内容正文:
第一部分 考点过关
第九讲 机械与人
第3课时 合理利用机械能
1
机械能
1.能量:一个物体能够对别的物体做功,我们就说这个物体具有能量,简称能,能量的单位: 焦耳 ,符号: J .
焦耳
J
动能 势能
重力势能 弹性势能
定义 物体由于 运动 而具有的能 物体由于 被举高 而具有的能 物体由于发生 弹性形变 而具有的能
影响
因素 物体的 质量 和 速度 物体的 质量 和 高度 物体的 弹性形变
联系 动能和势能在一定条件下可以相互 转化
运动
被举
高
弹
性形变
质量
速度
质量
高度
弹性形
变
转化
2.动能和势能
练1 2022年5月31日,我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功.返航时,飞机在减速下降过程中( D )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,机械能不变
C.动能增大,重力势能增大
D.动能减小,机械能减小
D
3.机械能及其转化
(1)动能、重力势能和弹性势能统称为机械能.
(2)机械能守恒: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,但机械能的总和 保持不变 .
保持不变
如图所示,观察滚摆的运动.
现象:滚摆在下降时,转动的速度越来越 快 ,在上升时,转动的速度越来越 慢 ;滚摆在上下往复运动过程中,上升的最大高度逐渐 减小 .
快
慢
减小
结论:滚摆在下降的过程中, 重力势 能转化为 动 能,在上升过程中, 动 能转化为 重力势 能;滚摆上升的最大高度逐渐减小,说明滚摆具有的机械能在逐渐 减小 .
重力势
动
动
重力势
减小
练2 如图所示,用绳子把一块橡皮悬挂起来,把橡皮贴近自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,橡皮向前摆去又摆回来,不会碰到鼻子.下列说法正确的是( C )
C
A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B.橡皮摆动到最低点时动能最小
C.橡皮在下降过程中,重力势能转化为动能
D.橡皮在上升过程中,重力势能转化为动能
实验一 探究物体的动能与哪些因素有关
【实验方法】控制变量法、转换法.
【实验装置】
【设计与进行实验】
1.实验通过观察 木块移动的距离 反映钢球动能的大小,这运用了 转换 法.
2.甲、乙两次实验,是为了探究动能大小与 质量 的关系.让钢球从相同高度由静止释放,是为了控制钢球到达水平面的 速度相同 ,这运用了 控制变量 法.
3. 甲、丙 两次实验是为了探究动能大小与速度的关系.
4.由图可知, 乙 实验中钢球的动能最大.
木块移动的距离
转换
质量
速度相同
控制变量
甲、丙
乙
【实验结论】物体动能的大小与物体的 质量 和 速度 有关.质量相同的物体,运动速度越大,它的动能越 大 ;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越 大 .
质量
速度
大
大
【分析、交流与反思】
5.钢球从斜面下滑的过程中 重力势 能转化为 动 能和 内 能;钢球在水平面运动的过程中 动 能转化为 内 能.
6.钢球到达水平面上不能立即停下,是因为 钢球具有惯性 ;木块在水平面上最终会停下来是因为 受到摩擦力(或阻力) .
7.如图甲、乙,木块移动过程中受到的摩擦力分别为f1、f2,克服摩擦力做的功分别为W1、W2,则f1 = f2,W1 < W2.(均选填“>”“=”或“<”)
重力势
动
内
动
内
钢球具有惯性
受到摩擦力(或阻力)
=
<
8.若木板绝对光滑,则 不能 (选填“仍能”或“不能”)完成该实验,因为 木块不受阻力,将做匀速直线运动 .
9.不能选择乙、丙两图来探究动能跟速度的关系,因为 没有控制钢球的质量相同 .
10.甲、乙两次实验,可以解释汽车 超载 (选填“超载”或“超速”)带来的安全隐患.
不能
木块不受阻力,将做匀速直线运动
没有控制钢
球的质量相同
超载
②增大钢球的质量
③减小钢球下滑的高度
④木板上铺毛巾或棉布
11.若实验中木块被推出了水平面,可采取的措施有 ①③④ (填序号).
①换用更长的木板
①③④
实验二 探究物体的重力势能与哪些因素有关
【实验方法】控制变量法、转换法.
【实验装置】
【设计与进行实验】
1.实验通过观察 小桌下陷的深度 来判断物体重力势能的大小.这运用了转换法.
2.甲、乙两次实验,是为了探究重力势能的大小与 高度 的关系,结论是:当物体的 质量 相同时,高度越高,重力势能越 大 .
3. 乙、丙 两次实验,是为了探究重力势能的大小与质量的关系,结论是:当物体的 高度 相同时,质量