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第十章 机械与人
第6节 合理利用机械能
引体向上的过程中有没有做功？
羊角锤有没有对钉子做功？
手举起哑铃时有没有对哑铃做功？
为什么能够做功？
一、能量
1、物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
3、单位：焦耳；J（与功单位相同）
2、实质：物体做功的过程就是能量的转移或转化的过程。
*具有能量的物体一定在做功吗？
*做功的物体一定具有能量吗？
*具有能量的物体不一定在做功。
*做功的物体一定具有能量。
风具有能量，称为风能。
电具有能量，称为电能。
水具有能量，称为水能。
二、能量分类
1、能量存在形式：机械能，内能，光能，电能，化学能，核能。
2、在一定条件下，不同形式的能量可以相互转化。
新民晚报 195次列车飞出的一只 馒头
1992年6月10日
沈阳开往上海的的195次列车经过上海分局管辖的沪宁线103K区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工×××的鼻梁上，当场将其击昏。
运动的物体能不能对外做功？有没有能量？
1、物体由于运动而具有的能量称为动能。
三、机械能
（1）动能大小与质量和速度有关。
动能大小可能与速度有关；
动能大小可能与质量有关。
探究：物体动能的大小跟那些因素有关？
（2）实验与观察：
（1）猜想与假设：
（2）质量相同时，物体的速度越大，动能越大。
＊小球释放的高度不同，到达水平面的速度就不同。
（3）物体的速度相同时，质量越大，动能越大。
＊小球释放的高度相同，到达水平面的速度就相同。
*为什么要对机动车的行驶速度进行限制？
质量不变时，速度大，动能大，产生破坏的能力大。
目前鸟撞飞机是威胁航空安全的重要因素之一，自1988年以来，由于鸟击引起的坠机事故已经造成219人死亡。
不久前，一架隶属于土耳其航空公司的波音 737-800 客机在从伊斯坦布尔到内夫谢希尔的路上，遭遇了鸟类撞击。
结果就成了图上的模样：机鼻已经完全凹陷！
2、物体由于被举高而具有的能量称为重力势能。
（1）重力势能与质量和被提升的高度有关。
m
m
2m
A
B
C
（2）质量相同时,物体被举得越高重力势能越大
（3）被举高度相同时,物体的质量越大重力势能越大
3、物体由于弹性形变而具有的能量称为弹性势能。
*弹性势能与弹性形变程度有关。
正在起飞的飞机具有什么能？
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
三、机械能
1.动能，重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.一个物体可同时具备动能和势能，动能和势能可以相互转化。
小球从高处滚下的过程能量有没有发生转化？
不计摩擦时，能量会不会减少？
四、机械能守恒
1.只有动能和势能相互转化时，机械能总和保持不变，称为机械能守恒。
＊不计空气阻力时，单摆会一直运动下去。
＊下降时，重力势能转化为动能。
＊上升时，动能转化为重力势能。
卫星在太空飞行时，机械能守恒。
＊在近地点时，重力势能小，动能大。
＊在远地点时，重力势能大，动能小。
2.机械能守恒是一种理想化情况。（条件为忽略摩擦力、不计空气阻力，绝对光滑等）
四、机械能不守恒
1.物体受阻力作用时，机械能不守恒。
（如考虑摩擦力、考虑空气阻力，接触面粗糙等）
＊滑滑梯如果强调光滑，则机械能守恒。
＊滑滑梯如果不光滑，则机械能不守恒。
2、有重力或弹力以外的力对物体做功时。
＊汽车加速时，牵引力做功，动能增加，机械能增加
＊降落伞匀速降落时，重力势能减小，动能不变，机械能减小
蹦极过程中存在哪些能量的转化？
你能说出蹦极时人的机械能变化情况吗？
（1）只要是弹簧就具有弹性势能 。（ ）
（2）在高空飞行的小鸟，只具有动能。（ ）
（3）速度大的物体动能一定大。（ ）
（4）用细线挂在天花板上的物体，没有做功，但它也具有能量。（ ）
（5）运动的物体一定具有动能。（ ）
（6）二楼的东西一定比三楼的东西重力势能小。（ ）
×
×
×
√
√
×
例：判断题
例：判断下列说法正确的是( )
A、速度大的球一定比速度小的球动能大
B、同一辆车运动速度越大动能就越大
C、子弹的速度比火车的速度大，所以子弹动能就比火车动能大
D、平直公路上匀速行驶洒水的洒水车动能不变
B
例：一架沿竖直方向上升的直升机，它具有(　 )
A．动能 B．重力势能
C．弹性势能 D．动能和重力势能
D
例：某同学骑自行车上坡时，速度越来越慢，则车和人的（ ）
A、动能变大，重力势能变大
B、动能变小，重力势能变小
C、动能不变，重力势能不变
D、动能变小，重力势能变大
D
例：“神舟五号”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的“飞天梦”，返回舱减速着陆过程中，航天英雄杨利伟的( )。
A．动能增加，重力势能减少，机械能不变
B．动能不变，重力势能减少，机械能减少
C．动能减少，重力势能不变，机械能减少
D．动能减少，重力势能减少，机械能减少
D
例：如图是跳水运动员跳板跳水时的情景，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则在整个过程中（ ）
C
A.运动员的动能一直增大，
机械能不变
B.运动员的重力势能一直减小，机械能减小
C.运动员的动能先减小后增大，机械能不变
D.运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大
3.如图所示，置于斜面顶端a的物体，分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三 个位置时，若不计摩擦和空气阻力，则比较它们动能的大小，正确的是（ ）
A、b点的动能大
B、c点的动能大
C、 d点的动能大
D、三点的动能一样大
D
随堂训练
例：用滑轮组将重400 N的物体提高3 m，已知滑轮组的机械效率是80％，则总功、额外功分别为( )
A.300 J、1 500 J B.1 500 J、300 J
C.1 200 J、1 500 J D.1 500 J、1 200 J
B
例：某建筑工地的工人师傅用图所示的滑轮组提升质量为72kg的重物A，动滑轮重120N，物体A以0.1m/s的速度沿竖直方向匀速上升了20s，不计绳重和摩擦，取g =10N／kg
求：（1）拉力20s做了多少功？
（2）拉力做功的功率是多少？
（3）滑轮组的机械效率是多少？
1680J
84w
85.7%

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