内容正文:
第2节
机械能
浙教版 九年级上册第三章
浙教版 九年级上册第三章:能量的转化与守恒
一、动能
1.定义:物体由于 而具有的能量叫做动能。
2.影响动能大小的因素: 和 。物体的质量越大,动能 ;速度越大,动能也 。
运动
质量
速度
越大
越大
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二、势能
1.重力势能
(1)定义:物体由于 而具有的能量叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素: 和 。物体的质量越大,位置越高,具有的重力势能 。
2.弹性势能
(1)定义:物体由于 而具有的能量叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素:物体的 程度。物体的弹性形变程度越大,弹性势能就 。
被举高
质量
高度
越大
发生弹性形变
形变
越大
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变式训练1、洒水车在水平公路上匀速行驶,行驶中不断洒水,在此过程中洒水车的动能 ;重力势能 ;(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
例1、电梯匀速上升过程中,电梯的( )
A.动能保持不变 B.机械能保持不变
C.重力势能保持不变 D.动能转化为重力势能
A
变式训练2、一个小石块从空中的某一高度,由静止开始竖直下落,若不计空气阻力,从小石块开始下落,到刚落到地面的过程中,小石块的重力势能Ep随着时间的变化图象可能是( )
A. B. C. C. D. D.
C
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例2. 如图所示,在“探究物体动能与哪些因素有关”的实验中,将A、B、C三小球先后从同一斜面的hA、hB、hC高度处滚下(mA=mB<mC,hA=hC>hB),推动纸盒运动一段距离后静止。
(1)要探究动能与质量的关系,我们要选择 两图来进行比较。
(2)从图中可以看出,A、B、C三个小球刚到达水平面时, 球的动能最大。
(3)比较甲、乙两图,可得出结论: 。
甲、丙
C
当物体的质量相同时,物体运动速度越大,其动能越大
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三、动能和势能的转化
1.滚摆:(1)滚摆从最高点开始往下运动时,始点处 能最大, 能为“0”。
(2)开始向下运动中, 能开始转换为 能,动能渐趋增大,势能
渐趋减小,机械能总和不变;到达最下端时,此刻 能最大。
势
动
势
动
动
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(3)反方向的转换,滚摆不断上升过程中, 能转换为势能, 能渐趋增大,
动能渐趋减小,到达了一个新的最高点时, 能最大, 能为“0”。
动
势
势
动
2.单摆:将摆锤拉高一定的高度后放手。摆锤在向下摆动的过程中_____ 转化
为 ;在摆锤摆过中点后向上摆动的过程中 转化为 。
重力势能
动能
动能
重力势能
3.结论:大量事实表明,如果没有摩擦阻力,动能和势能在相互转化的过程中,
机械能总量保持不变。因为存在摩擦阻力,动能和势能在相互转化的过程中,
机械能的总量会减少,减少的机械能转化为摩擦产生的热能。
浙教版 九年级上册第三章:能量的转化与守恒
四、机械能守恒
1.机械能:动能和势能之和。
2.机械能守恒的含义:在只有重力或弹力对物体做功的条件下(或者不受其他外力的作用下),物体的动能和势能(包括重力势能和弹性势能)发生相互转化,但机械能的 保持不变。这个规律叫做机械能守恒定律。
总量
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3、利用机械能守恒解释简单的现象
1.如果没有摩擦阻力,动能和势能在相互转化的过程中,机械能总量______________。
2.如果存在摩擦阻力,动能和势能在相互转化的过程中, 机械能的总量会减少。减少的机械能转化为摩擦产生的_____能。
保持不变
热
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【答案】C
【解析】由于存在阻力,男演员离开跳台时的机械能一定要大于乙处女演员的势能,才能使男演员的机械能除克服阻力外,仍能把b端的女演员弹上乙处。
例3 如图所示是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳,落下后踩在跷跷板的a端,能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力,故 ( )
A. 男演员的质量必须要大于女演员的质量
B. 甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能
C. 男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D. 女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
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例4 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,到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(忽略空气阻力),下列说法正确的是 ( )
A. 从O点到C点运动员速度一直减小
B. 从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C. 从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D. 从O点到A点运动员的机械能不变
【答案】D
【解析】根据题意可知,从O点到B点的过程中,重力大于弹性绳对运动员的拉力,因此速度越来越大;从B点到C点的过程中,弹性绳对运动员的拉力大于重力,运动员的速度逐渐减小,到达C点时,速度为零;由于不计空气阻力,整个过程机械能守恒。
浙教版 九年级上册第三章:能量的转化与守恒
变式训练1、用手将一重为G的铁球缓慢放在一自然伸长的弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达C位置小球的速度变为零(整个过程中不计能量损耗)。则下列说法正确的是( )
A.从A点到C点铁球的动能一直减小
B.从A点到C点铁球的动能和重力势能之和一直增大
C.从A点到B点铁球的动能和重力势能之和不变
D.在C位置弹簧的弹性势能最大
D
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变式训练2、 如图所示,弹簧一端与小车相连,另一端固定在左侧的墙壁上,当小车放在粗糙的水平木板上。当小车位于A点时弹簧恰好为自然长度,用力压缩弹簧使小车到达B点;松手后,小车由位置B运动至位置C,在位置C时速度为零。则小车从位置B运动至位置C的过程中,速度达到最大值的位置在
(选填“A点”“A点的左侧”或“A点的右侧”),弹簧的弹性势能的变化情况是
(选填“减小”“先减小后增大”“先增大后减小”或“增大”);小车从位置B运动到速度达到最大值的过程中,弹簧的弹性势能转化成 。
A点的左侧
先减小后增大
内能和小车的动能
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