資源簡(jiǎn)介

(共55張PPT)
第4課 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
第十一章 功和機(jī)械能
知識(shí)回顧
高速運(yùn)動(dòng)的子彈具有動(dòng)能，能穿透鋼板
高高舉起的夯體具有重力勢(shì)能，能打撈地基
被壓彎的跳板具有彈性勢(shì)能，能把運(yùn)動(dòng)員彈起
新課導(dǎo)入
觀察與思考
同學(xué)們有體驗(yàn)過這些項(xiàng)目嗎？大家思考一下，在運(yùn)動(dòng)的過程中動(dòng)能和勢(shì)能是怎樣變化的。
視頻觀察
提出問題
圖中的過山車具有什么能？過山車運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能和勢(shì)能是怎樣變化的？
01
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
02
水能和風(fēng)能的利用
03
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
機(jī)械能
1.機(jī)械能
動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
機(jī)械能
動(dòng)能
物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能
勢(shì)能
物體由于被舉高而具有的能
物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能
一個(gè)物體可以既有動(dòng)能，又有勢(shì)能。如飛行中的飛機(jī)因?yàn)樗谶\(yùn)動(dòng)而具有動(dòng)能，又因?yàn)樗幱诟呖斩哂兄亓?shì)能，把這兩種能量加在一起，就是它的總機(jī)械能。
重力勢(shì)能
彈性勢(shì)能
機(jī)械能
2.常見物體的機(jī)械能
高空飛行的鳥具有重力勢(shì)能和動(dòng)能
高空跳傘運(yùn)動(dòng)員具有重力勢(shì)能和動(dòng)能
被壓彎的跳板具有彈性勢(shì)能
蹦極愛好者下降過程中具有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能
蹦床運(yùn)動(dòng)中有動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能
機(jī)械能
2.常見物體的機(jī)械能
從前面的學(xué)習(xí)，我們可以認(rèn)識(shí)到能量是跟做功有密切聯(lián)系的概念，能量反映了物體具有做功的本領(lǐng)，能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量。因此，動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的單位跟功的單位相同，也是焦耳（J）。
一個(gè)空中飛行的物體具有80J的機(jī)械能，若它的重力勢(shì)能為50J，則它的動(dòng)能為______J；
30
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
1.動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化實(shí)例
物體從高處下落，物體的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
彎弓射箭，弓的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的動(dòng)能。
蹦床運(yùn)動(dòng)員將要與蹦床接觸時(shí)，具有一定的動(dòng)能，與蹦床接觸后，床面發(fā)生彈性形變，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為蹦床的彈性勢(shì)能
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
2.動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
觀察單擺在擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)過程中動(dòng)能與勢(shì)能是如何變化的
用細(xì)線把一小球懸掛起來，將小球從位置B拉到位置A，松手釋放小球，觀察小球在位置A→B→C過程中，高度和速度變化，并分析其動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況。
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
實(shí)驗(yàn)步驟
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
2.動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)步驟
運(yùn)動(dòng)過程 A→B B B→C C
動(dòng)能
勢(shì)能
動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化 — —
增加
最大
減小
零
減小
最小
增加
最大
勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能
動(dòng)能和勢(shì)能是可以互相轉(zhuǎn)化的。動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，勢(shì)能也可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
2.動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
視頻展示
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
3.滾擺
視頻展示
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
3.滾擺
過程分析
最低點(diǎn)
最高點(diǎn)
滾擺
下降
上升
滾擺在下降時(shí)速度越來越大，上升時(shí)，速度越來越小。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
3.滾擺
過程分析
最低點(diǎn)
最高點(diǎn)
滾擺
下降
上升
滾擺下降時(shí)：重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
滾擺上升時(shí)：動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
4.彈性勢(shì)能與動(dòng)能的轉(zhuǎn)化
鐵球壓縮彈簧過程中，鐵球的動(dòng)能減小，彈簧的彈性勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。
彈簧恢復(fù)過程中，彈簧的彈性勢(shì)能減小，鐵球的動(dòng)能增大，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
5.籃球上下運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
高度減小
速度增大
重力勢(shì)能減小
動(dòng)能增大
轉(zhuǎn) 化
（1）皮球下落
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
5.籃球上下運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
（2）皮球接觸地面
動(dòng)能減小
彈性勢(shì)能增大
轉(zhuǎn) 化
速度減小
形變?cè)龃?br/>開始發(fā)生彈性形變，彈性勢(shì)能逐漸增大。向下的速度變小，動(dòng)能減小。這時(shí)是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
5.籃球上下運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
（3）皮球恢復(fù)原狀過程
動(dòng)能增大
彈性勢(shì)能減小
轉(zhuǎn) 化
形變減小
速度增大
彈性形變程度變小，向上的速度變大。
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
5.籃球上下運(yùn)動(dòng)動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
（4）皮球上升
高度增大
速度減小
重力勢(shì)能增大
動(dòng)能減小
轉(zhuǎn) 化
機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
6.小結(jié)
動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和彈性勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化過程中，必定有動(dòng)能和勢(shì)能各自變化，而且一定是此增彼減。
動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化的條件：
動(dòng)能的增減變化要以速度的變化來判斷；重力勢(shì)能的增減變化要以物體離地面高度的變化來判斷；彈性勢(shì)能的增減要根據(jù)形變大小的變化來判斷。
機(jī)械能守恒
大量研究結(jié)果表明，如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變，或者說，機(jī)械能是守恒的。
但現(xiàn)實(shí)生活里，物體在運(yùn)動(dòng)過程中總會(huì)克服摩擦力做功，從而消耗機(jī)械能。
1.機(jī)械能守恒
動(dòng)能、勢(shì)能的大小會(huì)變化，它們的和是否變化呢？
機(jī)械能守恒
注意機(jī)械能守恒的條件：
只有動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，而沒有機(jī)械能與其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。【即忽略摩擦力造成的能量損失，所以機(jī)械能守恒也是一種理想化的物理模型】
“在光滑面上”、“不計(jì)空氣阻力”等文字描述，表示沒有摩擦阻力，此時(shí)機(jī)械能是守恒的。
機(jī)械能守恒的情況
1.機(jī)械能守恒
機(jī)械能守恒
2.生活中機(jī)械能轉(zhuǎn)化實(shí)例
一、機(jī)械能不守恒的事例
人騎自行車爬坡
跳傘運(yùn)動(dòng)員勻速下落
升空的航天器
機(jī)械能守恒
2.生活中機(jī)械能轉(zhuǎn)化實(shí)例
二、過山車
過山車運(yùn)行過程中車與軌道之間有摩擦力和空氣的阻力，機(jī)械能并不守恒，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不給其他動(dòng)力的情況下，過山車最終能停下來。
機(jī)械能守恒
2.生活中機(jī)械能轉(zhuǎn)化實(shí)例
三、人造地球衛(wèi)星的機(jī)械能轉(zhuǎn)化
人造地球衛(wèi)星的軌道示意圖
衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)勢(shì)能最大，當(dāng)它從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，速度也增大。
當(dāng)衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它的動(dòng)能減小，勢(shì)能增大，速度也減小。
許多人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行。離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn)，最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)。衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)行，不受空氣阻力，只有動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化，因此機(jī)械能守恒。
機(jī)械能守恒
3.機(jī)械能守恒小結(jié)
隨講隨練
1.小明從光滑的滑梯上下滑過程中，下列說法正確的是（不計(jì)空氣阻力）（ ）。
A、重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，機(jī)械能不變；
B、重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減小，機(jī)械能不變；
C、重力勢(shì)能增加，動(dòng)能不變，機(jī)械能增加；
D、重力勢(shì)能減小，動(dòng)能不變，機(jī)械能減小
【解析】小明從光滑的滑梯上下滑過程中，不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能是守恒的。因?yàn)楦叨葴p小，速度增大，所以重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加。
故選A。
A　
隨講隨練
2.如圖所示，小明在做模擬“蹦極”“的小實(shí)驗(yàn)，一根橡皮筋一端系一個(gè)小石塊，另一端固定在A點(diǎn)。B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置，C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn)，關(guān)于小石塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程，下列說法中正確的是（　　）。
A．小石塊在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大；
B．小石塊在C點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能最大；
C．從A點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過程中，小石塊的動(dòng)能一直在增大；
D．從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過程中，小石塊的動(dòng)能先增大后減小
隨講隨練
【解析】A．如圖：B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置，C點(diǎn)是小石塊從A點(diǎn)自由釋放后所能達(dá)到的最低點(diǎn)，O點(diǎn)是橡皮筋懸掛小球靜止時(shí)的點(diǎn)即重力和彈力相等的點(diǎn)。
B點(diǎn)是橡皮筋不系小石塊自然下垂時(shí)下端所在的位置，在小石塊未到達(dá)B點(diǎn)之前繩子沒有發(fā)生形變，故從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，小石塊只受到重力的作用，經(jīng)過B點(diǎn)向下到重力和彈簧的彈力相等的位置（O點(diǎn)）的過程中，重力大于彈力，小球繼續(xù)加速，所以動(dòng)能繼續(xù)增大，故A錯(cuò)誤；
隨講隨練
B．C點(diǎn)是小球達(dá)到的最低點(diǎn)，此時(shí)速度為零，則小球的動(dòng)能為零，故B錯(cuò)誤；
C．從A點(diǎn)下落到B點(diǎn)的過程中，小石塊的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，由B到O的過程，小石塊受重力和彈力的作用，橡皮筋的形變量逐漸變大，彈力逐漸變大，重力大于彈力，小石塊受到的合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同，做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷變大；由O到C的過程，重力小于彈力，小石塊受到的合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不斷變小，因此在由A到C的過程中，小石塊的動(dòng)能先增大后減小，故C錯(cuò)誤；
D．從B點(diǎn)下落到C點(diǎn)的過程中，可看作由B到O動(dòng)能不斷增大和由O到C動(dòng)能不斷減小的疊加，故D正確；
故選D。
隨講隨練
3.如圖所示，小球從左側(cè)斜面的P點(diǎn)由靜止釋放，在右側(cè)斜面上能到達(dá)的最高位置是Q點(diǎn)，M、N是小球運(yùn)動(dòng)過程中先后通過的兩個(gè)等高點(diǎn)，下列關(guān)于該過程的說法中正確的是（　　）。
A．小球在左側(cè)斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
B．小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，機(jī)械能保持不變；
C．小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，所受支持力不做功；
D．小球通過M、N兩點(diǎn)時(shí)的速度大小相等
隨講隨練
【解析】A．由于最高點(diǎn)P和Q不等高，故機(jī)械能不守恒，存在摩擦力，故小球在左側(cè)斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；
B．小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，存在阻力，機(jī)械能減小，故B錯(cuò)誤；
C．小球從P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，支持力與運(yùn)動(dòng)的距離是垂直的，故所受支持力不做功是正確的，故C正確；
D．由于機(jī)械能減小，M、N兩點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能相同，故小球通過M、N兩點(diǎn)時(shí)的速度大小不相等，故D錯(cuò)誤。
故選C。
風(fēng)能和水能的利用
水能
動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化，在一定條件下，機(jī)械能也可以和其他形式能（如光能、風(fēng)能、水能等）相互轉(zhuǎn)化。
水能
自然界的瀑布、湍流、急速的河水和海浪都能做功，都具有(機(jī)械)能量。
高山流水具有水能
大海的潮汐具有水能
水流量越大，落差（上下游水位差）越大，水流能越大
水能
自然條件：
1.地形：有集水區(qū)，落差大。
2.地質(zhì)：地質(zhì)條件穩(wěn)定。
3.氣候：年降水量大（年降水量穩(wěn)定更好）。
4.河流流量大。
5.河流的含沙量小（泥沙不易淤積）。
水的勢(shì)能
水的動(dòng)能
電能
風(fēng)能
流動(dòng)的風(fēng)具有能量
風(fēng)是流動(dòng)的空氣，風(fēng)把風(fēng)箏吹到天空，也就是對(duì)風(fēng)箏做功；風(fēng)能使你做的小風(fēng)車飛轉(zhuǎn)，即對(duì)小風(fēng)車做功。所以，風(fēng)具有機(jī)械能。
優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)枯竭，利用比較簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境；
缺點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)容量小，不穩(wěn)定，變化大。
隨講隨練
1.下列關(guān)于水能和風(fēng)能的說法中，正確的是（ ）
A、流動(dòng)的河水只有動(dòng)能，沒有重力勢(shì)能；
B、風(fēng)只具有動(dòng)能，不具有重力勢(shì)能；
C、利用水能和風(fēng)能都可以做連續(xù)性的工作；
D、水能和風(fēng)能都不會(huì)污染環(huán)境
【解析】流動(dòng)的河水、風(fēng)都具有動(dòng)能和重力勢(shì)能；利用水能和風(fēng)能（不穩(wěn)定）不可以做連續(xù)性的工作；
水能和風(fēng)能都不會(huì)污染環(huán)境；
所以選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)誤，D正確。
D
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
過山車的能量轉(zhuǎn)化
1. 分析章首圖的過山車在運(yùn)動(dòng)過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。
【解析】過山車下降時(shí)速度越來越大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能；
上升時(shí)速度越來越小，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能。
乒乓球的能量轉(zhuǎn)化
2. 怎樣向地板拋乒乓球，才能使它彈跳到高于原來拋球的位置 說明這種拋法的理由。
【解析】用力向下拋出乒乓球，使球拋出時(shí)具有一定的動(dòng)能。
根據(jù)機(jī)械能守恒，乒乓球彈跳到原來的位置時(shí)仍有一定的動(dòng)能，還能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能等于乒乓球拋出時(shí)的重力勢(shì)能與動(dòng)能之和，因此能使乒乓球彈跳到高于拋出時(shí)的位置。還可以向上拋出乒乓球，理由相同。
蹦極運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化
3. 2011年蹦床世錦賽中我國運(yùn)動(dòng)員以優(yōu)異成績(jī)奪得金牌和獎(jiǎng)牌總數(shù)第一。設(shè)想有一個(gè)重物從蹦床上方某點(diǎn)下落，經(jīng)蹦床反彈后上升。請(qǐng)你說說這個(gè)過程中機(jī)械能是如何轉(zhuǎn)化的。
【解析】物體在最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最大，重物下落過程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；
重物與蹦床接觸使蹦床發(fā)生形變時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能；蹦床恢復(fù)原狀時(shí)，彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；重物離開蹦床上升過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
蹦極運(yùn)動(dòng)的能量轉(zhuǎn)化
4. 在一個(gè)罐子的蓋和底各開兩個(gè)小洞。將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過小洞用竹簽固定。做好后將它從不太陡的斜面滾下觀察有什么出人意料的現(xiàn)象。怎樣解釋看到的現(xiàn)象
【解析】觀察到罐子滾下斜面后會(huì)再沿斜面向上滾動(dòng)。
開始時(shí)，罐子和鐵塊在重力作用下都將沿斜面向下運(yùn)動(dòng)。向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，罐子滾動(dòng)，鐵塊沿斜面向下做直線運(yùn)動(dòng)且相對(duì)罐子靜止。由于罐子和橡皮筋捆綁在一起，在罐子和鐵塊的共同作用下，橡皮筋會(huì)被卷緊，它的彈性勢(shì)能持續(xù)增加。當(dāng)橡皮筋卷緊到一定程度時(shí)，整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)速度將會(huì)減小。當(dāng)罐子和鐵塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為橡皮筋的彈性勢(shì)能時(shí)，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。此時(shí)，橡皮筋要恢復(fù)原狀，其彈性勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為罐子的動(dòng)能，所以罐子會(huì)再沿斜面向上滾動(dòng)。
思維導(dǎo)圖
課堂總結(jié)
視頻總結(jié)
類型1:動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
跳水運(yùn)動(dòng)是奧運(yùn)會(huì)的正式比賽項(xiàng)目，我國運(yùn)動(dòng)員在該項(xiàng)目上一直處于國際領(lǐng)先地位。比賽中，跳水運(yùn)動(dòng)員騰空跳起向上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后再向下落人水中，若不計(jì)空氣阻力，在整個(gè)空中運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)員的（ ）。
A. 動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)能先增大后減小；
B. 動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能先增大后減小；
C. 動(dòng)能先減小后增大，重力勢(shì)能先減小后增大；
D. 動(dòng)能先增大后減小，重力勢(shì)能先減小后增大
歸類練習(xí)
類型1:動(dòng)能與重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
【解析】（1）不計(jì)空氣阻力，機(jī)械能守恒；
（2）跳水運(yùn)動(dòng)員從騰空跳起向上運(yùn)動(dòng)后再向下落入水中，整個(gè)過程質(zhì)量不變，高度先增大后減小，重力勢(shì)能先增大后減小；
（3）跳水運(yùn)動(dòng)員從騰空跳起向上運(yùn)動(dòng)后再向下落入水中，質(zhì)量不變，速度先減小再增大，所以動(dòng)能先減小后增大。
故選：A。
類型2:動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個(gè)小球，把它們套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長(zhǎng)時(shí)小球的位置，c是小球到達(dá)最右端的位置。則小球從a運(yùn)動(dòng)到c的過程中，在______（選填“a”、“b”或“c”）位置動(dòng)能最大；從b到c的過程中，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的______，小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程機(jī)械能總量______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
類型2:動(dòng)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
【解析】[1][2][3]由題意可知，小球從a運(yùn)動(dòng)到b的過程中，彈簧的形變程度減小，其彈性勢(shì)能減小，小球的速度變大，動(dòng)能變大，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，而小球的重力勢(shì)能不變，水平桿是光滑的，整個(gè)過程不需要克服摩擦做功，所以機(jī)械能總量不變；
到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，彈簧恢復(fù)原狀，不計(jì)摩擦阻力，其彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能；
再從b運(yùn)動(dòng)到c時(shí)，彈簧被拉伸，小球的動(dòng)能再逐漸轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能，小球的動(dòng)能會(huì)變小。因此，在b點(diǎn)時(shí)小球的動(dòng)能最大。
【答案】b；彈性勢(shì)能；不變。
類型3:動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上，時(shí)刻，將一重為G的金屬小球從彈簧正上方某一髙度處靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后被彈簧彈起，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)，通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則（　　）。
A．時(shí)刻小球的動(dòng)能最大；
B．時(shí)刻小球的重力勢(shì)能最大；
C．時(shí)刻小球的機(jī)械能等于時(shí)刻小球的機(jī)械能；
D．從開始下落到第一次到達(dá)最低點(diǎn)，小球內(nèi)能的增加量小于這兩個(gè)時(shí)刻小球機(jī)械能的減少量
類型3:動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
【解析】AB．t1時(shí)刻小球剛與彈簧接觸，與彈簧接觸后，開始一段時(shí)間內(nèi)彈力小于重力，則小球仍然向下做加速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能變大，剛釋放時(shí)高度最高，重力勢(shì)能最大，故AB不符合題意；
C．t2時(shí)刻彈簧具有彈性勢(shì)能，t1時(shí)刻彈簧沒有彈簧彈性勢(shì)能，所以小球機(jī)械能變小，故C不符合題意；
D．從開始下落到第一次到達(dá)最低點(diǎn)，這兩個(gè)時(shí)刻小球機(jī)械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能增加量和小球內(nèi)能增加量，故小球內(nèi)能的增加量小于這兩個(gè)時(shí)刻小球機(jī)械能的減少量，故D符合題意。
故選D。
類型4:對(duì)機(jī)械能守恒的理解
如圖所示，2021年6月17日搭載聶海勝、劉伯明和湯洪波三名航天員的神舟十二號(hào)飛船加速升空時(shí)的情景，下列說法正確的是（　　）。
A．火箭的重力勢(shì)能變大，動(dòng)能變大，機(jī)械能不變；
B．火箭的重力勢(shì)能變大，動(dòng)能減小，機(jī)械能不變；
C．火箭的重力勢(shì)能變大，動(dòng)能變大，機(jī)械能變大；
D．火箭的重力勢(shì)能變大，動(dòng)能減小，機(jī)械能減小
類型4:對(duì)機(jī)械能守恒的理解
【解析】ABCD．物體的動(dòng)能與物體的運(yùn)動(dòng)速度和質(zhì)量有關(guān)：速度越大、質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大。火箭加速上升時(shí)，質(zhì)量不變，速度變大，所以動(dòng)能變大；
物體的重力勢(shì)能與物體的高度和質(zhì)量有關(guān)：高度越高、質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大。火箭升空，質(zhì)量不變，高度變大，重力勢(shì)能變大。物體的機(jī)械能等于動(dòng)能與勢(shì)能之和，動(dòng)能和勢(shì)能都變大，所以機(jī)械能變大。故ABD錯(cuò)誤，C正確。
故選C。

展開更多......

收起↑