动能和势能_动能和势能的转化

动能和势能，动能和势能的转化

中考基本要求：

1．知道什么是动能、势能、机械能和弹性势能，并能举例说明。

2．知道动能、重力势能、弹性势能的大小各与什么因素有关，并能解释简单的现象。

3．理解动能和势能的相互转化，能解释有关不同形式的机械能相互转化的简单现象。

中考常考内容：

1．判断什么样的物体具有能量，判断一个物体具有何种形式的机械能。

2．比较物体具有的动能、重力势能或弹性势能的大小。

3．分析有关动能和势能间相互转化的事例。

知识要点精析：

1．功和能的关系

能是一种状态，能量的大小是状态量；而做功是一个过程，功的大小是过程量。物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式的数量，因而功和能的单位也是相同的。

2．动能及影响动能大小的因素

动能是物体由于运动而具有的能量，即物体由于运动而具有做功的本领叫做动能。

运动的物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。

3．重力势能及影响重力势能大小的因素

物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。例如：被举高的重锤，空中的飞机，阳台上的花盆等都具有重力势能。

重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体距零势能面的高度。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小。物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。

4．弹性势能及影响弹性势能大小的因素

物体由于发生形变而具有的能量叫做弹性势能。物体在外力作用下，它的形变会发生变化，称为形变。如果将对物体施加的外力撤消，物体的形变能够完全消失，恢复原状，这种形变称为弹性形变。发生弹性形变的物体有恢复原来形状的能力，具有做功的本领，因此具有能，这种能称为弹性势能。

弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。

5．动能和势能间的相互转化及机械能守恒定律在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能和其它形式的能量之间的相互转化，则机械能的总量保持不变。这就是机械能守恒定律。

6．水能和风能利用

自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源，可以用来为人类服务。

修筑拦河坝可以提高坝前上游的水位，水位越高，水的重力势能就越大。这样水从坝上落下时转化成的动能就越大，水推动坝下方的水轮机转动，水轮机又带动发电机发电，水能最终转化为电能。

利用风能做功主要是靠风车，也可以用风车的转动带动发电机发电。利用风能不会有环境污染，但风能不稳定，不像建拦河坝那样能把“风能”储存起来。

例题分析

[例1]在下面的现象中，有哪些物体做了功？

1、叉车举起货物；

2、马拉车前进；

3、水开了，水蒸汽顶起了壶盖；

4、拉弯了的弓。

判断这些现象中的物体能否做功的目的是找出功和能之间的联系。能量和功具有密切的关系，我们说一个物体能够做功，就说这个物体具有能。换句话说，具有能的物体的特点是它们具有做功的本领（这种本领可以是潜在的）。因此，叉车、马车、水蒸汽和被拉弯的弓都具有能。

例2、利用上图的装置，做下面两个实验。

1、将同一钢球从不同高度沿斜面滚下。仔细观察钢球每次滚到下端时，获得的速度是否一样？在哪种情况下，钢球将木块推得最远？

2、取质量不同的两个钢球，让它们分别从同一高度滚下，观察哪个钢球将木块推得更远？

答案：1、在第一次实验中，钢球从不同的高度滚下时，获得的速度不同。从越高的地方滚下，钢球获得的速度越大，将木块推得越远。表明速度越大，钢球具有的动能越大。

2、在第二次实验中，由于钢球从相同的高度滚下，到达底步时的速度相同。质量大的钢球将木块推得更远。表明质量越大的物体具有的动能越大。

例4、同一重锤从不同高度落下，将木桩打入地里的深度是否相同？将质量不同的重锤从同一高度落下，将木桩打入地里的深度是否相同？

答案：用同一重锤打木桩时，重锤被举得越高，下落时的速度也就越大，将木桩打入地里越深。说明，重锤被举得越高越高，对木桩做的功就越多，即它的重力势能越大。

将不同的重锤从同一高度落下时，质量大的重锤将木桩将打入地里较深。说明重锤的质量越大，对木桩做的功就越多，即它的重力势能越大。

例5、人在拉弓时，弓被拉弯的程度不同时，箭被射出去的距离是否相同？

说明：物体的弹性势能的大小是由它弹性变形的程度决定决定的。物体弹性变形越大，它的弹性势能也就越大。

第二阶

梯

例

1．关于能的概念，下列说法中正确的是（）

A、在空中飞行的小鸟，因为它能够做功，所以它具有能

B、举高的重锤，因为它处于静止状态，没有做功，所以它不具有能

C、甲车比乙车的速度大，所以甲车的动能一定比乙车的动能大

D、甲锤的高度比乙锤的高度大，所以甲锤的势能一定比乙锤的势能大

例2．火箭在大气层里加速上升的过程中，若不考虑质量的变化，其（）

A、机械能减少，内能增加

B、机械能增加，内能减少

C、机械能与内能都增加

D、机械能不变，内能增加

例3．物体在平衡力作用下，下列说法正确的是（）

A、物体的机械能一定不变

B、物体的机械能一定增加

C、物体的机械能一定减少

D、以上说法都不对

例4．如图1所示，天花板上挂一个单摆，放手后摆球沿弧来回摆动。若在点钉

一枚钉子，当摆球从点摆到点时，绳子被钉子挡住。则小球在左侧升高的高度将（）

A、高于点

B、低于点

C、与点等高

D、无法判断

例5．如图3所示，一个静止的木块，从点分别沿不同的光滑轨道、、、自由下滑，到达同一水平地面上，如果不计空气阻力，以下说法正确的是（）

A、到达地面时动能不相等，沿轨道下滑时动能最大

B、在不同的轨道上运动时，重力势能的变化相同

C、沿着不同轨道到达地面时速度大小相同

D、沿不同轨道运动时，的机械能保持不变

例6．如图4所示，把一小球从碗壁处放开，小球经点运动到点，在这一过程中，