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第二课时动能和势能的相互转化体验动能和势能的转化活动1:让小球从A点由静止滚下,观察小球的运动情况。活动2:给玩具虫上紧发条。(1)活动1中,小球在A点位置最高,运动到B点速度,运动到C点速度为,到达最高高度。(2)活动2中,给玩具虫上紧发条,它具有能,放手后玩具虫运动起来,它具有能。提示:(1)最大0(2)弹性势动动能和势能是如何相互转化的?探究动能和势能的转化结合“体验”,思考以下问题:1.由“体验”猜想,动能和势能可以相互转化吗?参考答案:可以。2.由滚摆、单摆、蹦蹦杆中能量大小的变化,思考以下问题:(1)滚摆在上升过程中,动能,重力势能,滚摆在下降过程中,动能,重力势能。说明了能和能可以相互转化。提示:滚摆在最高点时速度为零,动能为零,相对高度最大,重力势能最大;到达最低点时速度最大,动能最大,相对高度最小,重力势能最小。从最高点到达最低点的过程中,重力势能转化为动能;从最低点到达最高点的过程中,动能逐渐转化为重力势能。参考答案:减小增大增大减小动重力势(2)单摆中的小球由A到B的过程中动能,重力势能,由B到C中,动能,重力势能,说明了能和能可以相互转化。提示:小球从A点运动到B点,重力势能减小,动能增大,到达B点时动能最大,重力势能转化为动能。从B点上升到C点的过程中,动能逐渐减小,重力势能逐渐增加,动能转化为重力势能。说明了动能和重力势能可以相互转化。参考答案:增大减小减小增大动重力势(3)蹦蹦杆在下压过程中,动能,弹性势能,蹦蹦杆在上弹过程中,动能,弹性势能,说明了能和能可以相互转化。提示:蹦蹦杆在下压时,弹簧形变程度变大,弹性势能增大,动能减小,动能转化为弹性势能。蹦蹦杆在跃起时,弹簧形变程度变小,弹性势能减小,动能增大,弹性势能转化为动能。参考答案:减小增大增大减小动弹性势3.议一议:(1)为什么摆球每次上升达到的高度都比前一次要低些?参考答案:这是由于摆球受空气阻力的作用,摆球在运动过程中克服阻力做功,机械能转化成了其他形式的能。(2)什么情况下机械能的总量保持不变?提示:在动能和势能的转化过程中,受到摩擦力和各种阻力作用,会使机械能转化成其他形式的能,使机械能减小,或其他形式的能转化为机械能,使机械能增大。参考答案:若不计摩擦和各种阻力,机械能的总量保持不变。1.动能和势能转化过程中能量的变化:动能转化为势能时,动能_____,势能_____,势能转化为动能时,动能_____,势能_____。2.不计摩擦和各种阻力,只有动能和势能的转化时,机械能总量_____。减小增加增加减小不变考点机械能的转化【典例】(2012·上海中考)下列各种情况中,属于动能转化为势能的是()A.“无边落木萧萧下,不尽长江滚滚来”B.空中匀速下降的跳伞运动员C.拧紧的钟表发条带动指针走动D.正在上升的滚摆【思路导引】解答本题的两个关键点:关键点1:判断动能和重力势能转化的关键是有没有高度、速度的改变。关键点2:判断动能和弹性势能的转化关键是有没有弹性形变、速度的改变。【精讲精析】选D。本题考查机械能的转化。A项中,树叶落下、水向下流,高度减小,重力势能减小,下落的过程中,速度越来越大,动能变大,重力势能转化为动能。B项中,跳伞运动员匀速下降,速度不变,动能不变,高度降低,重力势能减小,由于克服阻力做功,故减小的重力势能转化为内能。C项中,拧紧的钟表发条有弹性势能,指针运动有动能;弹性势能转化为动能。D项中,滚摆上升的过程中,速度越来越小,动能越来越小,高度越来越大,重力势能越来越大,动能转化为重力势能。故选D。【方法归纳】动能和势能的相互转化(1)动能和势能的相互转化。(2)动能和势能相互转化的分析。1.(2013·临沂中考)如图所示,人骑自行车下坡,速度会越来越快,在这过程中()A.人和车的动能保持不变B.人和车的动能增大C.人和车的动能减小D.人和车的重力势能增大【解析】选B。本题考查机械能的转化。人骑自行车下坡时,质量不变,速度会越来越大,故人和车的动能越来越大,所处的高度减小,故重力势能越来越小,所以选B。2.(2012·常州中考)把上紧发条的玩具车放置在水平桌面上,玩具车由静止开始加速跑动,此过程中玩具车能量的变化情况是()A.弹性势能减小,动能增大B.弹性势能减小,动能减小C.弹性势能增大,动能增大D.弹性势能增大,动能减小【解析】选A。本题考查机械能的转化。玩具车的发条拧紧后有弹性势能;放手后玩具车由静止开始加速跑动,动能越来越大,发条的弹性势能转化为玩具车的动能,动能增加,弹性势能减小。故选A。3.(2013·雅安中考)如图所示,铅球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是(不计空气阻力)()A.铅球由a→b时,动能逐渐增大B.铅球在b点的机械能大于a点的机械能C.铅球由b→c时,机械能逐渐减小D.铅球在c点时动能最大【解析】选D。本题考查动能、势能大小及其相互转化。铅球由a→b时,速度减小,高度增加,动能转化为重力势能,动能逐渐减小,重力势能逐渐增大(不计空气阻力),则铅球在b点的机械能等于在a点的机械能;铅球由b→c时,机械能保持不变,重力势能转化为动能,铅球在c点时动能最大,重力势能最小;故D正确。4.荡秋千是我国民间传统体育活动之一,是全国少数民族传统体育运动会上唯一只限女子参加的比赛。如图所示是选手在双人触铃比赛中的情景,在从右侧最高点荡到左侧最高点这一过程中,两位选手的()A.动能一直增大,重力势能一直减小B.动能一直减小,重力势能一直增大C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大【解析】选D。本题考查机械能的转化。从右侧最高点到最低点,重力势能转化为动能,动能增大,重力势能减小;从最低点到左侧最高点,动能转化为重力势能,动能减小,重力势能增大,D项正确。5.修拦河大坝是为了提高上游水位,增加水的能,水流下时可以获得更多的能,从而带动发电机发电。【解析】重力势能跟物体的质量和被举高的高度有关,拦河大坝把上游水位提高,使水的高度增加,从而增加了水的重力势能;水流下时,重力势能减小,速度增加,重力势能转化为动能,使水轮机转动。答案:重力势机械6.(2013·济南中考)小明学习了机械能的知识后,利用橡皮筋、木板、瓶盖等制作了如图所示的抛掷乒乓球的装置。使用时,将乒乓球装入瓶盖,用手指按下抛掷杆,这时橡皮筋被拉长(图甲),这个过程中抛掷杆相当于一个(选填“省力杠杆”“费力杠杆”或“等臂杠杆”);当松开手指时,乒乓球被抛出(图乙),这个过程中橡皮筋的转化为乒乓球的动能。【解析】本题考查杠杆的分类和机械能的转化。用手指向下按压抛掷杆的过程中,抛掷杆相当于一个省力杠杆;当松开手乒乓球被抛出后,橡皮筋的弹性势能转化为乒乓球的动能。答案:省力杠杆弹性势能7.小宇在国庆节假期和爸爸骑自行车旅游。爸爸跟他说骑自行车上坡前,要快蹬几下,增加速度,这样有利于上坡。请你给小宇解释其中的道理。【解析】本题考查了动能和重力势能的相互转化。上坡时,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增大,动能转化为重力势能。答案:上坡时,速度减小,高度增加,动能转化为重力势能。增加速度可以增大动能,上坡时动能转化成的重力势能就大,上坡较高,更省力。找找你容易错在哪里如图是小朋友玩蹦蹦床的情景,在他们游戏过程中,能量是怎样转化的?【学生自答】从高处落下,重力势能转化为动能,从床上蹦起,动能转化为重力势能。【教师点评】①优点:能正确分析重力势能与动能的转化。②错误之处:忽略了蹦蹦床发生弹性形变时能量的转化。【正确答案】能量转化有四个过程:(1)从高处落下,重力势能转化为动能;(2)从与床接触到床发生的形变最大,动能转化为床的弹性势能;(3)床恢复形变,弹性势能转化为动能;(4)上升过程,动能转化为重力势能。