内容正文:
第十一章 功和机械能
第3节 动能和势能
教材考点梳理
一、能量
1.定义:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
2.物理意义:能量表示物体做功本领大小。
3.单位: 焦耳(J)。
4.功与能的关系:
(1)功表示一个力对物体作用取得的成效。
(2)能量表示物体具有对外做功本领。
(3)物体做功的过程,就是能量的转化过程。物体做的功越多,就说明能量转化的越多。
(4)功与能的的单位相同:都是焦耳。
二、动能
1.定义:物体由于运动而具有的能量。
2.影响动能大小的因素:动能的大小只跟速度、质量有关。
(1)质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(2)速度相同的物体,质量越大,动能也越大。
3.用动能来解释生活现象:
(1)汽车为什么限速?
因为在质量一定时,速度越大,动能越大,刹车距离越远,越容易出交通事故。
(2)不同车型,限速为什么不同?
因为不同车型质量不同,在速度一定时,质量大的,动能大,刹车远。质量小的,动能小,刹车近。所以,不同车型限速就不同。
三、实验:探究影响动能大小的因素
1.实验器材及作用:
(1)两个不同质量的钢球:
研究对象。
(2)斜面:让钢球运动起来。
(3)木块。
(4)粗糙程度相同的水平面。
2.实验方法:
(1)转换法:通过木块被撞击后移动的距离反映钢球动能大小。
(2)控制变量法:
A.如图甲、乙,控制钢球质量不变,改变球的运动速度,研究动能与速度的关系。
▲敲桌子:甲、乙图中,改变钢球下落高度,目的是改变钢球到达水平面的速度。
B.如图甲、丙,控制钢球运动速度不变,改变钢球的质量,研究动能与质量的关系。
▲敲桌子:甲、丙图中,控制钢球下落高度相同,目的是使钢球到达水平面的速度相同。
1. 实验结论:
动能的大小只跟速度、质量有关。
(1)质量相同的物体,速度越大,动能越大。
(2)速度相同的物体,质量越大,动能也越大。
4.其它考点:
(1)钢球在水平面上不能立即停下是因为:钢球具有惯性。
(2)木块在水平面上最终会停下来是因为:木块受到摩擦力的作用。
(3)如果木块被撞后滑出木板,应该怎么办?
A.换质量更大的木块。
B.换质量较小的钢球。
D.换长度较长的木板。
(4)如果水平面绝对光滑,实验将无法进行。因为:
木块被撞后做将匀速直线运动,无法比较木块运动的距离。
四、势能
1.重力势能:
(1)定义:物体由于被举高而具有的能量。
(2)影响重力势能大小的因素:质量和高度。
A.质量相同的物体,高度越高,重力势能越大。
B.高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
2.弹性势能:
(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量。
(2)影响弹性势能大小的因素:物体的材料和弹性形变的大小。
同一物体,弹性形变越大,弹性势能越大。
重难点突破
1.(2023河北)在离桌边约20cm的地方放一枚铝质硬币,在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块,在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。如图所示,在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气,硬币跳过木块。实验结果表明,在气体中,流速越大的位置,压强越________,跳起的硬币在上升过程中重力势能越来越________,下降过程中动能越来越________。
2.(2023四川广元)如图所示是运动员在冬奥会跳台滑雪空中下落的情景,在下落过程中,运动员的重力势能逐渐___________(选填“减小”“不变”或“增大”);若某运动员质量为60kg,在空中经1.5s下落的竖直高度为10m,则这段时间内该运动员的重力的功率是___________W。(g取10N/kg)
3.(2023·内蒙古赤峰)2023年5月23日,我国科考队再次登上珠穆朗玛峰,进行“珠峰科考”(图所示)。科考队员在踏着皑皑白雪登山的过程中,重力势能 (填变化情况)。“雪”的形成是 (填物态变化名称)现象。
4.(2023·吉林)关于小球竖直上抛后的运动情况,下列说法中正确的是( )
A.运动过程中小球始终具有惯性 B.运动至最高点时动能不为零
C.上升过程中受到平衡力作用 D.下落过程中重力势能变大
5.(2023·湖南常德)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,包括常德人张陆在内的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动
6.(2023·黑龙江牡丹江)探究物体的动能跟哪些因素有关的实验装