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机械能及其相互转化
教学内容

（一） 动能和势能
1、能：物理学中一个物体能够做功，就说这个物体具有能。单位：焦耳 J
说明：具有能的物体的特点是它具有做功的潜在本领，但不一定在做功。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
2、动能：物体由于运动而具有的能，叫动能。
说明：飞行的子弹、开动着的汽车这些具有能的物体的共同点是都在运动。它们具有动能。
影响因素：物体的运动速度和质量
演示实验：研究动能的大小和什么有关。

让同一小车从斜面的不同高度处滑下，位置越高小车把木块推的越远。
让质量不同的小车从同一高度滑下，质量大的小车把木块推的远。
结论：速度越大，质量越大，动能越大。

（1）重力势能：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
影响因素：物体的质量和高度
说明：同一个重锤，举的越高，它做的功越多，
同样的高度，重锤的质量越大，做的功越多。
结论：物体的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能越大。

（2）弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
说明：拉开的弓箭，压缩的弹簧都具有弹性势能，是因为它们发生了弹性形变。

影响因素：物体的弹性形变大小
结论：物体的弹性形变越大，弹性势能越大。

4、机械能：动能和势能统称为机械能。单位：焦耳 J

说明：一个物体可以既有动能，又有势能。
例如：一个鸟在空中飞行
重点难点解析：怎样理解能量的概念？能量表示物体做功的本领，物体具有的能量越多，物体能够做的功越多。特别注意“能够”，它指的是物体具有了做功的本领，但物体不一定“正在”做功。具有能量的物体能够做功，但是否做功还要看当时的条件。

例1. 下面的物体中，只具有动能的是______；只有势能的是______；既具有动能、又具有势能的是（ ）
A. 停在地面上的汽车。
B. 在空中飞行的飞机。
C. 被起重机吊在空中静止的货物。
D. 弹簧。
E. 在水平铁轨上正行驶的火车。
例2. 体积相同的实心铜球和木球放在水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则（ ）
A. 铜球的动能小于木球的动能。
B. 铜球的势能小于木球的势能。
C. 铜球的机械能一定小于木球的机械能。
D. 铜球的机械能一定等于木球的机械能。
例3. 判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？

（1）货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小；
（2）电梯上升得越来越快；
（3）汽车在平直公路上匀速前进；
（4）弯曲的钢锯条在逐渐变直。

例4. 下列物体各具有什么形式的机械能？
（1）高速升空的火箭；
（2）被拉长的弹弓橡皮条；
（3）被水电站拦河坝拦住的上游水；
（4）竖直到达最高点的上抛小球。
例5. 体育课上所用的铅球和垒球，外形的大小很相似，当它们以同样的快慢在水泥球场上滚动时，哪一种球的动能更大些，其原因是什么？
例6. “挂在屋檐上的瓦，因为静止，没有做功，所以没有能”。这种说法对吗？
（二）动能和势能的转化
1、动能和重力势能的相互转化
演示实验1：滚摆
说明：滚摆在上升过程中，速度减小，高度增加。即物体动能减小，重力势能增大。在最高点处，物体速度减小到零，高度最大。即动能全部转化为重力势能。下降过程重力势能转化为动能。

演示实验2：单摆
A→B：重力势能转化为动能
B→C：动能转化为重力势能

例：人造卫星绕地球运行
卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化

2、动能和弹性势能的相互转化
说明：从小球开始接触弹簧片到弹簧片的弹性形变达到最大，在这个过程中小球的动能转化成弹簧片的弹性势能。从弹簧片的弹性形变最大到小球离开弹簧片，在这个过程中弹簧片的弹性势能转化成小球的动能。

例1. 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。
例2. 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，机械能减少

例3. 用一根不可伸长的细线，一端拴住一小球，另一端固定，如图所示，使小球偏离它静止时的位置O移至B点，然后释放，小球就沿弧摆动，小球从B→O→C→O→B的过程中机械能发生怎样的转化？

例4. 竖直向上抛起的石块，上升过程中，它的速度越来越小（空气的作用不计），这是为什么？

课堂练习
1、如图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 。

2、如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（ ）D
A．35J B．50J C．55J D．65J
3、如图所示的游戏中，球被传出主要表明力可以改变物体的 ________ 。中间同学在向上跃起的过程中，其质量 _______ 、重力势能 ______ （均选填“增大”、“不变”或“减小”）。运动状态，不变，增大

4、自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐_______，自行车的重力势能逐渐________。 （填“增大”、“减小”或“不变”）

5、变形的球网将球弹出去的过程中（ ）.
A. 动能转化为重力势能 B. 弹性势能转化为动能
C. 重力势能转化为动能 D. 动能转化为弹性势能

6、我们经常见到骑自行车的人在上坡之前往往要用力蹬几下，这样做的目的是（ ）.
A. 增大人和车的重力势能 B. 增大人和车的动能
C. 减小车和地面之间的摩擦 D. 增大人和车的向上的力

7、 以下说法正确的是（ ）.
A. 甲物体所处位置比乙物体高，甲物体的势能一定比乙物体的大
B. 甲物体的速度比乙物体的大，甲物体的动能一定比乙物体的大
C. 钟表里发条带动齿轮转动是势能转化为动能的过程
D. 举高的重锤，因为没有对其他物体做功，所以不具有能

8、 下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有（ ）
A. 从水坝上流下来的水
B. 汽车沿斜坡匀速向上行驶时
C. 乒乓球接触地后向上弹起时
D. 斜向上抛出的垒球，当它在上升阶段时

9、 做功是要消耗能量的，在以上情况中消耗势能的是（ ）.
A. 火箭升空
B. 卷紧的发条带动钟的指针走动

C. 电灯发光
D. 植物生长

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）