内容正文:
第三板块 功与能
第16课时 动能和势能 机械能的转化及守恒
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一、能量
物体能够________,就说这个物体具有能量,简称能。能量的单位是_______。
一个物体能够做功是说物体具有做功的能力,不一定要做功。
对外做功
焦耳
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二、动能和势能
1.动能:物体由于________而具有的能。物体的动能大小与物体的质量和运动速度有关,物体的质量越大,速度越大,它的动能就________。
2.重力势能:物体由于受到重力并处在________时而具有的能。重力势能的大小与物体的质量、被举的高度有关,物体的质量越大,举得越高,它的重力势能就______。
运动
越大
一定高度
越大
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3.弹性势能:物体由于发生_________而具有的能。在弹性限度内,弹性势能的大小与弹性形变的大小有关,物体的弹性形变越大,它具有的弹性势能就______。
一个物体具有动能,则一定具有机械能;但反过来,一个物体具有机械能,却不一定具有动能,因为它可能只具有势能。
弹性形变
越大
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三、机械能及其转化
1.动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能,动能、重力势能和弹性势能可以相互______。
2.机械能:动能和势能统称为________。在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量______。
3.机械能守恒:如果只有动能和势能的相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总和______;或者说机械能是_______的。若在转化中存在摩擦力等消耗能量的因素,则机械能总量要_____,机械能不守恒。
转化
机械能
不变
不变
守恒
减小
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四、能量的转化和守恒
1.能量的转化:各种形式的能量都可以在一定条件下相互______。
2.能量守恒定律:能量既不会凭空______,也不会凭空______,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个物体________到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量______。
转化
产生
消失
转化
转移
不变
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C
1 动能和势能
【例1】【科技成果】如图所示,舰载机在“山东舰”航母上起飞,其在加速上升过程中 ( )
A. 动能减小,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C. 动能增大,重力势能增大
D.动能减小,重力势能减小
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【方法指导】动能的大小跟物体的质量和速度有关;重力势能的大小跟物体质量和高度有关。
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【变式1-1】【物理与生活】踢毽子是一项常见的健身运动。如图为一同学踢毽子的情景,毽子在向上运动的过程中,下列关于毽子的说法正确的是 ( )
A.动能增大
B.动能减小
C.重力势能减小
D.重力势能不变
B
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【变式1-2】(2023·常德)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陆,三位航天员全部安全顺利出舱,神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。下列说法中正确的是 ( )
A.航天员随飞船加速升空过程中,其重力势能和动能
都变大
B.张陆在空间站可以通过体重秤测量体重
C.返回舱在下落过程中,三名航天员相对地球是静止的
D.返回舱成功着陆瞬间“尘土飞扬”,说明分子在做无规
则运
A
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2 机械能的转化及守恒
【例2】(2022·广东)图甲中过山车从A点出发,先后经过B、C、D、E点。图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图,则过山车的动能在____点最大,B点重力势能的大小_______E点动能的大小。在这个过程中,过山车的机械能是________(选填“变化”或“不变”)的。
C
等于
变化
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【方法指导】动能和势能是可以相互转化的。机械能是否守恒一个重要判断依据是:是否只有重力做功。
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【变式2-1】【RJ素材】如图所示,用绳子把一把锁悬挂起来,把锁贴近自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,锁向前摆去又摆回来,但不会碰到鼻子。下列说法中正确的是 ( )
A.锁在摆动的过程中机械能保持不变
B.锁摆动到最低点时动能最小
C.锁在下降过程中,重力势能转化为动能
D.锁在上升过程中,重力势能转化为动能
C
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【变式2-2】(2023·东莞二模)载人飞船实现了中国人的“飞天梦”。如图所示是载人飞船返回舱减速着陆的情境,在返回舱减速下降过程中,关于返回舱的下列说法中正确的是 ( )
A.动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.动能不变,重力势能减少,机械能减少
C.动能减少,重力势能不变,机械能减少
D.动能减少,重