1、甘肃省物理 机械能机械能 第十一讲1知道物体的动能、重力势能(包括弹性势能)与哪些因素有关，知道机械能的概念。2能通过具体的实例，说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的。一、动能和势能1能：一个物体能够做功，就说这个物体具有_，它是表示物体做功本领大小的物理量，其单位与功的单位相同，也是_。2动能：物体由于运动而具有的能叫_，其大小与_和_有关，一切运动的物体都具有动能。3重力势能：物体由于被举高而具有的能叫_，其大小与_和_有关。4弹性势能：物体发生_而具有的能叫弹性势能，同一物体发生_越大，具有的弹性势能越大。能量(能)焦(J)动能质量运动速度重力势能质量被举的高度弹性形变弹性形变二、机
2、械能及其转化5机械能：_能和_能统称为机械能。6机械能的转化：动能和势能可以相互转化，若只有动能和势能之间的转化(不计各种阻力)，机械能的总量_，或者说机械能是守恒的。_)重力势能速度增大,高度减小高度增加,速度减小动能弹性形变增大,速度减小速度增加,弹性形变减小弹性势能动势不变总机械能守恒(不计能量损失，物体质量不变判断一个物体的动能、重力势能和弹性势能是否改变，看该物体的质量、速度、被举高的高度、弹性形变是否改变。4(2012，天水)人造地球卫星运行过程中可认为其机械能守恒，如图，它在轨道上运行的过程中，有时离地面较远，有时离地面较近，在远地点_重力势_能最大，由远地点往近地点运动时_动_
3、能增大。5(2012，甘南州)近年来，我国航天事业不断取得新进展，继2011年11月“神舟8号”飞船与“天宫一号”空间站实现成功对接后，“神舟9号“飞船预计将于2012年6月至8月择机发射，当神舟飞船从太空返回地球时，返回舱匀速下降的过程中(A)A机械能减小，动能不变B重力势能减小，动能增加C重力势能减小，机械能不变D机械能不变，动能不变 6(2014，兰州)如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置。(1)该实验利用了转换法，通过观察_木块移动的距离_来判断_小球_(选填“小球”或“木块”)动能的大小；(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能
4、的大小与_速度_的关系；(3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的_相同_(选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与_质量_的关系。【例1】(2013，黔南州)如图是高速公路避险车道示意图。当高速行驶的汽车出现刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止。避险车道的作用是降低汽车因高速行驶而具有的哪种能量带来的危害()A动能B势能C内能D电能【解析】高速行驶的汽车具有较大的动能，如果不能及时停止，撞到其他车辆或人都会造成事故，汽车刹车失灵时，可通过进入避险车道快速降低车速直至停止，这是将动能转化为重力势能，故A选项正确。【答案】动能和势能 A【变式题
5、1】上紧发条的玩具车在水平桌面上由静止开始运动，运动所需的能量来源于()A动能 B电能C重力势能 D弹性势能D【例2】如图是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化，下列说法正确的是()A动能转化为重力势能 B重力势能转化为动能C机械能的总量不变 D机械能的总量增加【解析】卫星在火箭的动力推动下加速升空，是火箭燃料燃烧的内能转化为火箭与卫星的机械能，所以卫星的机械能增加，故D选项正确。【答案】机械能及其转化 D【变式题2】如图所示，小明从滑梯上下滑，在这一过程中，他的()A动能转化为重力势能B重力势能全部转化为动能C机械能保持不变D机械能一定减少D一
6、、探究动能的大小与哪些因素有关(1)在同一平面上，运动的铁球将木块撞得越远，说明铁球的动能就越大，这里应用了转换法；(2)让不同的铁球在斜面同一位置释放是为了控制不同的铁球在撞击木块时速度相同；让同一铁球在斜面不同的位置释放是为了控制同一铁球在撞击木块时速度不同；应用控制变量法探究铁球的动能大小与其质量和速度的关系。二、探究重力势能的大小与哪些因素有关(1)由物体下落时的破坏力(或痕迹的大小程度)来判断其重力势能的大小，这里用到了转换法；(2)用控制变量法探究重力势能的大小与其质量和被举高度的关系。【例3】(2013，邵阳)为了探究重力势能的大小与哪些因素有关，小明找到A、B、C三个体积相同的
7、小球，让小球从高处自由落下，通过观察小球砸入沙坑中的深浅程度来比较重力势能的大小，其中mAmBmC，三次实验如图所示。(1)为了探究重力势能的大小与质量的关系，他应选择图甲和图_进行对比实验。(2)为了探究重力势能的大小与高度的关系，他应该选择图甲和图_进行对比实验。(3)本次实验用到了多种研究物理问题的方法，请你任意指出其中一种方法，如：_。【解析】重力势能大小取决于物体的质量和高度，所以在探究重力势能大小与质量的关系时，要控制高度相同，物体的质量不同，所以应选择图甲和图丙进行对比实验；在探究重力势能大小与高度的关系时，要控制物体的质量相同，高度不同，所以应选择图甲和图乙进行对比实验，这利用
8、了控制变量法。同时，在此实验中，用小球砸入沙坑中的深浅程度来体现重力势能的大小，这利用了转换法。【答案】(1)丙(2)乙(3)控制变量法(或转换法)常见易错现象认为物体水平匀速运动，动能和重力势能一定不变(根据影响动能和重力势能的因素分析，物体水平匀速运动，高度、速度不变，但质量有时发生变化，如飞机喷撒农药等)；认为机械能守恒时，动能最大，势能最小(可以由容易分析的高度和形变大小先判断势能，再判断动能的变化)；混淆机械能守恒和能量守恒(机械能守恒的条件是忽略一切阻力，能量守恒 是指不同形式能量总和，它包含机械能、内能等)。【例4】(2014，昆明)草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药
9、消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的()A动能不变，势能不变B动能减少，势能增加C动能增加，势能减少D动能减少，势能减少【解析】物体的动能与物体的质量和运动速度有关，物体的重力势能与物体的质量和高度有关，飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，飞机飞行的速度不变，质量减少，所以动能减少；飞机飞行的高度不变，质量减少，所以重力势能减少，故正确答案为D。本题易错认为高度不变，速度不变，所以动能和势能都不变。【答案】D【例5】(2013，广元)把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图中哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系()【解析】如果忽略空气阻力，在把篮球抛向空中到落回地面前的过程中，动能与重力势能相互转化，但总的机械能保持不变，所以机械能(E)的大小与高度(h)无关，故A选项正确。【答案】A
