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第十二章 机械能
知道影响动能、重力势能大小的因素;(重点)
02
知道能量、动能、重力势能、弹性势能的概念;
01
学习目标
02
03
能用实例说明物体的动能和势能的转化。(重点)
1.动能:物体由于运动而具有的能量。
能量的不同形式
2.势能
重力势能:物体由于位置较高而具有的能量。
弹性势能:物体由于弹性形变而具有的能量。
重力势能
弹性势能
下列物体中,只具有动能的是 ;只具有势能的是 ;既具有动能,又具有势能的是 。(设地面处物体的重力势能为零)
A.挂在屋顶上的电灯
B.被拉开的弹簧
C.空中飞行的小鸟
D.在水平地面的冰场上滑行的运动员
E.在斜坡上滚动的石头
F.在水平公路上行驶的汽车
练一练
D、F
A、B
C、E
动能大小可能与速度有关
动能大小可能与质量有关
探究:动能的大小与哪些因素有关
猜想与假设
实验器材
让钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下,钢球运动到水平面时的快慢一样吗?哪次物体B被撞得远?
实验1
实验表明钢球从高处滚下,高度h越高,钢球运动到底部时越_____,物体B被撞得越远。所以,质量相同时,钢球的速度越大,动能越 ______。
快
大
现象分析
改变钢球的质量,让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下,哪个钢球把物体B撞得远?
实验2
实验表明,速度相同时,质量越_______的钢球能将物体B撞得越远 。所以,钢球的速度相同时,质量越大,动能越 ________。
大
大
现象分析
物体动能的大小跟速度、质量有关。
1.质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;
2.运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大。
结 论
如图是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图。实验中,探究的动能是指 ( )
A.小球在斜面上的动能
B.小球撞击木块时的动能
C.小球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
B
练一练
重力势能
演示:探究重力势能的影响因素
物体重力势能的大小跟物体的质量、高度有关,
1.质量相同的物体,位置越高,重力势能越大;
2.物体高度相同,质量越大,重力势能越大。
结 论
建高楼时首先要打好地基,原来相同高度的相同地桩,经打击后某一瞬间三个地桩所处的位置如图所示,由此可知,打桩时,三个重锤中 锤的做功本领最大,如果A、B两锤的质量相同,则刚开始下落时, 锤的高度要高一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同,则 锤的质量要小一些。
B
B
C
练一练
物体的弹性形变越大,弹性势能越大
射箭时弓的形变越大,箭射得越远,弹性势能越大。
弹性势能
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。
2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
机械能
运动过程 A B B B C C
动能
势能
动能和 势能的转化
增大
最大
减小
最小
减小
最小
增大
最大
势能转化为动能
势能全部转化为动能
动能转化为势能
动能全部转化为势能
A
B
C
单摆
注意:实际中小球在摆动过程中受到空气阻力的影响,AC两点不可能等高。
空气阻力越小,小球克服阻力做功就越少,摆回的高度就越高。
当阻力为零时,小球摆回原高度。
想一想,从鼻尖释放的铁锁,会再次打到鼻尖吗?
不会
铁锁除了受到重力和拉力外还受到什么力?
空气阻力
2.机械能守恒
当只有动能和势能互相转化时,机械能总量不变,叫做机械能守恒。
1.动能和势能能够相互转化。
小结
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
+
保持不变
在现实生活中,由于摩擦力的存在,动能势能相互转化过程中,要克服摩擦力做功,转化为其它形式的能,机械能减少。
1.下列现象中,物体动能转化为重力势能的是( )
A.向上抛出去的篮球
B.张开的弓把箭水平射出去
C.骑自行车匀速上坡
D.秋千由最高处向最低处荡去
练一练
A
2.如图所示,小球沿轨道由静止从A 处运动到D 处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化,则( )
A.小球在A 处的动能等于在D 处的动能
B.小球在A 处的动能大于在D 处的动能
C.小球在B 处的机械能小于在C 处的机械能
D.小球在B 处的机械能等于在C 处的机械能
所以小球的机械能保持不变
D 处高度小于A 处高度,故A 处小球的重力势能大于D 处小球的重力势能
D
练一练
D
随堂训练
1.下列哪个选项中,物体的机械能守恒( )
A.水平公路上匀速行驶洒水的洒水车
B.加速升空的火箭
C.从苹果树下自由落下的苹果
D.绕地球旋转的人造卫星
2.2020年7月23日,我国发射了第一颗自主研发的火星探测器天问一号。如图所示是火箭发射时的情景,关于火箭加速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.动能变小,势能变大,动能转化为重力势能
B.动能变大,势能变小,重力势能转化为动能
C.火箭升空过程中,内能转化为机械能
D.火箭升空过程中,机械能转化为内能
C
3.如图所示,货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球,其中A和B为铜球,C和D为铁球。则A与B相比, 的势能大,原因 ,B与C相比, ________的势能大,原因是 。四个球中,势能最小的是 球。(ρ铜>ρ铁)
A
在质量相同时,A的高度比B大
B
B的质量大
D
机械能及其转化
机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
机械能及其转化
机械能守恒
水能和风能的利用
水能发电
风能发电
课堂小结
物体由于弹性形变而具有的能量
势能
影响因素:质量、速度
能量
动能
物体由于运动而具有的能
重力势能
物体能够对外做功,表示这个物体具有能量
弹性势能
物体由于被举高而具有的能量
影响因素:质量、高度
影响因素:弹性形变大小
课堂小结