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1、第 2 讲 机械能及其转化知识要点目标和要求能量的概念，知道做功的过程就是能量转化和转移的过程机械能守恒定律认识动能、势能和机械能及其转化理解动能的大小跟哪些因素有关重力势能的大小跟哪些因素有关探究一、动能和势能1动能：运动(1)定义：物体由于_而具有的能(2)影响因素：大大速度：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越_质量：速度相同时，物体的质量越大，动能越_2重力势能：被举高(1)定义：物体由于_而具有的能量(2)影响因素：越大越高质量：高度相同时，质量_的物体，重力势能越大高度：质量相同时，物体被举得_，重力势能越大3弹性势能：弹性形变(1)定义：物体由于发生_而具有的能量(2)影响因素
2、：弹性形变程度物体的弹性形变_，具有的弹性势能越大越大二、机械能及其转化1机械能：动能势能动能和势能统称为机械能机械能_.2机械能守恒：不计摩擦时，只有动能和势能的相互转化，机械能的总和_保持不变考点 1 动能与势能探究动能的大小与哪些因素有关1实验方法：控制变量法和转换法2探究过程：(1)如图 9-2-1 所示，用同一铁球由不同高度滚下(高度越高滚下时速度越大)，撞推同一位置的同一物体 B，记录撞推距离s 的远近图 9-2-1(2)用质量不同的铁球由相同高度滚下，撞推同一位置的同一物体 B，记录撞推距离 s 的远近3实验结论：(1)质量相同时，物体运动速度越大，动能越大(2)速度相同时，物体
3、的质量越大，动能越大4实验拓展：(1)质量不同的小球，从同一高度滑下，到达水平面时的速度相同；物体在斜面上的高度越高，到达水平面时的速度越大(2)物体 B 在水平面上移动的距离越远，说明小球 A 具有的动能越大，体现了转换法的思想例 1：(2012 年娄底)图 9-2-2 所示的是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验：图 9-2-2(1)用质量不同的 A、B 两个小球(mA mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时_相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较 A、B 两个小球的_的大小(2) 将甲、乙实验比较可知，小球动能的大小与小球的_
4、有关；将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_有关(3) 本次实验采用了物理学最常用的一种实验方法，叫_思路点拨：动能的决定因素有两个：质量和速度对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析通过比较纸盒被推动的距离的长短来判断小球动能的大小，这是一种转换的方法答案：(1)速度动能(2)速度质量(3)控制变量法例 2：为了探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图 9-2-3 所示的实验图 9-2(1) 实验中通过观察_ 来判断物体重力势能的大小(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图_和图_进行分析比较(3)图乙和图丙探究的问
5、题是_思路点拨：(1)该实验采用转换法，通过观察方桌陷入沙中的深浅来判断物体重力势能的大小；(2)当探究重力势能与高度的关系时，必须保证物体的质量相等；(3)图乙和图丙中物体的质量不同，但高度相同，所以探究的问题是重力势能的大小与质量的关系答案：(1)小方桌陷入沙中的深浅(2)甲乙(3)高度相同时，重力势能与质量的关系考点 2 机械能及其转化1机械能变化的判断：(1)当物体只受重力作用，而没其他外力(如摩擦力、空气阻力等)作用时，其机械能始终不变，动能与势能之间相互转化(2)当系统还受其他外力作用时，由机械能动能势能判断如火箭加速升空时，高度增加，速度变大，机械能增加；跳伞匀速下降时，速度不变
6、，高度减小，机械能减小2动能和势能的转化：(1)动能和重力势能相互转化：如滚摆下降时，滚摆的重力势能转化为动能，上升时动能转化为重力势能(2)动能和弹性势能相互转化：如运动木球撞击弹簧，动能转化为弹性势能，弹簧将木球弹开，弹性势能转化为动能例 3：一中学生骑自行车下坡时，不蹬脚踏板恰好匀速向下运动在此过程中，他的动能、势能和机械能的变化情况是()A动能不变，势能减小，机械能减小 B动能增大，势能减小，机械能不变C动能减小，势能减小，机械能减小 D动能不变，势能减小，机械能不变思路点拨：动能的大小跟物体的质量和速度有关，重力势能的大小跟物体的质量和高度有关由他恰好匀速向下运动，可知速度不变、高度
7、减小，从而判断出动能和势能的大小变化再结合机械能动能势能，可以判断出机械能的大小变化答案：A例 4：(2013 年临沂)如图 9-2-4 所示人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中()图 9-2-4A人和车的动能保持不变B人和车的动能增大C人和车的动能减小D人和车的重力势能增大思路点拨：(1)动能大小跟质量、速度有关质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大(2)重力势能大小跟质量、被举得高度有关下坡过程中重力势能减小答案：B1(2013 年广州)如图 9-2-5 所示，足球以初速度 v 沿着凹)C凸不平的草地从 a 运动到 d，足球(图 9-2-5A在 b、d 两点动
8、能相等B在 a、d 两点动能相等C从 b 到 c 的过程机械能减少D从 c 到 d 的过程重力势能减少2(2013 年茂名)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块运动的远近，如图 9-2-6 所示下列说法中正确的是()B图 9-2-6A铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小B这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系C这样做的目的是研究物体的动能大小与高度的关系D这样做的目的是研究物体的动能大小与速度的关系3(2013 年梅州)“歼 10”是我国自主研制的新一代轻型战斗机，具有卓越的机动性能当它在空中加速向下俯冲时，
9、动能_，重力势能_(填“增大”“不变”或“减小”)答案：增大减小4(2011 年广州)跳远运动的几个阶段如图 9-2-7 所示，则运动员()D图 9-2-7A助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零C经过最高点时动能最大D经过最高点时重力势能最大5(2011 年河源)下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是()DA跳伞运动员在空中匀速下落的过程B热气球上升的过程C汽车在水平路面上匀速行驶的过程D铅球自由下落的过程6(2010 年广州)甲站在 0.5 m/s 匀速上行的自动扶梯上，乙站在 0.7 m/s 匀速下行的自动扶梯上甲、乙两人质量相等，甲上行中动能_(填“增加”“不变”或“减少”)某时刻他们的位置如图 9-2-8 所示，该时刻甲的重力势能_乙的重力势能，甲的机械能_ 乙的机械能( 填“大于”“等于”或“小于”)若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是_图 9-2-8等于小于 由于惯性，上身保持原来的速答案：不变度向前7(2010 年湛江)高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”据报道：一个 30 g 的鸡蛋从 18 楼抛下来就可以砸破行人的头骨，从 25 楼抛下可使人当场死亡由此可知，鸡蛋的重力势能与_ 有关，下落过程是将重力势能转化为_答案：高度动能