逍遥学能 2017-04-06 11:33
要点:
1．机械能
机械能:动能和势能之和称为机械能．
（1）动能和势能都属于机械能．动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，它们虽然是两种形式不同的能量，但都属于机械能，或者说动能和势能是机械能的两种表现形式．
（2）一个物体既可以有动能，也可以有势能．动能和势能是形式不同的能量，它们有各自的定义和存在方式，有各自的影响因素．只要一个物体同时满足动能和势能的定义条件，它就可以同时具有动能和势能．
例如，在空中飞行的飞机，是运动的而且有高度，因此这时它同时具有动能和重力势能．
2．动能和势能的相互转化
物体在运动过程中，其速度、高度、弹性形变都可能发生变化，这时就可能伴随着能量的转化，不同形式的能量之间是可以相互转化的，即：动能和重力势能之间可以相互转化，动能和弹性势能之间可以相互转化，但重力势能和弹性势能之间不能相互转化，因为它们属于同种形式的能量．
A、在一定条件下,动能可以转化为势能,势能也可以转化为动能,在动能与势能的相互转化过程中,如果没有其他形式的能产生,则机械能的总量保持不变.
但我们看到的现象往往是：往复运动的物体如果不给它再施加外力，它最终会停下来．这并不是说机械能不守恒了，而是因为物体在运动过程中是会遇到阻力的，物体克服阻力时要消耗一部分能量，所以物体的机械能总和是减小的．
B、把一个滚摆挂在框架上，见课本，用手捻动滚摆使悬线缠在轴上，滚摆升到最高点．放开手，观察滚摆的运动情况．
我们可以看到滚摆旋转着下降，越转越快．到最低点时，滚摆转而上升，上升中它越转越慢，直到差不多回到原来的位置．然后它又下降、上升，重复原来的运动．
根据滚摆运动中高度和速度的变化，不难看出：滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能．
C、人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置有时离地球中心较近，有时离地球中心较远．离地球中心最近的一点叫近地点，这里卫星的势能最小；离地球最远的一点叫远地点，这里卫星的势能最大．卫星从远地点向近地点运动时，势能减小，动能增大，速度越来越大；反之，从近地点向远地点运动时，势能增大，动能越来越小，速度越来越小．卫星在运行过程中，也发生了动能和势能的相互转化．
D、如何分析能量的转化
在动能和势能相互转化的过程中，总有一种形式的能量在增加，另一种形式的能量在减少．那么我们根据各种能量影响因素的变化来判断能量的增加或是减少．例如，物体的高度减小，那么它的重力势能就减少，它的速度增大，那么它的动能就增加．而在能量转化的过程中，能量总是从逐渐减少的那种向逐渐增加的那种转化．
练习:
一、填空题
1.疾驶的列车由于运动而具有_______，重锤由于被举高而具有_______，被拉弯的弓由于发生弹性形变而具有_______.如果没有任何摩擦阻力，麦克斯韦滚摆在上下滚动的过程中，机械能_______.
2.起重机在匀速向上提升货物的过程中，物体的动能_______，势能_______，物体的机械能_______（填“变大”“变小”或“不变”）；拉弯的弓把箭射出去，这时弓的_______转化为箭的_______.
3.皮球从手中落到地面又弹回来，在这个过程中能量的转化情况是：皮球落向地面的过程中，_______转化成_______；皮球撞击地面的过程，_______转化成_______；皮球在弹起（尚未脱离地面）过程中，_______转化成_______；皮球离开地面向上运动的过程中，_______转化成_______.
4.唐诗中有“黄河远上白云间”，“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动、形象的反映了这两条大河蕴藏了大量的_______能.
5.修筑拦河坝是为了提高上游的_______，使上游水的_______能增大.当水从上游流下冲击水轮机转动时，水的_______能转化为水轮机的_______能.
二、选择题
6.某飞机器在空中飞行，已知它具有的机械能为a J,重力势能为b J，这个飞行器具有的动能为
A.a J
B.(a+b) J
C.b J
D.(a-b) J
8.起重机沿竖直方向匀速吊起重为G的物体，在这一过程中，物体的
A.动能增加，重力势能减小，机械能不变
B.动能不变，重力势能增加，机械能增加
C.动能减小，重力势能增加，机械能不变
D.动能减小，重力势能不变，机械能减小
9.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行，卫星从远地点向近地点运动时
A.动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能
B.动能不变，重力势能减小，动能转化为重力势能
C.动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能
D.动能增大，重力势能增大，重力势能转化为动能
三、实验与问答题
11.骑自行车上坡前为什么要先用力蹬几下脚踏板？亲自实践一下，对此做出解释.
★ 12.试一试：制作一个单摆，观察小球摆动时能量的转化情况；并测量摆动的周期与摆线的长度有什么关系.
参考答案
一、1.动能 重力势能 弹性势能 总量保持不变
2.不变 变大 变大 弹性势能 动能
3.重力势能 动能 动能 弹性势能 弹性势能 动能 动能 重力势能
4.机械
5.水位 重力势 重力势 动
二、6.D 8.B 9.C
三、11.上坡前用力蹬几下脚踏板,是为了增大自行车上坡前的速度,从而增大动能,上坡时动能转化为更多的重力势能,自行车就越容易上坡.
12.小球从最高点向最低点运动时,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,从最低点再向最高点运动时,速度变小,高度升高,动能转化为重力势能.与摆线的关系是:摆线越长周期越大.