初二机械能讲义(含答案).doc

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机械能
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风吹着帆船航行，空气对帆船做了功；急流的河水把石头冲走，水对石头做了功；运动着的钢球打在木块上，把木块推走，钢球对木块做了功。流动的空气和水，运动的钢球，它们都能够做功。当物体具有做功本领时，我们就称这些物体具有能量。
你还能举出相关例子吗？
风吹动风车可以发电，拦河大坝将水位提高可以发电。转动的风车和高水位的水都具有能量，但它们具有的能量又有什么不同呢？今天，我们就来学习机械能。
知识点讲解
一、要点提纲：
1、能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。
理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”
如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。
2、知识结构：
弹性
势能
定义：发生形变的物体具有的能量。
决定其大小的因素：
物体弹性形变越大、弹性势能就越大
机
械
能
重力
势能
定义：物体由于被举高而具有的能量。
决定其大小的因素：
物体质量越大、举得越高，势能就越大
动能
定义：物体由于运动而具有的能量

决定其大小的因素：
物体速度越大、质量越大，动能就越大

3.动能和势能的转化
动能
转化
转化
势能
弹性势能
重力势能
(1)、知识结构：

(2)、动能和重力势能间的转化规律：
①、质量一定的物体，若加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②、质量一定的物体，若减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能为重力势能；
（3）动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
4、探究决定动能大小的因素：
①、猜想：动能大小与物体质量和速度有关；
②、实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量法；
如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少
如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；
如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下；
③、归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越越大；
④、保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；
⑤、结论：物体动能与质量和速度有关；质量越大动能越大，速度越大动能也越大。
5、概念填空
1、动能是物体 而具有的能，动能的大小决定物体的 和
2、势能是物体由于 或发生 而具有的能。重力势能的大小由 和 决定。弹性势能的大小与 等因素有关。
3、 是动能和势能的总称。
4、动能和势能可以相互 ，一个物体如果只有动能和势能的相互转化，在转化过程中动能和势能的大小都会改变，但总机械能 。实际上动能和势能在转化过程中会有一部分能量转化成其它形式的能，虽然总的能量仍然 ，但机械能减少了。

答案：1、由于运动；质量；速度； 2、被举高；弹性形变；质量；高度；弹性形变；
3、机械能； 4、转化；不变；不变。
二．题型分类：
题型一：对动能、势能的理解
例1.下列各物体具有什么机械能？
(1)在水平路面上行驶的汽车 .
(2)被拦河坝挡住的河水 .
(3)上紧的钟表发条 .
(4)天空中飞翔的小鸟 .
突破口：抓住动能和势能的定义，注意有时一个物体可以同时具有动能和势能。
答案：1、动能； 2、重力势能； 3、弹性势能； 4、动能和重力势能。
例2.运送救灾物资的飞机在某一水平高度匀速飞行，当它把救灾物资投下时，它的重力势能将 ，动能将 ；汽车匀速沿斜坡向上行驶，则汽车的_______能不变，_______能增大；自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐_______，自行车的重力势能逐渐_______；质量较大的喜鹊与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么_______飞得快。
答案：减小，减小；动能，重力势；增大，减小；燕子。
变式训练：关于物体的动能，下列说法中正确的是 ( )
A．质量大的物体动能一定大 B．速度大的物体动能一定大
C．质量相等的物体，举得越高的动能越大 D．质量相等的物体，速度大的动能大
答案：D
题型二：动能和势能的转化
例3.篮球从手中落到地上又弹跳起来，你能说出这一过程中的能量转化情况吗?
答案：第一阶段：篮球从手中下落直到接触地面的瞬间，球的高度越来越小，速度越来越大，由此可以判断球的重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，重力势能转化为动能．
第二阶段：篮球从接触地面的瞬间到发生弹性形变的程度最大，球的速度逐渐减小，弹性形变的程度逐渐增大，由此可以判断球的动能逐渐减小，弹性势能逐渐增大，动能转化为弹性势能．
第三阶段：篮球从弹性形变的程度最大到恢复原状的过程中，球的弹性形变的程度在减
小，向上的速度逐渐增加，由此可以判断球的弹性势能逐渐减小，动能逐渐增加，弹性势能转化为动能．
第四阶段：篮球从离开地面的瞬间到上升至最高点，球的速度逐渐减小，高度越来越大，由此可以判断球的动能逐渐减小，重力势能逐渐增大，动能转化为重力势能．
例4.用绳子把一个铁锁悬挂起来．把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图16），铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动．
（l）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？
（2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。

答案：（1）动能逐渐增大，重力势能逐渐减小。
（2）不会。
题型三：实验题
例5.如图所示，某同学在做“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验中，分别将A、
B、C三个小球先后从同一装置的不同高度处滚下（mA=mB＜mC；hA=hC＞hB），分别推动
一木盒运动一段距离后静止。（已知小球所处的高度越高，到达水平面的速度越大）
（1）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时， 球的动能最大，理由是三球中它的 本领最强。
（2）分析比较（a）、（b）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：_________
。
（3）分析比较（a）、（c）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：_________
。

（1）C；做功；
（2）当小球的质量相同时，速度越大，动能越大。
（3）当小球的速度相同时，质量越大，动能越大．

例6.某同学为了“探究决定重力势能大小的因素”，利用质量不同的实心铜块A和B、刻度尺、相同的小桌和沙面进行实验，并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图（a）和（b）所示，他先将小桌放在沙面上，然后让铜块A从一定的高度下落到小桌的桌面上。接着他按图7（c）、（d）所示，重新实验。请仔细观察图中下落的铜块与小桌陷入沙面的情况，然后归纳得出初步结论。
A
A
A
A
B
B
(a)　　　　　　　　 　(b)　　　　　　　　　　(c)　　　　　　　　　　(d)　
图7

（1）比较图7中的（a）、（b）和（c）实验过程及相关条件可知：________________
______________________________________________________________________
（2） 比较图7中的（a）、（c）和（d）实验过程及相关条件可知：_______________
__________________________________________________________________________
【答案】①质量相同（同一）的物体，所处高度越高，具 有的重力势能越大；
②同一高度的物体，质量越大，具有的重力势能越大

1、在下列空格中填上各物体具有的能：
(1)被拉长的橡皮筋________.
(2)飞泻的瀑布________.
(3)平路上奔驰的汽车_______.
2、说出下列物理过程中，能量是如何转化的：
（1）高速升空的火箭 .
（3）被水电站拦河坝拦住的上游水 .
（4）空中下落的皮球 .
3、超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的（ ）
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能增大
D．动能不变，势能不变，机械能不变
4、以下说法正确的是 ( )
A．甲物体所处位置比乙物体高，甲物体的势能一定比乙物体的大
B．甲物体的速度比乙物体的大，甲物体的动能一定比乙物体的大
C．质量相等的两个物体，放在同一高度，它们的重力势能一定相等
D．重力势能相等的两个物体，质量大的在高处，质量小的在低处
5、物体在平衡力的作用下，下列说法中正确的是（ ）
A.具有的机械能一定不变
B.具有的动能一定不变
C.具有的重力势能一定不变
D.无法判断
6、两颗相同的子弹，以同样的速度飞行在不同的高度，则它们的 ( )
A．动能不等，势能相等，机械能相等 B．动能相等，势能不等，机械能相等
C．动能相等，势能不等，机械能不等 D．动能不等，势能相等，机械能不等
7、关于机械能，下列说法错误的是（　　）
A．一个物体具有动能就是具有机械能
B．物体具有重力势能就是具有机械能
C．物体具有弹性势能就是具有机械能
D．只有当物体同时具有动能和势能时，才能说物体具有机械能
【答案】D

8、关于物体的机械能，下列说法中正确的是（　　）
A．高山上的石头，稳稳地静止在那里，它没有重力势能
B．运动速度大的物体，具有的机械能不一定就大
C．一根弹簧被拉长时具有的弹性势能大，被压缩时具有的弹性势能小
D．没有做功的物体一定没有能
【答案】B
9、下列四种体育运动的情景中，属于重力势能转化为动能的是（　　）
A．运动员把弓拉开将箭射出
B．跳水运动员空中下落过程
C．公路赛骑自行车冲向坡顶
D．跳伞运动员匀速下落过程
【答案】B/
10、如图所示，一个滑雪的人，以v=2m/s的速度沿山坡匀速地滑下，则在他向下匀速滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．人的动能转化为重力势能
B．人的重力势能全部转化为动能
C．人的机械能不变
D．人的机械能一定减小
【答案】D

11、如图所示，夏天为了降低城市的温度，减小灰尘，市政部门往往派出许多洒水车沿街洒水，在这个过程中洒水车始终保持相同的速度运行，则下列说法正确的是（　　）
A．洒水车的机械能不变 B．洒水车的机械能减小
C．洒水车的机械能增大 D．条件不足，无法判断
【答案】B

12、、下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。在这几个阶段中能量的转化情况是：
（1）撑杆起跳阶段，运动员的______________能增加。
（2）运动员越过横杆后，运动员将_______________能转化_________________能。
助跑
撑杆起跳
越横杆

13、下表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：
物体
质量m/kg
速度v/(m.s-1)
动能E/J
牛
约600
约0.5
约75
中学生
约50
约6
约900

分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是 。
你判断的依据： 。
14、某小组同学通过学习，知道了动能与质量和速度有关，他们想进一步探究动能与质量、速度之间的定量关系，于是用不同质量的实验小车去撞击同一木块，实验时利用了DIS装置精确地测出了小车撞击木块时的速度．小车撞击木块后和木块一起向前滑动，测量出木块滑动的距离，记录的实验数据如下表前四列所示．为了进一步探究动能与所测物理量间的数值关系，他们进行了适量的运算，将结果记录在表的最后两列中．
表一
实验
序号
小车质量m（千克）
小车速度v（米/秒）
木块滑动距离s（米）
m2
（千克2）
v2
（米2/秒2）
1
0.20
0.7071
0.2
0.0400
0.5000
2
0.40
0.5000
0.2
0.1600
0.2500
3
0.80
0.3536
0.2
0.6400
0.1250
表二
实验
序号
小车质量m（千克）
小车速度v（米/秒）
木块滑动距离s（米）
m2
（千克2）
v2
（米2/秒2）
4
0.20
1.0000
0.4
0.0400
1.0000
5
0.40
0.7071
0.4
0.1600
0.5000
6
0.80
0.5000
0.4
0.6400
0.2500
表三
实验
序号
小车质量m（千克）
小车速度v（米/秒）
木块滑动距离s（米）
m2
（千克2）
v2
（米2/秒2）
7
0.20
1.4142
0.8
0.0400
2.0000
8
0.40
1.0000
0.8
0.1600
1.0000
9
0.80
0.7071
0.8
0.6400
0.5000
（1）小组同学是通过比较表格中的　 　来比较小车的动能大小的．
（2）分析比较实验次数　 　及相关条件，可得出的初步结论是：在小车质量相同的情况下，速度越大，小车的动能就越大．
（3）分析比较实验次数1与5与9，（或2与6或4与8）及相关条件，可得出的初步结论是： 　；通过分析三张表格，你认为　 　（选填“质量”或“速度”）的改变对动能的改变影响更大些．
（4）请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及相关条件，并归纳得出结论．
（a）分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件，可初步得出：　 　；
（b）分析比较表一、表二和表三中的数据及相关条件，可初步得出： 　．
【答案】(1) 木块滑动距离．
(2) 1与4与7（或2与5与8，或3与6与9）．
(3) 在小车速度相同时，小车的质量越大，动能也越大；速度．
(4)（a）小车的质量与速度的平方的乘积相同时，小车动能相同；
（b）小车的质量与速度的平方的乘积不同时，小车动能不同，且乘积越大，小车的动能也越大．

参考答案：
1、 （1）弹性势能； （2）动能、重力势能； （3）动能
2、 （1）动能转化为重力势能； （2）动能转化为重力势能； （3）重力势能转化为动能。
3、 C 4、C 5、B 6、C
7、（1）重力势能； （2）重力势能；动能
8、 （1）速度；
（2）人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12倍，说明速度对动能影响大。

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