12.1机械能
能量是一个与运动有关的物理量
不同形式的能量
一、能量(简称:能)
1.定义:一个物体如果能对其他物体做功,我们就说物体具有能量。
2.能量的单位:焦耳(J)
流动的空气具有风能
流动的水流具有水能
讨论:具有能量的物体是否一定正在做功?不做功的物体是否一定没有能量?
3.具有能量表示“能做功”,但不一定“正在做功”。
拉开的橡皮筋具有能量,不松手没有做功
举高的重锤具有能量,不下落没有做功
4.能量的物理意义:能量是表示物体做功本领大小的物理量。
一个物体能够做的功越多,它具有的能量就越大。
5.能量的大小,用能够做功的多少来衡量。
6.一切物体都具有能量。
二、动能
1.动能:物体由于运动而具有的能叫动能。
奔跑的猎豹
飞驰的摩托
运动的子弹
宇宙中的星体
2.实验探究:影响动能大小的因素
(1)提出问题:动能的大小与哪些因素有关?
(2)猜想假设:
①动能的大小可能与速度有关;
②动能的大小可能与质量有关。
微风吹过,树梢轻轻摇曳。
狂风大作,树干折断。
飞来的足球,人们敢用脚去踢。
飞来的铅球,我们避让三分。
(3)设计实验:
①实验方案:分别比较质量、速度不同的钢球的动能大小。
②科学方法:控制变量法
思考:如何控制钢球的速度相同?又如何比较钢球动能的大小?
让钢球从斜面的同一高度滑下,到达水平面的速度相同。
转换法:将能量大小的比较转化为做功多少的比较。木块被钢球推动的距离越远,说明钢球对木块做的功越多,钢球的动能就越大。
③实验器材:斜面、质量不同的两个钢球、木块
④实验步骤:
A.用质量较小的钢球分别从斜面的不同高度滑下,分别推动水平面上同一位置的木块,观察并比较木块被推动的距离;
B.分别用质量不同的钢球从斜面的同一高度滑下,分别推动水平面上同一位置的木块,观察并比较木块被推动的距离;
(4)进行实验:
(5)分析论证:
3.物体动能的大小跟速度、质量有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。
三、势能
1.重力势能:物体由于位置较高而具有的能量叫做重力势能。
举高的重锤具有能量
高处下落的水流具有能量
讨论:我们可以用如图所示的装置探究重力势能的大小与哪些因素有关。图中是如何比较重力势能大小的?该实验采用了哪些科学方法?重力势能的大小与哪些因素有关?
2.重力势能的大小与物体的质量、高度有关。物体的质量越大、位置越高,重力势能越大。
探究重力势能与质量的关系
探究重力势能与高度的关系
h1
h1
h1
h2
3.弹性势能:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
拉开的橡皮筋具有能量
拉开的弓具有能量
压缩或拉伸的弹簧具有能量
下凹的蹦床具有能量
压弯的跳板具有能量
4.弹性势能的大小与弹性形变大小、倔强(弹性)系数有关。物体的弹性形变越大、倔强系数越大,弹性势能越大。
四、机械能
1.机械能:动能和势能统称为机械能。
2.机械能的大小等于物体具有的动能和势能之和。
讨论:物体内的分子在永不停息的做无规则运动,能否说物体内的分子运动越剧烈,物体的机械能越大。
机械能
能量
定义:物体能够对外做功,表示这个物体具有能量
能量的意义:能量是表示物体做功本领大小的物理量。
能量的大小,用能够做功的多少来衡量
动能
定义:物体由于运动而具有的能叫动能
机械能
影响动能大小的因素:
重力势能
能量的单位:焦耳(J)
(1)质量
(2)速度
定义:
影响重力势能大小的因素
一切物体都具有能量
势能
探究影响动能大小的因素:
控制变量法
转换法
弹性势能
(1)质量
(2)高度
定义:
影响弹性势能大小的因素
(1)形变大小
(2)倔强系数
动能
势能