能量的概念

  1. 能量的概念:物体能做功,我们就说这个物体具有能量,简称能。
  2. 物体能够做的功越多,它具有的能就越大。
  3. 对能够做功的理解:物体正在做功,例如物体具有动能或者说物体具备做功的本领,例如物体具有势能。

动能

  1. 动能的概念:物体由于运动而具有的能 。
  2. 影响动能大小的因素:质量和速度。
  3. 物体的质量越大越大,速度越大,物体具有的动能越大 。

实验探究:影响动能大小的因素

重力势能

  1. 重力势能的概念:受到重力的物体被举高后具有的能 。
  2. 影响重力势能大小的因素:质量和高度。
  3. 物体的质量越大,被举起的越高,物体具有的重力势能越大。

实验探究:影响重力势能大小的因素

弹性势能

  1. 弹性势能的概念:具有弹性的物体发生弹性形变而具有的能 。
  2. 影响弹性势能大小的因素:弹性形变的程度。
  3. 同一弹性物体的弹性形变越大,弹性势能越大 。

实验探究:影响弹性势能大小的因素

机械能及其转化

  1. 机械能:动能和势能统称为机械能。
  2. 转化:动能和势能可以相互转化。
  3. 机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和保持不变。

能量的单位

  • 能量的单位:焦耳,简称为,用符号J表示。

要点提炼

  1. 功与能的关系
    能量是物体能够做功的本领,但是物体不一定做功;功是一个过程量,如果物体对外做了功,它的能量会减少,如果外界对物体做了功,物体的能量会增加,增加的多少等于做功的多少;物体也只能通过做功才能实现能量的转化,功是能量转化的量度。
  2. 正在做功的物体一定具有能量,但具有能量的物体不一定正在做功。
  3. 一个物体可以同时具有动能和势能。
  4. 判断重力势能的大小,一般是以水平地面为标准。

课后练习

【例】(编号:T100101)当你走在路上时,被一个行走的人碰撞一下与一个奔跑的人撞一下。感觉有什么不同?为什么?
【例】(编号:T100102)当你从楼下走过时,看见楼上阳台边沿放着一些花盆,花盆放得很靠外,你会感到紧张,而这些花盆放在马路上就不会感到危险,为什么?
【例】(编号:T100103)在保证弹弓不被拉坏的前提下,橡皮条被拉伸的形变越大,弹丸就能被射得越远.这是为什么?
【例】(编号:T100104)下列现象中,动能和势能是如何转化的?
(1)水从高处往下泻落。
(2)骑自行车下坡,不蹬脚蹬子,车速却越来越大。
(3)跳高运动员从起跳到越杆的过程。
(4)跳水运动员从起跳到落入水中的过程。
【例】(编号:T100118)单摆下降时,重力势能_____,动能_____,_______能转化为___能,所以单摆越摆越快。单摆上升时,重力势能_____,动能_____,___能转化为_______能,所以单摆越摆越慢。
【例】(编号:T100109)地震过后往往伴有泥石流等灾害,泥石流之所以会造成巨大的危害,是因为由石、泥土被雨水从高处冲下来时将 ________能转化为巨大的 _____能。灾害发生后,救灾飞机迅速到达灾区上空,当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后,飞机的机械能将____。(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【例】(编号:T100126)高速公路上行驶的车辆不能超速、超载。不能超速是因为当车的质量一定时,________越大,动能越大,行驶时就越危险;不能超载是因为当车的速度一定时,________越大,动能越大,行驶时就越危险。
【例】(编号:T100127)乘客随自动扶梯由底端匀速上升至顶端的过程中,乘客的重力势能______________,机械能____________。
【例】(编号:T100121)莆田是国家级射箭训练基地,2015年3月份全国射箭冠军赛在我市举行。如图所示,拉满的弓箭射出,是弓的________能转化为箭的________能。
【例】(编号:T100123)如图所示,篮球撞击到地面时发生弹性形变,产生________(选填“弹力”“重力”或“摩擦力”),这个过程中,篮球的动能转化为________能。(不考虑机械能的损失)
【例】(编号:T100110)巴西世界杯足球赛正在火热地进行中。如图所示,是某球员传球时足球的一段运动轨迹,其中A点的重力势能_________(填“大于”、“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力,足球在下落的过程中,重力势能转化为_________能,此时足球的机械能的总量_________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【例】(编号:T100120)图甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动。如图乙所示,香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置2的过程中,其动能_______、重力势能__________、机械能__________。(均选填“增大”“不变”或“变小”)
【例】(编号:T100111)如图所示,质量为40g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中,重力做功为______焦;在整个运动过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为_________焦。(g=10N/kg)
【例】(编号:T100112) 被举高的物体具有重力势能,小明猜想重力势能的大小可能与物体被举的高度和物体的质量有关。为了验证自己的猜想,小明进行了如下实验:让物体自由下落冲击小方桌,小方桌的桌腿是四根钉子,并放置在沙箱的沙面上,如图所示。(1)他通过观察______ 来判断物体重力势能的大小。(2)比较图中甲和乙是通过控制______ 来验证重力势能的大小与______ 的关系.(3)要验证重力势能的大小与质量有关,应选择图中的______ 和______ 进行对比实验.(4)你还可以用什么简单的方法验证重力势能与高度有关。
更新中……
【例】(编号:T100105)溜溜球是小朋友很喜欢玩的一个小玩具,玩溜溜球时( )
A. 当溜溜球向下自由运动时,动能和重力势能均增加
B. 当溜溜球向上自由运动时,重力势能转化为动能
C. 溜溜球是通过动能和重力势能的相互转换完成上下运动的
D. 溜溜球运动到最底端时,其重力势能最大
【例】(编号:T100122)人骑自行车下坡时,不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快,下列关于这一运动过程的说法中,正确的是(  )
A.人与车的动能增大,重力势能增大
B.人与车的动能增大,重力势能减小
C.人与车的动能减少,重力势能增大
D.人与车的动能不变,重力势能不变
【例】(编号:T100114)水电站发电时,水从高处向下冲击水轮机的叶轮,转动的叶轮带动发电机发电。在这个过程中,能量的转化顺序为(  )
A.势能—电能—动能 
B.势能—动能—电能
C.电能—动能—势能 
D.动能—势能—电能
【例】(编号:T100115) 如图所示,空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油,加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,则战斗机的(  )
A.动能不变,势能不变,机械能不变
B.动能不变,势能减少,机械能减少
C.动能增加,势能不变,机械能增加
D.动能增加,势能增加,机械能增加
【例】(编号:T100125)厦门作为全国18个足球重点城市之一,校园足球活动开展得如火如荼。比赛时守门员把球大脚开过半场,足球飞行过程中(  )
A.重力势能先变大后变小   
B.动能先变大后变小
C.机械能先变大后变小       
D.最高点处动能为零
【例】(编号:T100106)小明竖直向上抛出一个小球,小球离手后在空中运动.如图中,能正确反映小球动能EK随时间t变化关系的是(  )
【例】(编号:T100107)为了研究动能的大小与哪些因素有关,教材中设计了“小钢球撞木块”的实验。如图所示。让小钢球从斜面上自由滚下。观察木块被推动的距离。关于该实验,下列说法中不正确的是(    )
A.该实验的设计思路是采用转换法,用木块移动的距离来表示动能的大小
B.该实验研究的基本方法是控制变量法,如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等
C.在实验器材的选择时,可以不考虑斜面的光滑程度,被撞木块的质量和软硬等因素
D.实验过程中,让同一小球从不同高度落下,目的是为了让小球获得不同的运动速度
【例】(编号:T100108)频闪照片是研究物体运动的重要手段。通常一只掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度会越来越低.如图所示,是小球弹跳过程的频闪照片,小球在1、2位置的高度一样.下面说法正确的是(  )
A.小球弹跳上升到最高点3位置时,瞬间静止,不受任何力作用
B.小球在1、2位置的重力势能相同,且机械能大小也相同
C.小球在1、2位置的动能相同,1位置时受到重力的方向向上
D.小球在2位置的动能比1位置时小,且机械能也比1位置时小
【例】(编号:T100116)如图所示,两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处,K1、K2均处于原长,用手向右拨动滑块M,它就可以在光滑的水平面上来回运动,当滑块从O点向右运动时(弹簧在弹性限度内)(  )
A.弹簧K1和K2的势能同时增大
B.弹簧K1和K2的势能同时减小
C.弹簧K1的势能增大,K2的势能减小
D.弹簧K1的势能减小,K2的势能增大
【例】(编号:T100117)如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景,跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段,若不计空气阻力,从腾空到落水的过程中(  )
A.动能增加,机械能增加
B.重力势能减小,机械能减少
C.动能先减小后增大,机械能不变
D.重力势能先减少后增大,机械能不变
【例】(编号:T100119)弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小希玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程。针对此过程,下列分析正确的是(  )
A.在a状态时弹簧的弹性势能最大,小希的机械能为零
B.a→b的过程中,弹簧的弹力越来越大,在b状态时弹力最大
C.b→c的过程中,弹簧的弹性势能转化为小希的重力势能
D.a→c的过程中,小希先加速后减速,在b状态时速度最大
【例】(编号:T100113)总长为l的橡皮筋一端固定在O点,另一端悬挂一个小钢球,将钢球从O点释放,钢球运动到A点后开始向上返回,O、A两点间距离为2l,如图所示.请画出钢球从O点运动到A点的过程中,其动能随运动距离变化的大致关系图象。
【例】(编号:T100124)小球在没有空气阻力的情况下,沿无摩擦轨道运动。
(1)如图甲所示,小球从A点静止释放,小球到达C点时速度是否为零?________。
(2)将轨道BC段改为水平,如图乙所示,小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能?________。以小球经过M点时为计时起点,大致画出小球在MN段运动的速度—时间图像。
【例】(编号:T100128)为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”,小明同学设计了如图所示的装置,并进行了如下实验。
①将弹簧放在水平面上,一端固定。
②在弹性限度内,用物块(物块与弹簧不连接)将弹簧压缩,测量并记录弹簧的形变量Δl
③由静止释放物块,测量并记录物块在水平面上滑行的距离s。
④多次改变弹簧的形变量,重复步骤②③。
⑤分析实验数据得出结论。
请回答以下问题:
(1)本实验中,探究了弹簧弹性势能大小跟________的关系。
(2)本实验中,弹簧弹性势能大小是通过________来间接反映的。
(3)本实验中,从物块离开弹簧到静止,物块将________能转化为________能。
【例】(编号:T100129)某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙表面高H处静止下落,C球从距沙表面高2H处静止下落,D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙深度均为h3,且h1<h2<h3
(1)本实验中,铅球的重力势能大小是通过________来反映的。
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当下落高度一定时,_______________。
(3)比较________两球,发现C球陷入沙深度更大,由此可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大。
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径________(选填“有关”或“无关”)。
(5)小球在下落过程陷入沙面前,将重力势能转化为________能,陷入沙中后到小球静止过程中,将机械能转化为________能。

发表评论