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在一定条件下,动能和势能可以相互转化。在我们分析机械能的相互转化事例时,要分清楚决定机械能大小的哪个因素改变了,由此才能确定是哪一种能发生了改变。
一、生产中的机械能转化
例1 建筑工地上,打桩机在重锤下落过程中,由?摇 ?摇能转化为?摇 ?摇能。
解析:打桩机的重锤下落时,高度越来越低,重力势能越来越小,但速度越来越大,动能越来越大,因此打桩机在重锤下落过程是重力势能转化为动能。
答案:重力势 动
点拨:同一物体在机械能转化过程中,质量不变,只要知道位置(高度)的变化,即可判定重力势能的变化;同样,由速度变化判定动能的变化.动能和势能的变化是同时发生的,而且是一个增加,另一个必然减少.
二、体育运动中的机械能转化
例2 一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是( )。
A. 势能→动能→势能
B. 动能→势能→势能
C. 动能→势能→动能→势能→动能
D. 势能→动能→势能→动能→势能
解析:乒乓球在高处,由于被举高具有势能。在下落过程中,高度降低,速度增大,在撞击地面前,球的全部势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间,由于球发生形变,球的动能转化为球的弹性势能。球在恢复形变的过程中,弹性势能又转化成动能,使球产生一个反方向的速度(如不考虑能的损失,则此速度与球撞击地板前的速度大小相同),向上跳起。在上升的过程中,动能又逐渐转化成势能,直至动能为零。从下落到反跳的全过程中,经历的能量变化过程是:重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。
答案:D。
点拨:在解答同一物体的重力势能和动能之间的转化问题时,由于同一物体质量一定,所以重力势能和动能的变化,主要表现在离地面的高度与速度的大小变化上。
三、生活中的机械能转化
例3 骑自行车的人在上坡前,往往要用力蹬几下,试用能量转化的观点来说明这样做的好处。
解析:骑自行车上坡的过程是动能转化为势能的过程,上坡前用力蹬车,增大了车的速度,从而增大了车的动能;上坡过程中,这些动能转化为势能,车子就容易爬到坡顶。
点拨:用能量转化的观点解题,必须弄清题设过程中的能量变化,再根据能量变化结果,回答问题。
四、机械能守恒
例4 物体沿斜面匀速滑下时,它的( )。
A. 动能增加,重力势能减少,机械能不变
B. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
C. 动能不变,重力势能减少,机械能减少
D. 动能增加,重力势能减少,能械能减少
解析:注意物体是“匀速滑下”,说明物体运动的速度不变,所以动能不变。但随高度的降低,势能减少。因为机械能是动能与势能的统称,所以机械能由于动能不变而势能减少,因而也减少了。
答案:C。
点拨:对于一个物体(质量一定),它的动能是否变化就看它的速度是否变;它的重力势能是否变化就看它的高度是否变。
一、生产中的机械能转化
例1 建筑工地上,打桩机在重锤下落过程中,由?摇 ?摇能转化为?摇 ?摇能。
解析:打桩机的重锤下落时,高度越来越低,重力势能越来越小,但速度越来越大,动能越来越大,因此打桩机在重锤下落过程是重力势能转化为动能。
答案:重力势 动
点拨:同一物体在机械能转化过程中,质量不变,只要知道位置(高度)的变化,即可判定重力势能的变化;同样,由速度变化判定动能的变化.动能和势能的变化是同时发生的,而且是一个增加,另一个必然减少.
二、体育运动中的机械能转化
例2 一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升,在整个过程中,乒乓球机械能转化的情况是( )。
A. 势能→动能→势能
B. 动能→势能→势能
C. 动能→势能→动能→势能→动能
D. 势能→动能→势能→动能→势能
解析:乒乓球在高处,由于被举高具有势能。在下落过程中,高度降低,速度增大,在撞击地面前,球的全部势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间,由于球发生形变,球的动能转化为球的弹性势能。球在恢复形变的过程中,弹性势能又转化成动能,使球产生一个反方向的速度(如不考虑能的损失,则此速度与球撞击地板前的速度大小相同),向上跳起。在上升的过程中,动能又逐渐转化成势能,直至动能为零。从下落到反跳的全过程中,经历的能量变化过程是:重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能。
答案:D。
点拨:在解答同一物体的重力势能和动能之间的转化问题时,由于同一物体质量一定,所以重力势能和动能的变化,主要表现在离地面的高度与速度的大小变化上。
三、生活中的机械能转化
例3 骑自行车的人在上坡前,往往要用力蹬几下,试用能量转化的观点来说明这样做的好处。
解析:骑自行车上坡的过程是动能转化为势能的过程,上坡前用力蹬车,增大了车的速度,从而增大了车的动能;上坡过程中,这些动能转化为势能,车子就容易爬到坡顶。
点拨:用能量转化的观点解题,必须弄清题设过程中的能量变化,再根据能量变化结果,回答问题。
四、机械能守恒
例4 物体沿斜面匀速滑下时,它的( )。
A. 动能增加,重力势能减少,机械能不变
B. 动能不变,重力势能不变,机械能不变
C. 动能不变,重力势能减少,机械能减少
D. 动能增加,重力势能减少,能械能减少
解析:注意物体是“匀速滑下”,说明物体运动的速度不变,所以动能不变。但随高度的降低,势能减少。因为机械能是动能与势能的统称,所以机械能由于动能不变而势能减少,因而也减少了。
答案:C。
点拨:对于一个物体(质量一定),它的动能是否变化就看它的速度是否变;它的重力势能是否变化就看它的高度是否变。