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12.1
机械能—学案
知识点一：
一．能
1．能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。
（1）能量是表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用做功的多少来衡量。
（2）一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，它并没有做功，也不一定要做功，但是它一从山上滚下来，能量是无比巨大的。
2．能量的单位
能量的单位是焦耳（J），常用的单位还有千焦（kJ），1kJ=1000J
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二．动能
1．动能的概念：物体由于运动而具有的能量。
举例：风吹着帆船航行，风对帆船做了功；急流的河水把石头冲走，水对石头做了功；运动着的钢球打在木块上，把木块推走，钢球对木块做了功。
2．决定动能大小的两个因素
决定动能大小的两个因素是物体的质量和运动速度。（1）当质量一定时，速度越大，动能越大；（2）当速度一定时，质量越大，动能越大。
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三．重力势能
1．重力势能的概念：物体由于被举高而具有的能量
举例：人们在打桩时，先把重锤高高举起，重锤落下就能把桩打入地里；在高空中的铅球落到地上，能在地上打出一个小坑；从上面的例子可以看出，被举高了的物体也可以对外做功，所以也具有能量。物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。
注意：因为物体所处的高度具有相对性，所以物体具有的重力势能大小也具有相对性。如无特别指明，今后提到的重力势能都是相对于地面而言的。
2．决定重力势能大小的因素
决定重力势能大小的因素是物体的质量和被举的高度。（1）质量一定时，物体被举的高度越大，重力势能越大；（2）物体被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大。
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四．弹性和弹性势能
1．弹性势能的概念
发生弹性形变的物体能够对外做功，所以也具有能量。我们把发生弹性形变的物体具有的能量叫做弹性势能。
举例：a．射箭运动员把弓拉弯，放手后被拉弯的弓能把箭射出去；b．压缩的弹簧能将压在它上面的物体弹出去。
2．决定弹性势能大小的因素
决定弹性势能大小的因素是物体弹性形变的大小和它本身的性质，对同一个弹性物体，它发生的弹性形变越大，具有的弹性势能也越大；但对不同的弹性物体，其弹性势能的大小除与它的弹性形变的大小有关外，还与它本身的性质有关。如用不同种类的弹簧枪射击，在弹簧被压缩的程度相同时，子弹被射出的距离却不同。
★★重难点和易错点
1．动能和势能
物体由于运动而具有的能量称为动能，动能的大小与物体的质量和速度有关；
势能有重力势能和弹性势能，物体由于举高而具有的能量称为重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关；物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。弹性势能的大小与物体本身以及形变量有关。
2．动能和势能的实验
验证动能和势能的实验中涉及到控制变量法和转换法，如：
①研究动能大小是否与物体的质量有关，让小球从斜面上同一高度下落，保证与物块碰撞前的速度相等，选用质量不同的小球做对比实验，比较物块被推的远近；
②探究重力势能是否与物体高度有关，选用相同的小球从不同高度处由静止下落，观察桌子下陷的深度；
③探究弹性势能是否与弹簧的形变量有关，选用相同材质的弹簧，压缩不同的长度，观察物块被推上斜面上的高度等。
知识点二：
一．机械能
动能和势能统称为机械能。一个物体可以具有动能，又可以具有势能，动能和势能之和称为机械能。
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二．机械能守恒
动能和势能统称为机械能，动能和势能可以相互转化，若没有除重力和弹簧弹力以外的力做功，那么机械能的总量保持不变，称为机械能守恒。
动能和重力势能之间可以相互转化，该知识点主要有三个常见例子，考查时也常以这四个例子的形式见于试卷。
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三．注意理解功与能的区别和联系：
1．功是能量转化的量度，做功伴随着能量的转化。例如，重G的物体在下落过程中重力做功，重力势能减小；在上升过程中外力克服重力做功，重力势能增加。又如，用手将弓拉弯的过程中，人用力克服弹力做功，弓的弹性势能增加；弓将箭射出去的过程中弹力做功，弓的弹性势能减小，箭的动能增加。
2．功和能的单位相同，都是J。

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