機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化要點與練習(xí)

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


  要點:

  1.機(jī)械能

  機(jī)械能:動能和勢能之和稱為機(jī)械能.

 。1)動能和勢能都屬于機(jī)械能.動能是物體運動時具有的能量,勢能是存儲著的能量,它們雖然是兩種形式不同的能量,但都屬于機(jī)械能,或者說動能和勢能是機(jī)械能的兩種表現(xiàn)形式.

 。2)一個物體既可以有動能,也可以有勢能.動能和勢能是形式不同的能量,它們有各自的定義和存在方式,有各自的影響因素.只要一個物體同時滿足動能和勢能的定義條件,它就可以同時具有動能和勢能.

  例如,在空中飛行的飛機(jī),是運動的而且有高度,因此這時它同時具有動能和重力勢能.

  2.動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化

  物體在運動過程中,其速度、高度、彈性形變都可能發(fā)生變化,這時就可能伴隨著能量的轉(zhuǎn)化,不同形式的能量之間是可以相互轉(zhuǎn)化的,即:動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化,動能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化,但重力勢能和彈性勢能之間不能相互轉(zhuǎn)化,因為它們屬于同種形式的能量.

  A、在一定條件下,動能可以轉(zhuǎn)化為勢能,勢能也可以轉(zhuǎn)化為動能,在動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中,如果沒有其他形式的能產(chǎn)生,則機(jī)械能的總量保持不變.

  但我們看到的現(xiàn)象往往是:往復(fù)運動的物體如果不給它再施加外力,它最終會停下來.這并不是說機(jī)械能不守恒了,而是因為物體在運動過程中是會遇到阻力的,物體克服阻力時要消耗一部分能量,所以物體的機(jī)械能總和是減小的.

  B、把一個滾擺掛在框架上,見課本,用手捻動滾擺使懸線纏在軸上,滾擺升到最高點.放開手,觀察滾擺的運動情況.

  我們可以看到滾擺旋轉(zhuǎn)著下降,越轉(zhuǎn)越快.到最低點時,滾擺轉(zhuǎn)而上升,上升中它越轉(zhuǎn)越慢,直到差不多回到原來的位置.然后它又下降、上升,重復(fù)原來的運動.

  根據(jù)滾擺運動中高度和速度的變化,不難看出:滾擺下降時,它的重力勢能越來越小,動能越來越大,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;滾擺上升時,它的動能越來越小,重力勢能越來越大,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能.

  C、人造地球衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運行,它的位置有時離地球中心較近,有時離地球中心較遠(yuǎn).離地球中心最近的一點叫近地點,這里衛(wèi)星的勢能最。浑x地球最遠(yuǎn)的一點叫遠(yuǎn)地點,這里衛(wèi)星的勢能最大.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點向近地點運動時,勢能減小,動能增大,速度越來越大;反之,從近地點向遠(yuǎn)地點運動時,勢能增大,動能越來越小,速度越來越。l(wèi)星在運行過程中,也發(fā)生了動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化.

  D、如何分析能量的轉(zhuǎn)化

  在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中,總有一種形式的能量在增加,另一種形式的能量在減少.那么我們根據(jù)各種能量影響因素的變化來判斷能量的增加或是減少.例如,物體的高度減小,那么它的重力勢能就減少,它的速度增大,那么它的動能就增加.而在能量轉(zhuǎn)化的過程中,能量總是從逐漸減少的那種向逐漸增加的那種轉(zhuǎn)化.

  練習(xí):

  一、填空題

  1.疾駛的列車由于運動而具有_______,重錘由于被舉高而具有_______,被拉彎的弓由于發(fā)生彈性形變而具有_______.如果沒有任何摩擦阻力,麥克斯韋滾擺在上下滾動的過程中,機(jī)械能_______.

  2.起重機(jī)在勻速向上提升貨物的過程中,物體的動能_______,勢能_______,物體的機(jī)械能_______(填“變大”“變小”或“不變”);拉彎的弓把箭射出去,這時弓的_______轉(zhuǎn)化為箭的_______.

  3.皮球從手中落到地面又彈回來,在這個過程中能量的轉(zhuǎn)化情況是:皮球落向地面的過程中,_______轉(zhuǎn)化成_______;皮球撞擊地面的過程,_______轉(zhuǎn)化成_______;皮球在彈起(尚未脫離地面)過程中,_______轉(zhuǎn)化成_______;皮球離開地面向上運動的過程中,_______轉(zhuǎn)化成_______.

  4.唐詩中有“黃河遠(yuǎn)上白云間”,“不盡長江滾滾來”的詩句,這動人的詩句生動、形象的反映了這兩條大河蘊藏了大量的_______能.

  5.修筑攔河壩是為了提高上游的_______,使上游水的_______能增大.當(dāng)水從上游流下沖擊水輪機(jī)轉(zhuǎn)動時,水的_______能轉(zhuǎn)化為水輪機(jī)的_______能.

  二、選擇題

  6.某飛機(jī)器在空中飛行,已知它具有的機(jī)械能為a J,重力勢能為b J,這個飛行器具有的動能為

  A.a J

  B.(a+b) J

  C.b J

  D.(a-b) J

  8.起重機(jī)沿豎直方向勻速吊起重為G的物體,在這一過程中,物體的

  A.動能增加,重力勢能減小,機(jī)械能不變

  B.動能不變,重力勢能增加,機(jī)械能增加

  C.動能減小,重力勢能增加,機(jī)械能不變

  D.動能減小,重力勢能不變,機(jī)械能減小

  9.人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行,衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點向近地點運動時

  A.動能減小,重力勢能增大,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

  B.動能不變,重力勢能減小,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

  C.動能增大,重力勢能減小,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

  D.動能增大,重力勢能增大,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

  三、實驗與問答題

  11.騎自行車上坡前為什么要先用力蹬幾下腳踏板?親自實踐一下,對此做出解釋.

  ★ 12.試一試:制作一個單擺,觀察小球擺動時能量的轉(zhuǎn)化情況;并測量擺動的周期與擺線的長度有什么關(guān)系.

  參考答案

  一、1.動能   重力勢能   彈性勢能   總量保持不變

  2.不變   變大   變大   彈性勢能   動能

  3.重力勢能   動能   動能   彈性勢能   彈性勢能   動能   動能   重力勢能

  4.機(jī)械

  5.水位   重力勢   重力勢   動

  二、6.D     8.B   9.C

  三、11.上坡前用力蹬幾下腳踏板,是為了增大自行車上坡前的速度,從而增大動能,上坡時動能轉(zhuǎn)化為更多的重力勢能,自行車就越容易上坡.

  12.小球從最高點向最低點運動時,速度變大,動能變大,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,從最低點再向最高點運動時,速度變小,高度升高,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能.與擺線的關(guān)系是:擺線越長周期越大.


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