第2講機械能及其轉化 1 2015年廣東 從桌面掉到地上的乒乓球會自動彈起 球在上升過程中 能轉化為 能 由于球與空氣有摩擦 上升過程中球的機械能 答案 動重力勢 減小 甲 丙 乙圖9 2 1 2 2013年廣東 利用如圖9 2 1所示裝置探究 物體的動能大小與哪些因素有關 將小球A B分別拉到與豎直方向成一定角度 的位置 然后都由靜止釋放 當小球擺動到豎直位置時 將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞 木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止 圖中的擺長L都相同 1 2 球A B的質(zhì)量分別為mA mB mA mB 1 如圖甲 乙所示 同時釋放A B 觀察到它們并排擺動且始終相對靜止 同時到達豎直位置 這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的 無關 2 如圖甲 乙所示 觀察到B球能將木塊C撞得更遠 由此可得出結論 3 圖乙中小球B到達豎直位置時的速度 填 大于 小于 或 等于 圖丙中小球B到達豎直位置時的速度 如圖乙 丙所示 圖丙中木塊C滑行得更遠些 由此可得出結論 答案 1 質(zhì)量 2 速度相同時 物體質(zhì)量越大 動能越大 3 小于 質(zhì)量相同時 物體速度越大 動能越大 3 2012年廣東 如圖9 2 2所示是固定在水平桌面上的圓弧軌道 將一小球由軌道的P點自由釋放 滾動到Q點 在此過程中 動能先變 后變 重力勢能 圖9 2 2 答案 大 小 先變小后變大 考點一 動能和勢能 1 動能 1 定義 物體由于 而具有的能量 2 影響因素 運動 大 大 速度 質(zhì)量相同時 物體運動的速度越大 動能越 質(zhì)量 速度相同時 物體的質(zhì)量越大 動能越 2 重力勢能 1 定義 物體由于 而具有的能量 2 影響因素 被舉高 越大 越高 質(zhì)量 高度相同時 質(zhì)量 的物體 重力勢能越大 高度 質(zhì)量相同時 物體被舉得 重力勢能越大 3 彈性勢能 彈性形變 越大 1 定義 物體由于發(fā)生 而具有的能量 2 影響因素 彈性形變程度 物體的彈性形變 具有的彈性勢能越大 考點二 機械能及其轉化 1 機械能動能和勢能統(tǒng)稱為機械能 機械能 2 機械能守恒 動能 勢能 保持不變 在不考慮摩擦時 或不出現(xiàn)其他形式的能量時 只有動能和勢能的相互轉化 機械能的總和 題型一 探究動能的大小與哪些因素有關 實驗過程1 實驗方法 控制變量法和轉換法 2 探究過程 1 如圖9 2 3所示 用同一鐵球由不同高度滾下 高度越高滾下時速度越大 撞推同一位置的同一物體B 記錄撞推距離s的遠近 圖9 2 3 2 用質(zhì)量不同的鐵球由相同高度滾下 撞推同一位置的同 一物體B 記錄撞推距離s的遠近 3 實驗結論 1 質(zhì)量相同時 物體運動的速度越大 動能越大 2 速度相同時 物體的質(zhì)量越大 動能越大 實驗分析 4 實驗拓展 1 質(zhì)量不同的小球從同一高度滑下 到達水平面時的速度相同 物體在斜面上的高度越高 到達水平面時的速度越大 2 物體B在水平面上移動的距離越遠 說明小球A具有的 動能越大 體現(xiàn)了轉換法的思想 典例剖析 例1 2012年婁底 如圖9 2 4所示的是 探究動能的大 小與哪些因素有關 的實驗 1 用質(zhì)量不同的A B兩個小球 mA mB 碰撞靜止在同一水平面上的紙盒 實驗中控制小球的高度相同 是為了控制兩球到達底端時的 相同 實驗中通過觀察紙盒被推動的距離的大小 可以比較A B兩個小球的 的大小 圖9 2 4 2 將甲 乙實驗比較可知 小球動能的大小與小球的 有關 將甲與丙兩實驗比較可知 小球動能的大小與小球的 有關 3 本次實驗采用了物理學最常用的一種實驗方法 叫 思路點撥 動能的決定因素有兩個 質(zhì)量和速度 對于這類多因素問題應結合控制變量法進行分析 通過比較紙盒被推動的距離的長短來判斷小球動能的大小 這是一種轉換的方法 答案 1 速度 動能 2 速度 質(zhì)量 3 控制變量法 題型二 機械能及其轉化 1 機械能變化的判斷 1 當物體只受重力的作用而沒其他外力 如摩擦力 空氣阻力等 作用時 其機械能始終不變 動能與勢能之間相互轉化 2 當系統(tǒng)還受其他外力作用時 由機械能 動能 勢能判斷 如火箭加速升空時 高度增加 速度變大 機械能增加 跳傘勻速下降時 速度不變 高度減小 機械能減小 2 動能和勢能的轉化 1 動能和重力勢能相互轉化 如滾擺下降時 滾擺的重力 勢能轉化為動能 上升時動能轉化為重力勢能 2 動能和彈性勢能相互轉化 如運動木球撞擊彈簧 動能轉化為彈性勢能 彈簧將木球彈開 彈性勢能轉化為動能 例2 2014年廣州 滾擺從如圖9 2 5中所示的位置1靜止釋放 下降經(jīng)過位置2 繼續(xù)下降 再上升到達最高點3 這三個位置 滾擺重力勢能最大的是 動能為零的是 機械能最大的是 三空均填寫位置序號 圖9 2 5 思路點撥 動能的大小跟物體的質(zhì)量和速度有關 重力勢能的大小跟物體的質(zhì)量和高度有關 滾擺是重力勢能和動能相互轉化的機械 從靜止釋放 可以看到滾擺旋轉著下降 速度越來越大 到最低點時 滾擺轉而上升 速度減小 上升到最高位置3時 速度為零 動能為零 3的高度比1低 說明機械能減小 此題關鍵判斷出動能和勢能的大小變化 再結合機械能 動能 勢能 可以判斷出機械能的大小變化 答案 11和3 1