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第3课时机械能及其转化一、动能和势能1．动能：(1)定义：物体由于运动而具有的能．(2)影响因素：速度和质量．速度：质量相同时，物体运动的速度越大，动能越大．质量：速度相同时，物体的质量越大，动能越大．2．重力势能：(1)定义：物体由于被举高而具有的能量．(2)影响因素：质量和高度．质量：被举的高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大．高度：质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大．3．弹性势能：(1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量．(2)影响因素：弹性形变程度．物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大．二、机械能及其转化1．机械能：动能和势能统称为机械能．机械能＝动能＋势能．2．机械能守恒：不计摩擦时，只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持不变．考点1动能和势能【例1】(2012年娄底)图15－3－1所示的是“探究动能的大小与哪些因素有关”的实验：图15－3－1(1)用质量不同的A、B两个小球(mA＞mB)碰撞静止在同一水平面上的纸盒．实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时________相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较A、B两个小球的________的大小．(2)将甲、乙实验比较可知，小球动能的大小与小球的________有关；将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的________有关．(3)本次实验采用了物理学最常用的一种实验方法，叫_______________．思维点拨：动能的决定因素有两个：质量和速度．对于这类多因素问题应结合控制变量法进行分析．通过比较纸盒被推动的距离的长短来判断小球动能的大小，这是一种转换的方法．答案：(1)速度动能(2)速度质量(3)控制变量法1．为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图15－3－2所示的实验．图15－3－2(1)实验中通过观察________来判断物体重力势能的大小．(2)要探究重力势能的大小与高度的关系应选择______和______进行分析比较．(3)乙和丙探究的问题是_____________________________.答案：(1)方桌陷入沙中的深浅(2)甲乙(3)高度相同时，重力势能的大小与质量的关系考点2机械能及其转化★【例2】一中学生骑自行车下坡时，不蹬脚踏板恰好匀速向下运动．在此过程中，他的动能、势能和机械能的变化情况是()A．动能不变，势能减小，机械能减小B．动能增大，势能减小，机械能不变C．动能减小，势能减小，机械能减小D．动能不变，势能减小，机械能不变思维点拨：动能的大小跟物体的质量和速度有关，重力势能的大小跟物体的质量和高度有关．由他恰好匀速向下运动，可知速度不变、高度减小，从而判断出动能和势能的大小变化．再结合机械能＝动能＋势能，可以判断出机械能的大小变化情况．答案：A2．“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开)降落伞减速，以便安全着陆．在返回舱减速下降的过程中(A．动能不变，势能减小，机械能不变B．动能不变，势能减小，机械能减小C．动能减小，势能减小，机械能减小D．动能增大，势能减小，机械能不变答案：C1．(2012年广州)图15－3－3的剪刀剪纸的机械效率为80%，这表示()A．若动力是1N，则阻力是0.8N图15－3－3B．若阻力是1N，则动力是0.8NC．若动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸D．若动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸答案：D2．(2012年广州)把篮球抛向空中，忽略空气阻力，下列哪个图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能(E)与篮球离地高度(h)的关系()解析：由于忽略空气阻力，所以篮球的机械能守恒，不论在哪个高度，机械能是不变的．答案：A3．(2012年广东)图15－3－4是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动到Q点．在此过程中，动能先变______后变______，重力势能______________．图15－3－4答案：大小先变小后变大4．(2012年茂名)如图15－3－5所示，工人通过滑轮组使重600N的箱子以0.4m/s的速度从地面升到12m高的五楼上．求：(1)若箱子平放时与楼板的接触面积为0.15m2，箱子对楼板的压强为多大？(2)工人吊起箱子的过程中做的有用功是多少？(3)若滑轮组的机械效率为80%，则工人做功的功率为多少？图15－3－5箱子对楼板的压强为p＝＝(3)箱子上升所用的时间为t＝＝W有用7.2×103JW总9×103J解：(1)箱子对楼板的压力为F＝G＝600NFS600N0.15m2＝4×103Pa.(2)工人对箱子做的有用功为W有用＝Gh＝600N×12m＝7.2×103J.h12mv0.4m/s＝30s.根据η＝W有用W总得拉力做的总功W总＝＝η80%＝9×103J拉力的功率为P＝＝t30s＝300W.5．(2011年广州)用图15－3－6甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N，绳重和摩擦力不计，则()图15－3－6A．手的拉力：F甲＝F乙；机械效率：η甲＝η乙B．手的拉力：F甲＜F乙；机械效率：η甲＜η乙C．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＜η乙D．手的拉力：F甲＞F乙；机械效率：η甲＞η乙答案：D6．(2011年河源)下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是()A．跳伞运动员在空中匀速下落的过程B．热气球上升的过程C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程D．铅球自由下落的过程答案：D7．(2011年广东)在水平地面上，工人用100N的水平推力推动重150N的箱子，4s内前进了6m，在这个过程中，木箱所受重力对木箱做功为_______J，工人对木箱做功为_______J，箱子运动的平均速度为________m/s.答案：06001.5