员从腾空跳起向上运动后再向下落入水中,若不计空气阻力,在整个空中运动过程中,运动员的 ( )
A.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小,机械能不变
B.动能先增大后减小,重力势能减小先后增大,机械能不变
C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小,机械能增大
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大,机械能减小
分析:跳水运动员在腾空而起时,跳板的弹性势能转化为运动员的动能,即在起跳的瞬间运动员具有最大的动能,起跳后,随着高度的增加,运动员的动能逐渐转化为重力势能,当到达最高点时,动能减为0,重力势能达到最大;然后在重力作用下下落,高度越来越小,速度越来越大,运动员的重力势能转化为运动员的动能,整个过程中,运动员的机械能保持不变。
答案:A
(三)分析机械能在如何变化
3.汶川特大地震发生后, 抗震救灾指挥部决定采用空降的方法抢救被困的灾民。下图为解放军15名空降兵勇士在地形十分复杂、气候特别恶劣,又无地面指挥引导、无地面标识的情况下,奋不顾身地从4999米高空跳伞的情景。他们跳出飞机舱门,在打开降落伞之前下降的速度越来越大, 这一过程中伞兵勇士的( )
A.动能增大,重力势能增大 B.动能增大,重力势能减小
C.动能减小,重力势能增大 D.动能减小,重力势能减小
分析:空降兵的质量是一定的,在下降过程中,空降兵的离地面的高度越来越小,说明空降兵的重力势能在减小,而“在打开降落伞之前下降的速度越来越大”,说明空降兵的动能在增加,而机械能的总量等于动能和势能之和,所以总的机械能也在增加。
答案:B
方法指导(2、3类):物体动能、势能如何变化,要对于分析其质量、运动速度、所处高度及弹性形变如何在变化。解题时一定要从定势思维中走出,针对题设的物理情景进行分析,究竟是不是仅仅在机械能内部转化,还是有其他能量的出现,不要以为一个物体动能增加了,势能就会减少,机械能总量保持不变。因此要善于挖掘已知条件和隐含条件找到其联系。
(四)实验探究机械能影响因素
4.为了探究重力势能与哪些因素有关,现有大小不同的实心铁球各一个、大小相同的实心铁球和实心玻璃球各一个、橡皮泥等。在探究重力势能与高度的关系时,应选用_______ _,分别从不同的高度自由落下;在探究重力势能与质量的关系时,应选用____ ____,分别从相同的高度自由落下。
分析:要探究重力势能与高度的关系,除了高度不同外,其他的因素都应该相同;在探究重力势能与质量的关系时,除了物体质量不同外,其他的因素都应该相同。
答案:同一实心铁球 大小相同的实心铁球和实心玻璃球
解题指导:对于探究实验,一是要注意方法,例如控制变量法的正确采用;二是要注意多次测量寻找出真正的规律以减小实验误差。
二、试题特色:
1.以现实生活为试题情景,特别是以高科技方面的卫星、飞船等为载体进行命题,将学生快速带入一个令人振奋的境界。
2.因为这部分知识的考点不多,所以通常紧紧围绕基础知识进行命题。如:具有什么形式机械能的判定、机械能之间的相互转化等。
3.科学探究题中一般注意方法的采用,如:控制变量法的运用等。
三、学习建议:
1.抓住重点:一是动能、重力势能、弹性势能的概念,在理解时要抓住关键字词;二是决定动能、重力势能、弹性势能大小的因素,注意综合考虑物理量的影响因素,特别是控制变量法的采用。
2.突破难点:进行动能和势能相互转化的事例分析。
3.联系生活实际:多想象生活场景,注意运用所学知识分析生活现象。
四、沙场练兵:
1.如图所示,是奥运会射箭项目的图标。运动员射箭时,要用力将弓拉开,然后弓将箭射出,在此过程中是弓的 能转化为箭的 能。
2.2023年6月4日6时33分,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆