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动能和势能
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一、本节学习指导
动能和势能的统称为机械能,所以动能和势能是机械能的一种情况,本节知识较为简单,同学们只需要多理解概念即可。对于动能和势能的相互转化,我们要正确的描述。本节有配套学习视频。
二、知识要点
1、能量:一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能。
注:① 能量是表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用做功的多少来衡量。
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,它并没有做功,也不一定要做功。但是它一从山上滚下来,能量是无比巨大的。
2、机械能的分类:
3、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。
·如何判断动能大小:看小钢球能推动木块做功的多少。
·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)分析归纳:保持钢球质量不变时结论:运动物体质量相同时;速度越大动能越大。
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;
结论:物体动能与质量和速度有关;速度越大动能越大,质量越大动能越大。
4、机械能:动能和势能统称为机械能。
注:① 仅有动能的物体具有机械能;比如在平地上滚动的铁球只具有动能。
② 仅有势能的物体具有机械能;静止在高处的石头,只有重力势能。
③ 同时具有动能和势能的物体具有机械能。从高处往下掉的石头。
5、动能和势能的转化
(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,如果加速下降,速度越来越快,高度越来越低,所以:动能不断增大,重力势能不断减小,重力势能转化为动能。
注:当物体刚接触地面的瞬间,速度最大,高度为零,此时重力势能为零,动能最大,重力势能全部转化为动能。
② 质量一定的物体,如果减速上升,速度越来越慢,高度越来越高,所以:动能不断减小,重力势能不断增大,动能转化为重力势能。
注:当物体到达最高点的瞬间,速度为0,高度最大,此时重力势能最大,动能为0,动能全部转化为重力势能。
(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,而另一个物体的弹性势能增大,则动能转化为弹性势能。
② 如果一个物体的动能增大,而另一个物体的弹性势能减小,则弹性势能转化为动能。
(4)、动能与势能转化问题的分析:
⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。
三、经验之谈:
动能和势能之间的转换必须遵循能量守恒定律。本节中,我们要知道影响能量的因素,动能受质量、速度的影响,重力势能受高度的影响,弹性势能受弹性形变的影响。在理解时要注意,重力势能被高度限制,高度的参照一般是以地面做参考,而弹性势能受弹性形变的影响,其中形变是控制在物体能恢复原来形态的情况下。
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