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第十一講 機械能,動能和勢能 1．能：一個物體能夠做功，就說這個物體具有__________，它是表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量，其單位與功的單位相同，也是________． 2．動能：物體由于運動而具有的能叫________，其大小與________和___________有關(guān)，一切運動的物體都具有動能． 3．重力勢能：物體由于被舉高而具有的能叫____________，其大小與________和______________有關(guān)． 4．彈性勢能：物體發(fā)生_____________而具有的能叫彈性勢能，同一物體發(fā)生_____________越大，具有的彈性勢能越大．,能量(能),焦(J),動能,質(zhì)量,運動速度,重力勢能,質(zhì)量,被舉的高度,彈性形變,彈性形變,機械能及其轉(zhuǎn)化 5．機械能：______能和______能統(tǒng)稱為機械能． 6．機械能的轉(zhuǎn)化：動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，若只有動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化(不計各種阻力)，機械能的總量________，或者說機械能是守恒的．,動,勢,不變,【提示】判斷一個物體的動能、重力勢能和彈性勢能是否改變，看該物體的質(zhì)量、速度、被舉高的高度、彈性形變是否改變．,1．(2014，蘭州)如圖所示，在毽子被踢出后豎直上升的過程中，它的動能___________，重力勢能 __________(均選填“增大”“減小”或“不變”)．,減小,增大,2．(2013，蘭州) 如圖所示，捻動滾擺的軸使它升高后釋放，可以觀察到滾擺沿著懸線向下運動，此過程中，它的_______能減小，_____能增加．滾擺到最低點后又上升，每次上升的高度逐漸減小，這說明滾擺具有的機械能_________(選填“減小”“增大”或“不變”)．,重力勢,動,減小,3．(2014，慶陽)在“神舟五號”飛船加速起飛的過程中，其動能_________，重力勢能__________(均選填“增大”“減小”或“不變”)．,增大,增大,4．(2015，天水)我市校園足球賽正在進行中，小偉和小紅運用所學(xué)物理知識對比賽中的一些現(xiàn)象進行分析，下列說法中全部正確的一組是( ) ①踢球時腳感到疼是因為物體間力的作用是相互的 ②踢出去的足球能繼續(xù)向前飛行是由于慣性 ③足球在空中飛行時受到重力和向前的推力 ④空中飛行的足球，若它所受的力全部消失，它將立即落地 ⑤足球在空中飛行過程中，運動狀態(tài)發(fā)生改變 ⑥足球在上升過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 A．①②③ B．①②⑥ C．②③④ D．①②⑤,D,5．(2015，聯(lián)考)2014年12月7日“長征四號乙”運載火箭在太原衛(wèi)星發(fā)射中心執(zhí)行中巴地球資源衛(wèi)星04星的發(fā)射任務(wù)，如圖所示是火箭發(fā)射時的情景，關(guān)于衛(wèi)星加速上升的過程中，下列說法正確的是( ) A．動能變小，勢能變大，機械能保持不變 B．動能變大，勢能變小，機械能保持不變 C．動能變小，勢能變大，機械能變大，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D．動能變大，勢能變大，機械能變大，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,D,6．(2012，甘南州)近年來，我國航天事業(yè)不斷取得新進展，繼2011年11月“神舟8號”飛船與“天宮一號”空間站實現(xiàn)成功對接后，“神舟9號“飛船預(yù)計將于2012年6月至8月?lián)駲C發(fā)射，當(dāng)神舟飛船從太空返回地球時，返回艙勻速下降的過程中( ) A．機械能減小，動能不變 B．重力勢能減小，動能增加 C．重力勢能減小，機械能不變 D．機械能不變，動能不變,A,7．(2014，蘭州)如圖所示是“探究物體動能的大小與什么因素有關(guān)”的實驗裝置．,木塊移動的距離,(1)該實驗利用了轉(zhuǎn)換法，通過觀察__________________來判斷________(選填“小球”或“木塊”)動能的大?。?(2)讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與_________的關(guān)系； (3)換用質(zhì)量不同的小球，使它們從斜面的________(選填“相同”或“不同”)高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與__________的關(guān)系．,小球,速度,相同,質(zhì)量,8．(2013，慶陽)如圖所示，甲是探究“動能的大小與什么因素有關(guān)”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上．乙是探究“阻力對物體運動的影響”的實驗裝置，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的水平面上運動，請回答下列問題：,(1)甲實驗的目的是探究鋼球動能的大小與速度的關(guān)系：實驗時，它是通過觀察_______________ ，從而判斷鋼球動能的大?。?(2)進行乙實驗時，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運動的起始________相同；通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運動距離的大小來判斷小車在不同的水平面受到________的大小，從而可以推理：如果運動的物體不受力，它將_________________．,木塊B移動的距離,速度,阻力,做勻速直線運動,【例1】(2015，株洲)如圖，從物理學(xué)看，足球比賽中，守門員的作用主要是( ) A．改變足球的動能 B．改變足球的重力勢能 C．改變足球的彈性勢能 D．改變足球的運動狀態(tài),【解析】從物理學(xué)看，足球比賽中，守門員將足球撲住，主要是改變了足球的運動狀態(tài)，使足球不會射入球門，而不是為了改變足球所具有的動能、重力勢能或彈性勢能，只有選項D正確的，故選D. 【答案】D 【變式題1】上緊發(fā)條的玩具車在水平桌面上由靜止開始運動，運動所需的能量來源于( ) A．動能 B．電能 C．重力勢能 D．彈性勢能,D,【例2】如圖是運載火箭點火起飛的情景．在火箭離地升空的過程中，關(guān)于火箭中搭載的衛(wèi)星的能量及能量轉(zhuǎn)化，下列說法正確的是 ( ) A．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 B．重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．機械能的總量不變 D．機械能的總量增加 【解析】衛(wèi)星在火箭的動力推動下加速升空，是火箭燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭與衛(wèi)星的機械能，所以衛(wèi)星的機械能增加，故D選項正確． 【答案】D,實驗一 探究動能的大小與哪些因素有關(guān) 1．在同一平面上，運動的鐵球?qū)⒛緣K撞得越遠，說明鐵球的動能就越大，這里應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法； 2．讓不同的鐵球在斜面同一位置釋放是為了控制不同的鐵球在撞擊木塊時速度相同；讓同一鐵球在斜面不同的位置釋放是為了控制同一鐵球在撞擊木塊時速度不同；應(yīng)用控制變量法探究鐵球的動能大小與其質(zhì)量和速度的關(guān)系． 實驗二 探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān) 1．由物體下落時的破壞力(或痕跡的大小程度)來判斷其重力勢能的大小，這里用到了轉(zhuǎn)換法； 2．用控制變量法探究重力勢能的大小與其質(zhì)量和被舉高度的關(guān)系．,【例3】為了探究重力勢能的大小與哪些因素有關(guān)，小明找到A、B、C三個體積相同的小球，讓小球從高處自由落下，通過觀察小球砸入沙坑中的深淺程度來比較重力勢能的大小，其中mA＝mB＞mC，三次實驗如圖所示．,(1)為了探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，他應(yīng)選擇圖甲和圖________進行對比實驗． (2)為了探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系，他應(yīng)該選擇圖甲和圖________進行對比實驗． (3)本次實驗用到了多種研究物理問題的方法，請你任意指出其中一種方法，如：____________________．,【解析】重力勢能大小取決于物體的質(zhì)量和高度，所以在探究重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系時，要控制高度相同，物體的質(zhì)量不同，所以應(yīng)選擇圖甲和圖丙進行對比實驗；在探究重力勢能大小與高度的關(guān)系時，要控制物體的質(zhì)量相同，高度不同，所以應(yīng)選擇圖甲和圖乙進行對比實驗，這利用了控制變量法．同時，在此實驗中，用小球砸入沙坑中的深淺程度來體現(xiàn)重力勢能的大小，這利用了轉(zhuǎn)換法． 【答案】(1)丙 (2)乙 (3)控制變量法(或轉(zhuǎn)換法),【常見易錯現(xiàn)象】 ①認(rèn)為物體水平勻速運動，動能和重力勢能一定不變(根據(jù)影響動能和重力勢能的因素分析，物體水平勻速運動，高度、速度不變，但質(zhì)量有時發(fā)生變化，如飛機噴撒農(nóng)藥等)；②認(rèn)為機械能守恒時，動能最大，勢能最小(可以由容易分析的高度和形變大小先判斷勢能，再判斷動能的變化)；③混淆機械能守恒和能量守恒(機械能守恒的條件是忽略一切阻力，能量守恒是指不同形式能量總和，它包含機械能、內(nèi)能等)．,【例4】(2014，昆明)草原發(fā)生大面積蝗災(zāi)時，農(nóng)業(yè)部門利用飛機噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲．當(dāng)飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時，它的( ) A．動能不變，勢能不變 B．動能減少，勢能增加 C．動能增加，勢能減少 D．動能減少，勢能減少,【解析】物體的動能與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)，物體的重力勢能與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)，飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時，飛機飛行的速度不變，質(zhì)量減少，所以動能減少；飛機飛行的高度不變，質(zhì)量減少，所以重力勢能減少，故正確答案為D.本題易錯認(rèn)為高度不變，速度不變，所以動能和勢能都不變． 【答案】D,【例5】把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，圖中哪一圖象能正確反映球離手后至落回地面前機械能(E)與籃球離地高度(h)的關(guān)系( ),【解析】如果忽略空氣阻力，在把籃球拋向空中到落回地面前的過程中，動能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，但總的機械能保持不變，所以機械能(E)的大小與高度(h)無關(guān)，故A選項正確． 【答案】A,