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第十一章 第4节
机械能及其转化
1、什么叫动能?其大小与什么有关?
物体由于运动而具有的能叫动能。
物体由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能。
3、什么叫弹性势能?其大小与什么有关?
2、什么叫重力势能?其大小与什么有关?
物体由于被举高而具有的能叫重力势能
动能与质量、速度有关
重力势能与质量、高度有关
弹性势能与弹性材料、形变程度有关
温故知新
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1.动能、势能统称为机械能。
机械能
2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
1、举高的球释放后,重力势能减小,是消失了吗?
2、弓:拉弯的弓有弹性势能,后来弹性势能减小了,是消失了吗?
3、箭:箭原来静止没有动能,后来射出去有了动能,是凭空产生的吗?
2. 分析皮球在下落过程中,物体动能、势能的转化。
高度减小
加速
重力势能减小
动能增大
转 化
(1)皮球下落:
(4)皮球上升时:
高度增大
速度减小
重力势能增大
动能减小
转 化
动能
重力势能
转化
转化
结论1:动能和重力势能可以互相转化
弓:
弹性形变变小了,弹性势能减小了
射箭过程的分析:
箭:
由静止变运动,动能变大了
转化
结论2:动能和弹性势能可以互相转化
结论:动能和势能可以互相转化
分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。
单摆
A
B
C
当摆球从最高点下降时,其高度 ,则重力势能 ;但其速度 ,则动能能 ,故 能转化为 能。
减小
减小
增大
增大
重力势
动
当摆轮从最低点上升时,其高度 ,则重力势能 ;但其速度 ,则动能 ,故 能转化为 能。
重力势
增大
增大
减小
减小
动
滚摆
初始态
最低点
最高点
观察滚摆的运动,想想滚摆在运动过程中动能
和势能是如何变化的?
动能和势能的相互转化的条件:
(1)动能和势能的相互转化过程中,必定有动能和势能各自变化,而且一定是此增彼减。
(2)动能的变化要以速度的变化来判断。
(3)重力势能的变化要以物体离地面高度的变化来判断。
(4)弹性势能的变化要根据形变程度的变化来判断。
机械能守恒
想一想: 当物体从斜面上匀速滑下时,物体的动能、重力势能如何变化?能量是怎样转化的?
如果只有动能和势能互相转化,机械能总和不变,就是机械能守恒
机械能 = 动能 + 势能
如果有摩擦阻力,摩擦力做功,产生热量
(内能)
(总之,如果有摩擦阻力,部分机械能会转化成内能,机械能不守恒)
(如果表面光滑(或空气阻力忽略不计),机械能不守恒)
想想做做
1.铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗?这其中是否有其他能量的转化?
2.假设没有阻力,会怎么样呢
图中的过山车具有什么能?
过山车为什么能够不断地翻滚?
水能和风能的利用
1.水能和风能是机械能
水能的破坏性释放造成灾害
2.在水(风)力发电站,水(风)的机械能转化为电能。
科学世界
人造地球卫星
1.当卫星从远地点向近地点运动时,它的势能,动能,速度如何变化?当卫星从近地点向远地点运动时,它的势能,动能,速度又如何变化?
2.卫星在近地点的动能最 ,势能最 ;在远地点的动能最 ,势能最 。当从近地点向远地点运动时, 能转化为 能;当从远地点向近地点运动时, 能转化为 能。
大
小
大
小
动
势
势
动
例: “神舟五号”载人飞船成功返航,实现了中国人几千年的“飞天梦”,返回舱减速着陆过程中,航天英雄杨利伟的( )。
A.动能增加,重力势能减少,机械能不变
B.动能不变,重力势能减少,机械能减少
C.动能减少,重力势能不变,机械能减少
D.动能减少,重力势能减少,机械能减少
D
例:对一个站在正在匀速上升的电梯中静止不动的人来说,下列说法中正确的是( )
A.只具有重力势能
B.只具有动能
C.即具有动能又具有重力势能
D.没有机械能
C
例:跳伞运动员从空中的飞机上跳下后,在降落伞尚未打开之前的下落过程中,运动员的( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,重力势能增大
C.动能减小,重力势能减小
D.动能增大,重力势能增大
例:当物体受到一对平衡力的作用,它的( )
A.动能不变
B.动能可能增大,也可能减小
C.重力势能一定减小
D.重力势能一定增大
A
A
例:物体沿粗糙的斜面匀速下滑,关于此过程说法正确的是( )
A.重力势能转化为动能,机械能不变
B.动能转化为重力势能,机械能不变
C.重力势能减小,动能不变,机械能减小
D.重力势能、动能和机械能都不变
C
例:匀速行驶的洒水车,其动能________(填“变大”、“变小”或“不变”)
变小
例:如图所示,小球先后从倾角分别为30°和60°的光滑斜面由静止开始从顶端滑到 底端,它滑到底端时的速度大小分别为v1和v2,则下列关系式中正确的是( )
A. v1>v2 B. v1=v2
C. v1<v2 D.无法确定
B