机械能及其转化

主编:黄冈中学物理集体备课组

实例1、滚摆

上升:动能减小  重力势能增大  动能转化为重力势能

下降:动能增大  重力势能减小  重力势能转化为动能

一、动能和重力势能可以相互转化

分析下列图片的运动中,物体动能和势能的转化

思考:1、从斜面上一定高度静止滚下的小球,为什么会获得一定的速度?小球的重力势能转化为动能。

   2、骑自行车上坡前,为什么往往会加紧蹬几下?

 

实例2、人造地球卫星

  近地点  远地点  近地点→远地点 远地点→近地点

  动能最大 动能最小 动能转化为势能 势能转化为动能

  势能最小 势能最大

 

二、动能和弹性势能也可以相互转化

 

实例3、蹦蹦床

接触蹦床:人的速度减慢弹床的弹性形变变大

     人的动能转化为弹床的弹性势能

从蹦床上弹起:弹床的弹性形变变小人获得向上的速度

       弹床的弹性势能转化为人的动能

 

三、机械能的变化

当物体受到阻力时,机械能总量会减小;

当物体受外界动力作用时,机械能总量会增大。

分析:1、小孩从滑梯上滑下,臀部会有灼热的感觉,这说明了什么?

   2、小球从地面弹起的高度总会小于前次的最大高度,可采用怎样的方法使其高度大于前一次的呢?

 

四、机械能守恒

只能动能和势能的相互转化,机械能总量保持不变的现象。

 

例1、小明分别沿三条路径滑到地面(如图),在不考虑空气阻力和摩擦的情况下,滑到地面时速度最大的路径是( )

A.1              B.2

C.3              D.都一样

答案:D

 

例2、如图所示,先用绳子把一个铁锁悬挂起来,然后把铁锁拿近到自己的鼻子,松手后,铁锁向前摆动又摆回来.有关铁锁在摆动过程中的能量转化,下列说法正确的是( )

A.铁锁回摆后能碰到鼻子,因为铁锁的机械能始终不变

B.铁锁下降过程中,重力势能转化为动能

C.铁锁上升到最高点,重力势能最小

D.铁锁下降到最低点,动能最小

答案:B

 

例3、如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务,如图所示,是某轻轨车站的设计方案示意图,该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度,请你说明这种设计可以节能的理由.

答案:

  列车进站时,利用已有的动能冲上坡,将动能转化为重力势能储存起来;列车出站,重力势能转化为动能,使列车获得一定速度驶出车站

 

例4、如图所示情景是一种游戏,叫做蹦极.游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从b处跳下,图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置,c点是游戏者所能到达的最低点,对于游戏者离开跳台至最低的过程,下列说法正确的是( )

A.游戏者的动能一直在增加

B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能

C.游戏者通过a点之后,绳子具有弹性势能

D.游戏者到达c点时,他的动能为零

答案:CD

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