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机械能及其转化
机械能及其转化
机械能及其转化
能量
台风
河水
弓
吹弯
推动
射出
树木
水车
箭
物体能对外做功
机械能及其转化
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。（和有没有做功无关）
（1）一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
（2）能量的单位与功的单位相同，也是焦耳，符号为 J。
（3）不同的物体做功的本领也不同。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
能量
注意
动能
一切运动的物体都具有动能
不要理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。
例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
物体由于运动而具有的能
机械能及其转化
探究与动能有关的因素
结 论
思考
运动速度
风越大，帆船运动越快：动能可能与物体的运动速度有关
同样速度的自行车和汽车，碰上行人后造成的伤害不同：动能大小与物体的质量有关
猜想假设
物体质量
结 论
控制质量相同来探究动能与速度的关系；控制速度相同来探究动能与质量的关系
动能不能直接测量，我们根据被撞击木块运动距离的远近来反映钢球动能的大小
实验器材
斜面、木板、小球、木块、刻度尺
实验方法
控制变量法
转换法
木块被推得越远，说明钢球的动能越大
机械能及其转化
探究与动能有关的因素
①让质量不同的钢球从斜面的同一高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近
实验步骤
机械能及其转化
探究与动能有关的因素
实验步骤
②让同一钢球从斜面的不同的高度处由静止开始滚下，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近
机械能及其转化
探究与动能有关的因素
实验结论
运动速度相同的物体，质量越大，动能越大；
运动速度
物体质量
物体动能的大小跟物体的质量和运动速度有关；
质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；
实验需知
①降低斜面的高度，即把斜面适当放缓；②降低钢球开始滚下的高度；
1、在实验中，为什么让不同的钢球从同一高度由静止开始滚下
目的是控制不同的钢球在撞击木块时速度相同
2、在实验中，为什么让同一个钢球从不同高度由静止开始滚下
目的是控制同一个钢球在撞击木块时速度不同
3、实验中，假设平面没有阻力，会出现什么现象
木块将永远做匀速直线运动
4、在实验中，木块运动到平面的末端之外，如何解决
机械能及其转化
重力势能
在地球表面附近，物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能
2、重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。
注意
1、一切被举高的物体都有重力势能
例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验器材
铁架台、贴纸、沙子、小桌子、三块质量不同的橡皮泥（A、B、C）
实验步骤
1、如图所示，在铁架台上做标志，摆置好沙子、小桌子
2、取一块橡皮泥在第一张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
3、同块橡皮泥在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
4、同块橡皮泥在第三张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
实验猜想
重力势能与物体质量、物体所处高度有关
物体所处高度不同
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
2、取一块橡皮泥在第一张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
3、同块橡皮泥在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
4、同块橡皮泥在第三张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验结论
所以，重力势能与物体所处高度有关，质量相同的物体，高度越高，重力势能越大
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
1、取橡皮泥A在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
2、取橡皮泥B在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
3、取橡皮泥C在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
物体质量不同
质量：A机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
1、取橡皮泥A在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
2、取橡皮泥B在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验步骤
3、取橡皮泥C在第二张贴纸处由静止开始释放，观察小桌子陷入沙子的程度
机械能及其转化
探究与重力势能有关的因素
实验结论
所以，重力势能与物体质量有关，所处高度相同的物体，质量越大，重力势能越大
机械能及其转化
弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的能量
2、弹性势能是“由于发生弹性形变”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“发生弹性形变的物体具有的能量叫弹性势能”
注意
1、一切发生弹性形变的物体都有弹性势能
机械能及其转化
弹性势能
物体由于发生弹性形变而具有的能量
物体弹性势能的大小与物体的弹性形变程度和物体本身的材料等因素有关。
对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能越大。
机械能及其转化
重力势能和弹性势能
思考
重力势能和弹性势能是常见的两种势能，单位都是焦耳，简称焦，用符号 J 表示。
概念 特点 决定大小的因素
重力势能 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 一切受到重力且位于高处的物体都具有重力势能 质量、高度
弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能 弹性形变程度、材料等因素
机械能及其转化
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
机械能
一个运动的物体可以既有动能又有势能，机械能等于动能和势能的总和
机械能=动能+势能
机械能=动能+（重力势能+弹性势能）
机械能转化及守恒
动能和弹性势能的相互转化
机械能及其转化
观察滚摆的运动，滚摆的运动过程中动能与势能是如何变化的
运动阶段 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
下降段 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能
上升段 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能
动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，滚摆每次上升的高度都相同
动能和重力势能的相互转化
实验一
实验表明
机械能及其转化
动能和重力势能的相互转化
观察单摆的小球的运动速度和高度的变化情况
运动阶段 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
下降段 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能
上升段 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能
动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，单摆小球每次上升的高度都相同
实际实验时，因为摩擦及空气阻力的存在，小球和滚摆并不能完全回到初始的位置。
实验二
实验表明
机械能及其转化
动能和势能的相互转化
重力势能
弹性势能
动能
转化方式：
做功
弹力做功
重力做功
动能参与
机械能及其转化
机械能守恒
大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
机械能守恒的条件
现实生活中，由于摩擦阻力的存在，动能和势能相互转化的过程中要克服摩擦力做功，部分机械能转化为其他形式的能，机械能减少。
机械能及其转化
1、2023年5月28日，国产大型飞机C919首次商业飞行圆满成功，如图，C919正在向上爬升，此过程中下列说法正确的是（ ）
A．C919的动能增大，重力势能减小
B．随着海拔高度的增加，舱外大气压逐渐增加
C．机翼上方气流的速度较小，气流对机翼上表面的压强较大
D．机翼上方气流的速度较大，气流对机翼上表面的压强较小
D
2、如图所示是运动员在冬奥会跳台滑雪空中下落的情景，在下落过程中，运动员的重力势能逐渐___________（选填“减小”“不变”或“增大”）；若某运动员质量为60kg，在空中经1.5s下落的竖直高度为10m，则这段时间内该运动员的重力的功率是___________W。（g取10N/kg）
减小
4000
机械能及其转化
课堂练习
3、北京时间2023年5月10日，搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭，在我国文昌航天发射中心成功发射。天舟六号“快递员”给空间站携带了各类补给物资，是世界现役的上行载货能力最强的货运飞船。在火箭发射升空的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．以火箭为参照物，飞船是运动的 B．飞船携带的各类补给物资质量变小
C．飞船的重力势能变大 D．飞船的机械能不变
C
4、如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，不受空气阻力，机械能守恒，当卫星从近地点向远地点运动时，它的重力势能______（选填“减小”或“增大”），卫星在______（选填“远”或“近”）地点时重力势能最大。
增大
远
机械能及其转化
5、我国运动员全红婵，在2023年世界泳联跳水世界杯西安站女子单人10米跳台预赛中，出色地完成了“207C”动作。将其下落阶段中的一段运动简化为直线运动，其中A、B、C、D四点是她下落过程中的四个位置，相邻两点间的时间间隔为0.5s，距离如图所示。关于全红婵在此段运动过程中，下列判断正确的是（　　）
A．在AC段做匀速直线运动
B．在AC段的平均速度为5m/s
C．经过C点的速度为5m/s
D．她的重力势能一直在增大
B
机械能及其转化
6、2023年5月30日9时31分，搭载“神舟十六号”载人飞船的“长征二号F遥十六”运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，如图所示。由景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员组成的全新飞行乘组，将与“神舟十五号”乘组在空间站胜利会师。火箭发射过程中，下列说法正确的是（　　）
A．以火箭为参照物，“神舟十六号”飞船是运动的
B．火箭在加速上升过程中，运动状态发生了变化
C．火箭飞行方向改变时，受到平衡力的作用
D．加速上升过程中，“神舟十六号”飞船动能保持不变
B
机械能及其转化
7、在离桌边约20cm的地方放一枚铝质硬币，在硬币前10cm左右放置一个高度约2cm的木块，在硬币后放置一本与硬币厚度相当的笔记本。如图所示，在硬币上方沿着与桌面平行的方向用力吹一口气，硬币跳过木块。实验结果表明，在气体中，流速越大的位置，压强越________，跳起的硬币在上升过程中重力势能越来越________，下降过程中动能越来越________。
小
大
大
机械能及其转化
8、2022年5月14日，一架国产C919大飞机（如图所示）从浦东机场起飞，经过3个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是（　　）
A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大
B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，
飞行员的动能一直保持不变
C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，
飞机的机械能一直保持不变
D．飞机降落后，在水平道上滑行过程中，
飞机的动能转化为重力势能
A

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