認識動能和勢能 知識講解

認識動能和勢能

責編：馮保國【學習目標】

1、知道動能、重力勢能、彈性勢能及機械能的概念；

2、了解影響動能、重力勢能、彈性勢能大小的因素；3、掌握探究影響動能、重力勢能大小的實驗過程；4、機械的轉(zhuǎn)化?！疽c梳理】

要點一、什么是能物體能夠?qū)e的物體做功，我們就說這個物體具有能量或能。要點詮釋：

1、物體具有做功的本領，即說明此物體具有能。但是有能不一定正在做功。物體能做多少功，就說它具有多少能。

2、功就是能轉(zhuǎn)化多少的量度。功代表了能量從一種形式轉(zhuǎn)化為一另種形式，因而功和能的單位也是相同的。功的單位是焦耳（J），能的單位也是焦耳（J）。要點二、動能的大小跟那些因素有關(guān)動能：物體由于運動而具有的能。要點詮釋：

1、物體動能的大小與兩個因素有關(guān)：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小。當物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小。具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。2、動能是“由于運動”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“運動的物體具有的能量叫動能”。例如在空中飛行的飛機，不但有動能而且還具有其它形式的能量。要點三、勢能的大小跟那些因素有關(guān)重力勢能：把被舉高的物體具有的能叫做重力勢能。彈性勢能：物體發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為勢能。要點詮釋：

1、重力勢能的大小與質(zhì)量和高度有關(guān)。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，則它的重力勢能越大。2、重力勢能是“被舉高”這個原因而產(chǎn)生的，一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”。例如在空中飛行的飛機，不但有重力勢能而且還具有其它形式的能量。3、彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關(guān)。要點四、機械能的轉(zhuǎn)化（《動能和勢能、機械能及其轉(zhuǎn)化》機械能及其轉(zhuǎn)化）1、動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。2、動能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化。（1）在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉(zhuǎn)化為重力勢能后，后來又是重力勢轉(zhuǎn)化為動能。（2）在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳板跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。要點詮釋：物體的動能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的；有摩擦等阻力時，在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化中，機械能會減少?！镜湫屠}】類型一、基礎知識1、（春?蘇州校級月考）人們常常利用物體具有各種形式的機械能來做功，如：風具有能，可以推動帆船航行；機械手表里擰緊的發(fā)條具有，可以帶動小齒輪和指針轉(zhuǎn)動；打樁機舉高的重錘具有能，可以完成打樁工作?！舅悸伏c撥】判斷一個物體是否具有動能的依據(jù)是其是否運動；判斷一個物體是否具有彈性勢能的依據(jù)是該物體是否發(fā)生了彈性形變。判斷一個物體是否具有重力勢能的依據(jù)是該物體是否被舉高。因此要判斷一個物體具有什么形式的機械能，關(guān)鍵是看該物體具有什么特征?！敬鸢浮縿?；彈性勢能；重力勢【解析】風是流動的空氣，由于其運動，所以其具有動能，擰緊的發(fā)條發(fā)生了彈性形變，所以其具有彈性勢能，舉高的錘由于相對于地面位置被舉高，所以其具有重力勢能，故答案為：動；彈性勢能；重力勢?！军c評】每種形式的機械能都有自己的特征，通過物體具有何種形式的機械能所具有的特征，來判斷物體具有何種形式的機械能。舉一反三：【變式】關(guān)于能的概念，下列說法中錯誤的是（）A．一個物體能夠做功越多，這個物體具有的能量越多B．動能、勢能及機械能的單位都是焦耳C．用線懸掛著的靜止的小球沒有做功，所以小球沒有能D．甲物體的速度比乙物體的速度大，但甲物體具有的動能不一定比乙物體多【答案】C2、火箭點火后，載著神八加速上升過程中，神八的機械能變化情況是（）A．動能減小，重力勢能增大B．動能減小，重力勢能減小C．動能增大，重力勢能減小D．動能增大，重力勢能增大【思路點撥】機械能包括動能和勢能，物體動能和勢能的變化會引起機械能的變化；動能與質(zhì)量和速度有關(guān)，質(zhì)量越大、速度越大則動能越大；重力勢能與質(zhì)量和高度有關(guān)，質(zhì)量越大、高度越大則重力勢能越大。【答案】D【解析】火箭在加速上升的過程中，由于速度增大，其動能變大；由于上升時高度變大，其重力勢能變大；故動能與重力勢能的和--機械能變大；故選D?！究偨Y(jié)升華】此題考查機械能的知識；機械能的大小取決于動能和勢能的大小，根據(jù)題目中動能和勢能的大小變化可分析出機械能的大小變化。舉一反三：【變式】（?漳州中考）跳傘運動員在空中勻速下落的過程中，他的（）A．重力勢能減少B．動能減少C．機械能增大D．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能【答案】A3、（多選）下列物體中具有彈性勢能的是（）

A.擰緊的鐘表的發(fā)條B.扔在空中的橡皮C.在桌面上的彈簧D.充滿氣的氣球【答案】AD【解析】只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能，擰緊的鐘表的發(fā)條，充滿氣的氣球都發(fā)生了彈性形變，所以都有彈性勢能?！究偨Y(jié)升華】形變包括彈性形變和塑性形變兩種，前者能恢復原狀，具有彈性勢能，后者不能恢復原狀。我們在研究能量守恒的問題時，涉及到彈性勢能的時候，務必要分清形變的性質(zhì)。類型二、知識應用4、（?濰坊中考）（多選）如圖所示，斜面與水平面在M點通過小圓弧相連，彈簧左端固定，原長時右端在N點，小物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后又返回到P點，則（）A．小物塊從P向M運動過程中，重力勢能減少B．小物塊從P向M運動過程中，機械能減少C．小物塊從P向M運動過程中，機械能不變D．彈簧被壓縮到最短時，彈簧的彈性勢能最大【答案】ACD【解析】A、小物塊從P向M運動過程中，質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能減小，故A正確；

BC、物塊從P到N碰撞后還能返回到P說明沒能量損失，機械能守恒；小物塊從P向M運動過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能不變；故B錯誤，C正確；

D、彈簧被壓縮到最短時，彈簧的彈性形變達到最大限度，彈性勢能最大，故D正確?！究偨Y(jié)升華】本題考查動能和勢能的轉(zhuǎn)化及彈性勢能，明確動能和勢能大小的影響因素是解答此題的關(guān)鍵。舉一反三：【變式】如圖所示，是演示動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的實驗裝置。小球從軌道上的E點滾落下來，在圓形軌道上運動了一周，最后經(jīng)過H點被拋出去，在整個過程中，小球的動能最大的位置是（）A．E點B．F點C．G點D．H點【答案】B5、騎自行車上坡前，往往要加緊蹬幾下，從能的轉(zhuǎn)化角度說明這樣做的好處？

答：因為人和自行車的____不變，所以動能只與______有關(guān)，重力勢能只與_______有關(guān)。加緊蹬幾下，可增大速度，使車在上坡前有足夠大的______。由于車在上坡過程中，是___能轉(zhuǎn)化為_____勢能，所以____能越大轉(zhuǎn)化為____勢能就越大，從而使車比較容易到達坡頂。

【答案】質(zhì)量；速度；高度；動能；動；重力；動；重力【解析】分析本題目不但要準確判斷出在騎車爬坡過程中是什么能轉(zhuǎn)化為什么能，而且還能利用所學的動能大小和重力勢能大小與什么因素有關(guān)等知識來解釋生活中的這一現(xiàn)象?！究偨Y(jié)升華】當物體有外力作用時，機械能會變化，這樣動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化量也會變化。舉一反三：【變式】《動能和勢能、機械能及其轉(zhuǎn)化》例2）如圖是將一個小球放到光滑的半圓形容器頂端放手后由A點經(jīng)過B點到達C點的頻閃照片。分析小球在不同位置時動能和重力勢能的大小，下列說法不正確的是（）A．小球從A到B的過程中速度越來越快，動能越來越大B．小球從B到C的過程中速度越來越慢，重力勢能越來越大C．小球在A點和C點的高度相同，重力勢能相同D．小球到達C點后如果繼續(xù)拍照，可以拍到小球高出C點的畫面【答案】D6、把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，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（）A．B．C．D．【答案】A【解析】把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能守恒，機械能不變。【總結(jié)升華】本題的重點是知道影響動能和重力勢能的因素，同時理解能量守恒的實質(zhì)。舉一反三：【變式】（?泰山區(qū)模擬）一傘兵（含傘）跳傘后豎直降落，其速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，（）（1）在0～t1內(nèi)，傘兵的重力勢能增大，動能減少（2）在t1～t2內(nèi)，傘兵受到的重力小于阻力（3）在t2～t3內(nèi)，傘兵受到的重力等于阻力（4）在t2～t3內(nèi)，傘兵的機械能變小A．只有（2）（3）（4）正確B．只有（2）（3）正確C．只有（3）（4）正確D．只有（1）（3）（4）正確【答案】A7、在研究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)的實驗中，三個完全相同的木樁被從空中靜止釋放的鐵塊撞擊，陷入沙坑中的情況如圖所示，在此實驗中，我們是通過觀察___________來比較重力勢能的大??；若A、B兩鐵塊質(zhì)量相等，則兩鐵塊下落高度的關(guān)系是hA____hB，若A、C兩鐵塊下落的高度相同時，則兩鐵塊質(zhì)量關(guān)系mA____mC，實驗得出的結(jié)論是：物體重力勢能大小與_________和________有關(guān)。

【答案】木樁陷入沙子的深淺；小于；小于；