第一節(jié)機(jī)械能第十章機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化知識(shí)點(diǎn)能量知1－講11.概念物體能對(duì)外做功，我們就說(shuō)這個(gè)物體具有能量，簡(jiǎn)稱(chēng)能，通常用符號(hào)E表示。例如，流動(dòng)的河水可以使水車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)，河水對(duì)水車(chē)做功，我們就說(shuō)此時(shí)河水具有能量。2.單位能量的單位與功的單位相同。在國(guó)際單位制中，能量的單位是焦耳(J)，簡(jiǎn)稱(chēng)焦。知1－講3.能量和功的關(guān)系能量大小可以通過(guò)做功多少來(lái)體現(xiàn)。能夠做的功越多，表明物體具有的能量越大。知1－講深度思考具有能量的物體是否正在做功？是否做了功？深度理解具有能量的物體可以不在做功，甚至就沒(méi)有做功。例如，拉彎的弓具有能量，但手松開(kāi)之前，弓沒(méi)有對(duì)箭做功。知1－練例1下列關(guān)于能量的敘述，不正確的是()A.彎弓射箭，弓具有能量B.高空墜物傷人，墜物具有能量C.風(fēng)吹船行，風(fēng)具有能量D.激流沖走巨石，激流沒(méi)有能量，巨石具有能量知1－練解題秘方：利用概念辨析法解答：判斷物體是否具有能量，關(guān)鍵是看物體能否對(duì)外做功。解析：弓對(duì)箭做功，墜落的物體對(duì)人做功，風(fēng)對(duì)船做功，激流對(duì)巨石做功，它們都能夠做功，都具有能量。答案：D知1－練1.關(guān)于功和能的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A.物體具有的能越多，它做的功越多B.物體具有能就一定正在做功C.正在做功的物體一定具有能D.物體能夠做功的多少與它具有的能無(wú)關(guān)C知2－講知識(shí)點(diǎn)動(dòng)能21.定義物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫作動(dòng)能。知2－講2.探究動(dòng)能大小和速度大小的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：如圖1所示，質(zhì)量相同的兩個(gè)小球分別從斜面的不同高度由靜止開(kāi)始滾下，撞擊置于水平面上的小木盒，觀察小木盒移動(dòng)距離的長(zhǎng)短。控制變量法(控制質(zhì)量相同，改變速度)。轉(zhuǎn)換法知2－講實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：由較高位置釋放的小球，推動(dòng)木盒移動(dòng)的距離長(zhǎng)。分析討論：位置越高的小球到達(dá)水平面的速度越大；小球推動(dòng)木盒移動(dòng)的距離越長(zhǎng)，表明小球的動(dòng)能越大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它具有的動(dòng)能就越大。知2－講深度思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，是探究小球的動(dòng)能還是木盒的動(dòng)能?深度理解實(shí)驗(yàn)中的研究對(duì)象是小球，即探究小球動(dòng)能大小和速度大小的關(guān)系。知2－講3.探究動(dòng)能大小和質(zhì)量大小的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：如圖2所示，質(zhì)量不同的兩個(gè)小球分別從斜面的同一高度由靜止開(kāi)始滾下，觀察小木盒移動(dòng)距離的長(zhǎng)短。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：質(zhì)量較大的小球，推動(dòng)小木盒移動(dòng)的距離長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：速度相同的物體，質(zhì)量越大，動(dòng)能就越大。知2－講4.動(dòng)能的影響因素物體動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大，物體的動(dòng)能越大。知2－講方法點(diǎn)撥小球從同一斜面的同一高度由靜止開(kāi)始滾下，到達(dá)水平面時(shí)的速度相同。知2－練為了模擬汽車(chē)超載和超速帶來(lái)的安全隱患，小明選用小車(chē)、斜面、木板、鉤碼、木塊等器材進(jìn)行了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)探究。例2知2－練解題秘方：對(duì)于以教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的探究題，必須綜合教材實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究的方法進(jìn)行分析思考。知2－練(1)實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)比較小車(chē)推動(dòng)木塊移動(dòng)距離的遠(yuǎn)近，來(lái)判斷_______(填“小車(chē)”或“木塊”)動(dòng)能的大小，這種常用的實(shí)驗(yàn)方法是_________(填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。解析：實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察木塊被推動(dòng)的距離的遠(yuǎn)近，比較小車(chē)對(duì)木塊做功的多少，從而判斷小車(chē)動(dòng)能的大小，這是轉(zhuǎn)換法的運(yùn)用。小車(chē)轉(zhuǎn)換法知2－練(2)為了研究汽車(chē)的超速問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇圖中_____、______兩圖進(jìn)行比較，得到的結(jié)論是小車(chē)的質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，則動(dòng)能越大，安全隱患越大。解析：研究超速問(wèn)題應(yīng)控制質(zhì)量相同，改變速度，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇甲、乙兩圖進(jìn)行比較。甲乙知2－練(3)為了研究汽車(chē)的超載問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選擇圖中乙、丙兩圖進(jìn)行比較，得到的結(jié)論是______一定時(shí)，______越大，______越大，安全隱患越大。解析：研究超載問(wèn)題應(yīng)控制速度相同，改變質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論：速度一定時(shí)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。速度質(zhì)量動(dòng)能知2－練2.[中考·濰坊]為探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)，利用斜面、鋼球、木塊等器材在同一水平面上進(jìn)行探究活動(dòng)。鋼球從高為h的斜面上自由滾下，在水平面上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的鋼球碰上木塊后，能將木塊撞出一段距離s，如圖所示。知2－練(1)實(shí)驗(yàn)中探究的“物體的動(dòng)能”是指_______(填字母)。A.鋼球在斜面上的動(dòng)能 B.鋼球撞擊木塊時(shí)的動(dòng)能C.木塊被撞擊后的動(dòng)能(2)若水平面是光滑的，______(填“能”或“不能”)達(dá)到探究目的。(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)木塊移動(dòng)的距離較短而不易進(jìn)行觀察和比較。對(duì)此請(qǐng)你寫(xiě)出一條改進(jìn)措施：_______________。B不能增大鋼球的釋放高度知3－講知識(shí)點(diǎn)勢(shì)能31.勢(shì)能包括重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能。(1)重力勢(shì)能：受到重力作用的物體被舉高后具有的能量。一切被舉高的物體都具有重力勢(shì)能。(2)彈性勢(shì)能：具有彈性的物體發(fā)生彈性形變能對(duì)外做功，即具有能。一切發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能。對(duì)彈簧、橡皮筋等物體而言，彈性形變?cè)酱螅矬w的彈性勢(shì)能就越大。知3－講知識(shí)鏈接形變不同于彈性形變，物體受到外力作用而發(fā)生形狀變化叫形變；如果外力撤銷(xiāo)，物體能恢復(fù)原狀，這種形變叫彈性形變；如果外力撤銷(xiāo)，物體不能恢復(fù)原狀，這種形變叫塑性形變；形變包括彈性形變和塑性形變。知3－講2.探究重力勢(shì)能和質(zhì)量、高度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：如圖4所示，將木質(zhì)小桌正立放置在細(xì)沙上。知3－講方案一：讓質(zhì)量相同的鐵塊從不同高度由靜止落下，觀察比較鐵塊對(duì)小桌做功后桌腿陷入細(xì)沙的深度。方案二：讓質(zhì)量不同的鐵塊從同一高度由靜止落下，觀察比較鐵塊對(duì)小桌做功后桌腿陷入細(xì)沙的深度。知3－講實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(1)相同質(zhì)量的鐵塊，釋放時(shí)的位置越高，小桌桌腿陷入細(xì)沙的深度越大。(2)從同一高度下落的鐵塊，質(zhì)量越大，小桌桌腿陷入細(xì)沙的深度越大。知3－講實(shí)驗(yàn)要點(diǎn)方案一：控制質(zhì)量相同，改變高度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究重力勢(shì)能和高度的關(guān)系。方案二：控制高度相同，改變質(zhì)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究重力勢(shì)能和質(zhì)量的關(guān)系。知3－講3.重力勢(shì)能的影響因素物體的重力勢(shì)能大小與物體的質(zhì)量和所處的高度有關(guān)，質(zhì)量越大、所處的高度越大，具有的重力勢(shì)能就越大。知3－練如圖5所示是“探究影響重力勢(shì)能大小因素”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。(容器中裝有細(xì)沙，A和B為實(shí)心鐵塊，A的質(zhì)量比B的質(zhì)量小)例3知3－練解題秘方：對(duì)于以教材實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的探究題，必須綜合教材實(shí)驗(yàn)的體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)探究的方法進(jìn)行分析思考。知3－練(1)由_______兩圖可探究重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，得出的關(guān)系是_________________________________________________。解析：探究重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系，需要控制物體自由釋放的高度相同，物體的質(zhì)量不同，由圖可知，乙、丙符合此條件。結(jié)論是當(dāng)高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大。乙、丙在高度相同時(shí)，質(zhì)量越大，物體的重力勢(shì)能越大知3－練(2)由甲、丙兩圖_____(填“能”或“不能”)探究重力勢(shì)能的大小與高度的關(guān)系，理由是______________________。解析：要探究重力勢(shì)能的大小與高度的關(guān)系，要控制物體的質(zhì)量相同，由甲、丙兩圖可知，A、B

的質(zhì)量不相等，因此不能探究重力勢(shì)能的大小與高度的關(guān)系。不能沒(méi)有控制A、B的質(zhì)量相等知3－練(3)本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)_______________________來(lái)判斷重力勢(shì)能大小的，這也是物理探究過(guò)程中較常用的______法。解析：在此實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察桌腿陷入細(xì)沙中的深度來(lái)比較各鐵塊重力勢(shì)能的大小，這種方法叫轉(zhuǎn)換法。桌腿在細(xì)沙中下陷的深度轉(zhuǎn)換知3－練3.在探究“物體的重力勢(shì)能與高度、質(zhì)量是否有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，小明準(zhǔn)備了四塊相同的花泥，兩個(gè)體積相同但質(zhì)量不同的鋼球和玻璃球(m鋼＞m玻)。(1)將鋼球、玻璃球從距花泥h1高處由靜止釋放，砸在花泥上，砸出深淺不同的痕跡，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，實(shí)驗(yàn)的自變量是_________，控制不變的量是_____________。球的質(zhì)量球釋放的高度知3－練(2)將鋼球分別從距花泥h1和h2(h1＞h2)高處由靜止釋放，砸在花泥上，砸出深淺不同的痕跡，由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論：當(dāng)______相同時(shí)，重力勢(shì)能與_______有關(guān)。質(zhì)量高度知4－講知識(shí)點(diǎn)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化41.機(jī)械能動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能。一個(gè)物體可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能。例如，空中飛行的客機(jī)具有動(dòng)能和重力勢(shì)能；瀑布中的水具有重力勢(shì)能和動(dòng)能。知4－講2.動(dòng)能和重力勢(shì)能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：如圖6所示，將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球左右來(lái)回不斷地?cái)[動(dòng)，C位置是右側(cè)最高點(diǎn)。知4－講論證思考(1)小球從A位置擺向B位置的過(guò)程中，什么能減小？什么能增加？什么能轉(zhuǎn)化為什么能？(2)小球從B位置擺向C位置的過(guò)程中，什么能轉(zhuǎn)化為什么能？論證結(jié)果(1)重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。(2)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。知4－講實(shí)驗(yàn)結(jié)論：重力勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能也可以轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，即動(dòng)能和重力勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化。知4－講3.機(jī)械能守恒大量實(shí)驗(yàn)表明：物體的動(dòng)能和勢(shì)能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的。在只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程中，機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能是守恒的。知4－講4.機(jī)械能的應(yīng)用《天工開(kāi)物》中記載了我國(guó)古代的一種水力舂米機(jī)械——水碓，如圖7所示。水碓工作時(shí)，水流推動(dòng)大輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使石錘抬高，石錘的重力勢(shì)能增大，然后石錘落下，石錘的重力勢(shì)能又轉(zhuǎn)化為石錘的動(dòng)能，再對(duì)下面的米做功。知4－講知識(shí)拓展生產(chǎn)、生活中因各種阻力的存在，動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化中，機(jī)械能總和往往會(huì)逐漸減小，即機(jī)械能不守恒。知4－練下列四個(gè)情境中，屬于動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的是()A.滾擺下落 B.踩板下滑C.秋千上擺 D.彈簧拉車(chē)?yán)?知4－練解題秘方：機(jī)械能轉(zhuǎn)化方向是由減少的那種能轉(zhuǎn)化為增加的那種能。解析：滾擺下落的過(guò)程是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；踩板下滑的過(guò)程是重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；秋千上擺的過(guò)程是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；彈簧拉車(chē)的過(guò)程是彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為車(chē)的動(dòng)能。答案：C知4－練4.[中考·安徽]在射箭比賽中，運(yùn)動(dòng)員釋放弓弦將箭射出，弓弦的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為箭的_______能。動(dòng)知4－練[中考·呼和浩特]如圖8所示，海天同學(xué)將小球由a點(diǎn)靜止釋放，小球在管道內(nèi)沿abcd運(yùn)動(dòng)，ab段和bc段內(nèi)壁光滑，cd段內(nèi)壁粗糙，a點(diǎn)略高于c點(diǎn)，b點(diǎn)與d點(diǎn)等高。例5知4－練下列說(shuō)法正確的是()A.從a到c的過(guò)程中，小球重力勢(shì)能不變B.小球在c、d兩點(diǎn)的動(dòng)能可能相等C.從a到d的過(guò)程中，小球運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能最大D.從a到d的過(guò)程中，小球機(jī)械能守恒知4－練解題秘方：小球從a