机械发条NO4:第四节 机械能及其转化
学习目标
(2) 能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象 (3) 通过自制单摆,进行观察和实验认识动能和势能的转化过程 【预习生成】
1.动能是 ,动能的大小与物体的 和 有关,通过改变 可以改变质量一定的物体的动能。
2.重力势能是 ,重力势能的大小与物体的 和 有关。重力势能大小的变化由 确定。
3.弹性势能是 ,弹性势能的大小与 和发生弹性形变的 有关。
4.将一个乒乓球向上抛出去,乒乓球离手时的速度最大,此时的动能___________。在上升过程中,乒乓球的质量 ,速度____ _____,因而动能__________,但高度在增加,因而重力势能__________。当达到最高点时,乒乓球的速度为_________,动能也为_________,重力势能达到最大,所以在上升过程中乒乓球的________能转化为_________。从最高处下落时,速度越来越__________,动能越来越__________,由于高度不断减小,所以重力势能也不断____________。所以,在下降过程中乒乓球的_________能转化为__________能。
【新知探究】
阅读教材P117~118页想想议议,完成下列问题。
【合作探究一】动能和重力势能的相互转化
滚摆实验:
⑴在滚摆位于最高点时,它的速度为 、高度 ,此时动能 势
能 (填“最大”或“最小”)
⑵在滚摆位于最低点时,它的速度 ,高度 ,此时动能
势能 。(填“最大”或“最小”)
⑶在滚摆运动的过程中,下降的过程中动能 势能 。在上升过程中滚摆的动能 ,势能在 。(填“增大”或“减小”)。
2.人造卫星中的能量转化
人造卫星在近地点时, 能最大, 能最小,在远地点时, 能最大, 能最小,当人造从近地点向远地点运动时, 能减小, 能增大, 能转化为 能。当从远地点向近地点运动时, 能增大, 能减小, 能转化为 能,在运动过程中卫星在不同点的机械能 。(填相同或不同)
3.单摆
把绳的一端拴一个橡皮(或小球),另一端悬于固定点,用手把小球拉到A点后松开,小球便摆动起来,在摆动过程中。小球的重力势能在________点最大,在________点最小;小球的动能在________点最大,在________点最小,从A到B是 能转化为 能,从B 到C 是 能转化为 能。
【结论一】动能是物体运动时具有的能量,重力势能是物体 由于被举高而储存的能量,二者可以相互转化。
【合作探究二】动能和弹性势能的相互转化
1.小球从斜面上滚下的过程中, 能转化为 能,与弹性钢片碰撞的过程中, 能转化为 能。在弹性钢片恢复形变的过程中, 能转化为 能,在小球滚上斜面的过程中, 能转化为 能。若不计摩擦,整个过程中的机械能 。
2.篮球下落过程中, 能转化为 能,球发生形变的过程中, 能转化为 能,球恢复形变的过程中, 能转化为 能,球上升过程中 能转化为 能。
【结论二】动能和弹性势能也可以相互转化
知识点:动能和势能统称为机械能。动能是物体运动时具有的能量,势能是物体存储着的能量,动能和势能可以相互转化。
如果只有动能和势能相互转化,不存在向第三种能量的转化,机械能的总和保持不变。或者说机械能是守恒的。
【达标检测】
1.下列物体具有何种形式的机械能:被举高的重锤具有 ;正在爬坡的汽车具有 ;钟表里被卷紧的发条具有 .
2.如果只有 ,机械能的总和保持不变.
3..皮球从某一高度释放,落地后反弹上升,上升的最大高度比释放时的高度低一些,皮球上升时重力势能 ,皮球在整个运动过程中的机械能 .(填“增加”、“减小”或“不变”)
4..为了使快速降落的“神舟"七号返回舱安全着陆,返回舱在距离地面几米处,向下迅速喷出高温高压气体。从开始喷气到安全着陆,返回舱的 ( )
A.动能增大,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.动能减小,重力势能增加,机械能不变
D.动能减小,重力势能减少,机械能减少
5. 如图所示,把一个金属小球用细线悬挂起来,将小
求拉到A点,然后放开,小球在从A点运动至B点的过程中, 能转化为 能.
6.如图所示,小球由静止从轨道最高处的A点滚至最低处的
B点时,下列说法中正确的是( )
A.小球在A点时只有动能,没能重力势能
B.小球在A点时只有重力势能,没有动能
C.小球从A点到B点的过程中,动能转化为重力势能
D.小球从A点到B点的过程中,机械能增加
【巩固提升】
1.下列物体具有哪种能?
(1)推出去的铅球,落地具有 (2)正在上坡的自行车具有
(3)被拦河坝拦住的河水具有 (4)在跳台上准备跳水的运动员,具有
(5)钟表里卷紧的发条具有 (6)从膛里射出的子弹具有 。