内容正文:
机械能、内能
一、机械能
1.机械能:机械能包括动能和势能。
2.动能:物体由于运动而具有的能量;动能的大小与质量和速度有关,物体运动的速度越大,质量越大,动能也越大。
3.势能:势能包括重力势能和弹性势能。
4.重力势能:物体由于被举高而具有的能量;重力势能的大小与质量和举高高度有关,物体的高度越高,质量越大,重力势能也就越大。
5.弹性势能:物体由于形变而具有的能量;弹性势能的大小与形变程度有关,形变越大,弹性势能也就越大。
6.机械能守恒:动能和势能可以相互转化,而且如果只有动能和势能相互转化,机械能的总量就保持不变。
【例题精讲】
例1.将甲、乙两砝码(M甲>M乙)以细线相连并跨过定滑轮,使两砝码距离地面相同高度,如下图左所示。当由静止自由释放后,甲砝码下降,乙砝码上升,如下图右。假设细线及定滑轮的重力不计,且细线与定滑轮间无摩擦力,在砝码运动的过程中,下列推论何者最适当( )
A. 甲的动能增加,乙的动能减少 B. 甲的动能减少,乙的动能增加
C. 甲的动能增加,乙的动能不变 D. 甲的动能增加,乙的动能增加
例2.汽车从一斜坡顶端匀速行驶到底端,在这一过程中汽车的( )
A. 动能不变,重力势能减小,总机械能减小 B. 动能增大,重力势能减小,总机械能不变
C. 动能不变,重力势能减小,总机械能不变 D. 动能减小,重力势能不变,总机械能减小
例3.有一种运动叫蹦极,如图所示是蹦极运动的简化示意图,弹性绳一端固定在O点,另一端系住运动员,运动员从O点自由下落,A点处弹性绳自然伸直.B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点,C点是蹦极运动员到达的最低点,运动员从O点到C点的运动过程中忽略空气阻力,则( )
A. 从O至C运动员速度一直减小
B. 从O点至A点运动员机械能不守恒,从A点至C点机械能守恒
C. 从O至A过程中运动员速度增大,从A至C过程中运动员速度减小
D. 从O至B过程中运动员速度增大,从B至C过程中运动员速度减小
例4.如图,实验小组在开展探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验时,小组各成员发表了如下观点:
小明:本实验应用的科学方法是转换法;
小芳:教材上取大小不同的金属小球不好,最好是取两个质量不同, 但体积相同的小球;
小张:在研究重力势能跟质量关系时,实验方法是从不同的高度自由释放同一个小球,然后观察沙坑深度。上述观点正确的是( )
A. 小明和小芳 B. 小明和小张 C. 小芳和小张 D. 都正确
例5.如图所示,甲、乙和丙是三个完全相同的乒乓球,在离地同一高度处以大小相等的速度v,将三个球分别竖直向下、竖直向上和水平抛出.若在整个运动过程中不计能量损失,则( )
A. 抛出时甲球的机械能大于其他两个球
B. 抛出后乙球的机械能先增大后减小
C. 第一次落地时甲球的动能最大,丙球的动能最小
D. 落地后第一次反弹到最高点时甲、乙两球的高度相同
例6.如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不及空气阻力,在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是( )
A. 只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功
B. 在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少
C. 在c到d的过程中,铅球的重力势能减少
D. 在a到d的过程中,铅球的运动状态在不断的变化
例7.“溜溜球”(如图)是一种儿童喜欢的玩具。当“溜溜球”放手后,在重力的作用下展开绳子而下降至最低点,在这个过程中,能量如何转化? ;紧接着,“溜溜球”依靠自身的惯性自动缠绕绳子上升。“溜溜球”在不断地上下运动过程中,内能会 (选填“增加”或“减少”)。
【答案】重力势能转化为动能 增加
例8.某同学在探究“物体的动能跟哪些因素有关”实验中,所用的实验装置如图1所示,A为小球,B为木块。
次数
小球的质量m
小球下落的高度h
小球到达底端的速度v
木块移动的距离s/cm
小球的动能E
1
大
ho
vo
60.8
2
中
ho
vo
48.2
3
小
ho
vo
(1)前两次的实验数据如表:在第3次实验中,木块移动的距离如图2所示,a为木块左侧面的初位置,b为木块左侧面的末位置。
根据表格和图中的信息,表中木块移动的距离为 米。
(2)如果第1次实验中,木块运动到了长木板的末端之外,在不更换实验器材的情况下,解决的办法是