第一篇:八年级物理动能和势能课件(推荐)
教学目标
1、了解能量的初步概念。
2、知道什么是动能及影响动能大小的因素。
3、知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素。
4、能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能。
5、能用动能、势能大小的因素解释简单的现象。
6、通过演示实验、生活中的现象归纳和总结,提高学生观察、比较、想象、归纳的能力。
教材分析
本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上,直接从功和能的关系引入了能量的初步概念,不追求严密性。这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的 认识。教材列举了风、流水等能够做功,以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象,同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔。由此引出了动能的概 念,用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系,能够培养学生的观察分析能力,势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念,再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素。最后,教材给出了机械能的概念,并指出动能、势能、机械能的单位和功的单位相同,都是焦耳。
教法建议
对于能量的引入,可以从一些涉及能量的词中,知道“能”是重要概念。再联系做功的知识,列举实例如课本上的实例和演示小实验。
用学生自主学习的方法,让学生列举运动物体能做功的现象,并分析这些不同事物的相同点,进而得出运动的物体具有的能量是动能的结论。进一步用实验或多媒体资料发现动能大小的决定因素,并进而用学到的知识,即动能定义、动能大小的决定因素来分析和解释生产和生活中的现象。
对于重力势能和弹性势能的学习,也用同样的方法,可以设计与动能相同的学习框架,让学生用科学探究的方法学习,同时学生可以加深体验学习物理的方法和感觉到学习物理的乐趣。
对于机械能的学习,可以用学生阅读课本或提供给学生的阅读材料,教师进行总结,注意要用联系实际的事例使学生能够分析机械能的实际问题,并理解动能和势能统称为机械能中“统称”的含义。
教学设计示例
第一节 动能和势能
【课题】动能和势能
【重点和难点分析】动能和势能概念的建立。重力势能概念建立:由于实际看到的下落物体做功都表现为有速度的物体的做功,所以在建立重力势能概念时,要强化能够做功的物体就有能量。
【教学过程设计】
1,引入新课
由于能量和做功的概念有密切的联系,所以通过一些问题引导学生由功和能的关系理解能量的概念。提供学生思考的问题有:怎样才算做功了;功的必要条件和单位;分析具体实例引入能量的概念。
实验:演示钢球从斜面上滚下,在水平面上撞击木块,使木块移动一段距离,学生分析在碰撞过程中,做功的情况。由分析结果“钢球对木块做了功”引出能 量的概念“一个物体能够做功,我们就说它具有能量。可见在物理学中,能量和做功有密切的联系,能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多,这个物体 的能量越大。
2,新授课:动能
1),动能概念的建立
观察和分析生活中的实例:风吹动帆船航行,空气对帆船做了功;急流的河水把石头冲走,水对石头做了功,运动的钢球打在木块上,把木块推走,钢球对木块做了功。
从板图上,学生应当能够总结出“物体由于运动具有的能量称为动能”。
根据学生的具体情况,可以由学生总结结论,也可以教师帮助学生逐步的寻求共同点,得到结论。
2),动能大小的决定因素
实验步骤1:让同一个钢球在斜面的不同位置上滚下,观察小球撞击木块的现象,并分析得到的结论。
学生在观察过程中要思考的问题:钢球先后从不同高度处滚下的原因;撞击距离的远近说明了什么;做功多少说明了什么;实验结论。
分析过程:同一个钢球,原来的位置越高,滚到斜面下端时的速度越大,把木块推得越远,做的功越多,说明具有的动能越大,所以动能的大小与物体运动速度有关。
实验步骤2:观察钢球和木球在斜面的同一高度处滚下,撞到平面上的木块发生的现象,并分析实验的结论。
学生在观察过程中思考的问题:钢球和木球从斜面的同一高度处滚下的原因;撞击木块的远近说明了什么;做功多少说明了什么;实验结论。
分析过程:钢球和木球从斜面的同一高度处滚下,到达斜面底部时速度相同,钢球的质量大,把木块推得远,做功多,具有动能大,所以动能的大小还与物体的质量有关。
综上所述:物体的动能大小和物体的质量、运动速度有关。
3,新授课:势能
1)力势能概念的建立及其大小的决定因素
引导学生观察分析重锤具有做功能力,因而具有能量:重锤被举高,当下落时,能够把木桩打入地里,对木桩做功,所以它因能够做功而具有能量,我们把这种能量称为重力势能。
学生列举生活中存在重力势能的实例。并结合实例分析出物体和地面有高度差就有重力势能(可以让学生知道我们都是以地面为参考,来分析重力势能的)
学生从实例中分析重力势能的大小的决定因素,并结合实际现象分析是否有重力势能、重力势能大小比较、重力势能的变化三个方面的问题。
2),弹性势能概念的建立及其大小的决定因素
建议学习方法为学生阅读,并回答问题:什么是弹性势能;举例说明物体具有弹性势能可以做功;分析压缩弹簧被放松而做功的实例;列举并分析弹性势能大小比较和弹性势能变化的实例。
4,新授课:机械能
讲清机械能上动能和势能的统称其中统称的含义:表示动能和势能都属于机械能,即机械能有两种表示方式:动能和势能。一个物体既可以有动能也可以有势能。
【板书设计】
第二篇:动能和势能教学设计,课件设计
课题:
四、动能和势能 内容:
物体能够对外做功,表示这个物体具有能量,简称能。物体由于运动而具有的能量,叫动能;物体由于被举高而具有的能量,叫做重力势能;物体由于弹性形变而具有的能量,叫做弹性势能。重力势能和弹性势能统称为势能。目标:
1、通过实例理解动能、势能的概念。
2、通过实验,了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关并能解释简单现象。
重难点:
1、对能量概念的理解。
2、通过实验探究影响动能的因素。教学过程:
一、导入
在生活中,我们都会听过能量这一词语,但是要问到什么是能量,能量在哪里?我们便无从解释了。今天我们就一起来学习了解一下能量。
二、新课讲授
1、能量
通过子弹击穿模板,流水推舟,风吹大树摇摆等例子,体现出子弹、流水、风能对外做功,从而引出能量的概念。
让学生再举出一些物体具有能量的例子。
2、动能
通过上面学生举出的一些例子,以及教师举出的例子,总结出一些动能的例子。让同学找出它们的共同点:都是由于运动而具有的能量。,从而引出动能的概念。
3、探究:动能的大小与什么因素有关?
让同学根据生活中的经验来提出一些影响动能大小的因素。之后引导学生设计实验,并验证猜想,最后得出结论。
引导学生解释生活中的现象(交通限速的原因)
4、重力势能
让学生思考“为什么山顶的滑雪运动员从高处下滑速度越来越快?”,之后引出重力势能的概念。
5、探究:重力势能的大小与什么因素有关?
让学生自主探究,教师辅助指导。方法为分组实验讨论,之后派代表交流讨论结果,最后由教师总结,得出结论。
让学生解释为什么打桩时,把重锤举得很高?
6、弹性势能
通过弯弓射箭,网球拍击打网球等例子,引导学生思考,是那些物体做了功,这些物体通过什么方式储存能量,以及对他的分类,最后由教师总结归纳,得出弹性势能的概念。
7、能量的单位
由教师讲授,能的单位与功的单位相同,都是焦耳。并举例子说明,1N的重物,被提升1m所储存的能量就是1J。
再举出一些生活中常见的物体所具有的动能。帮助同学理解。
8、知识拓展:质量和速度哪个影响动能更大一些。(根据时间)
通过书中的小资料,对比行走的牛和步枪子弹两个例子。让学生们思考、总结得出结论。
三、总结
通过练习的方式,边练习边总结本课学习的有关能量的知识。
四、作业布置
课后习题1、3,以及练习册相关内容。
五、板书设计
四、动能和势能
一、动能
二、势能
能量:物体能够对外做功,就
重力势能:物体由于被举高而具
表示这个物体具有能量。
有的能量。
动能:物体由于运动而具有
弹性势能:物体由于弹性形变而具 的能量
有的能量。
势能:重力势能与弹性势能的统称
第三篇:动能 势能
力势能为负值。
(4)选取不同的零势面,物体的势能值是不同的,但势能的变化量不会因零势面的不同而不同。
三.重力势能的大小与什么因素有关呢?
WG=mgΔh=mgh1-mgh2
我们可以看出WG等于mgh这个量的变化。在物理学中就用这个物理量表示物体的重力势能。重力势能用EP来表示。
3.重力势能的变化和重力做功的关系 重力做功WG=Fssinθ=mgh1-mgh2 由此发现重力做功与路径无关,只跟初末位置高度有关,物体减少的重力势能仍等于重力所做的功。
4.重力做功的特点:重力所做的功只跟初始位置的高度和末位置的高度有关,跟物体的运动路径无关。
5.弹性势能:发生弹性形变的物体,在恢复原状时能够对外界做功,我们把物体因发生弹性形变而具有的势能叫弹性势能。课堂小结
【达标演练,小组展示】--小试牛刀
1、质量m=3kg的物体以v0= 5m/s的初速度竖直上抛,经过一段时间后,速度变为竖直向下的vt=4m/s,求这段时间内物体动能的变化量。
2、沿着高度相同,坡度不同,粗糙程度也不同的斜面向上拉同一物体到顶端,以下说法中正确的是:
A.沿着坡度小、长度大的斜面上升克服重力做的功多; B.沿长度大、粗糙程度大的斜面上升克服重力做的功多; C.沿长度大、粗糙程度小的斜面上升克服重力做的功多; D.上述几种情况重力做功同样多。
3、分析判断下列几种说法是否正确.(1)物体在末位置的重力势能与物体如何运动无关;(2)物体在地球表面和月球表面上的重力势能相等;
(3)一个静止的物体重力势能为负值时,说明物体无做功本领.4、起重机以g的加速度将质量为m的物体匀减速地沿竖直方向提升高度h,则4起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做功为多少?物体的重力势能变化了多少?
5、关于重力势能,下列说法中正确的是()A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定 B.物体与零势面的距离越大,它的重力势能也越大 C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能减少了 D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功
第四篇:动能和势能
人教版第十一章第三节 动能和势能教学设计
教材及课程分析: 《动能和势能》是人教版八年级物理下第十一章第三节内容。本节的知识包括动能和势能的概念,影响动能和重力势能大小的因素。授课时间为一课时。理解动能和势能,是学生初步了解能量的引路石,对整个初中关于能量的学习起着奠基的作用。能量的概念比较抽象,教材以物体是否能够做功和能做多少功为依据,帮助学生理解物体是否具有能量以及能量的多少,让学生初步体会功能关系。学情分析: 1.在前一段的物理学习中,学生对“功”有了初步认识,并会判断一个物体是否对另一个物体做功和做的功的多少,具有知识基础。学生在前面已经多次利用控制变量发和转换法研究物理问题,已具备了物理实验探究意识及方法,乐于运用身边的器材来设计实验来探究其中的物理道理,具有能力基础。学生对生活现象当中蕴含的一些物理知识颇有兴趣,这是学生学好本课知识的兴趣基础;界于这三个基础本节课的教学理应圆满。设计理念:
本节教学以课程基本理念为指导,新课程标准为依据,通过大量自然现象及实验现象,通过观察、分析、实验、运用等学习过程,让学生在情境中真实感受到能量的存在。使学生始终处于积极参与探究活动的状态中,通过直观的实践、探究活动获得知识,解决问题,充分体现了教学活动以学生为主体和注重科学探究的新课程理念。
我在设计过程中受建构主义理论的影响,力求每个环节、每个知识点都要为学生建构有意义的情景让经历从具体到抽象的过程,但是受课堂时间、空间的限制又不可能建构太多的情景,经历过多的过程。着实难以取舍,深刻反省后我觉得我们应该以辨证唯物主义为指导,全面衡量学习中的具体与抽象之间的关系。正确处理学生学习与人类学习之间的关系,不能忽视学生学习的特殊性。学生的学习主要是掌握间接经验的过程,由此它与人类认识客观世界的过程有所不同。人类认识是从实践活动开始的,而学生的学习过程则未必如此。学生既可以从实践,从学习具体经验开始,也可以从学习间接经验、现有的经验、理论、结论开始,同时补充以感性经验。而且,从教育的功能上看,间接经验的学习形式仍是主要的,学生的学习不可能事事从直接经验开始。这就要求教师在教学过程中注意把学校学习与实际生活以及学生的原有经验紧密相联。教学目标 1.知识与技能:
(1)通过做功的过程初步了解能量的概念。能判断一个物体是否具有能量。(2)知道什么是动能以及影响动能大小的因素。能判断一个物体动能的变化。
(3)知道什么是势能及影响势能大小的因素。能鉴别势能和动能,并能判断势能的大小。2.过程与方法:
通过实验探究,了解动能、重力势能的大小各与什么因素有关,并能解释简单的现象;进一步体会控制变量法在研究物理问题中的作用。3.情感态度与价值观:
通过能量的学习,进一步认识物理知识在实际生活中的作用,做到学以致用,增强学习物理的主动性;通过小组合作探究,养成交流合作的团队意识及人相处,合作的习惯。教学重点和难点
重点:通过实例理解动能的初步概念,探究影响动能和重力势能大小的因素。落实办法:通过大量的实例帮助学生理解动能的概念。通过对两则新闻报道的对比分析引导学生质疑并鼓励学生用实验的方法解决问题。难点:势能的理解。
解决办法;利用演示和启发帮助学生理解。教具
演示用:两辆外观相同玩具车(一个质量大、一个质量小)、斜面、木块 分组用:斜面、钢球、玻璃球、粉笔、橡皮筋 教法
启发法、实验探究法、合作讨论、讲授、演示 教学过程
一、情景导入
1、出示一则馒头砸晕铁路工人的报道,请同学们分析馒头砸晕工人的原因是什么。
2、再出示第二则火车吻生猪吻死一大片的新闻,请同学们分析慢速火车造成巨大破坏力的原因又是什么。
过渡:两个物体都产生了及其强大的破坏力,单独从物体的质量或速度来分析原因具有明显的局限性,这就迫使我们不得不引入新的物理量进行衡量,而且这个新的物理量还跟物体的质量和速度密不可分
二、进行新课
复习旧知:
1、观察老师推着物品移动一段距离,请问同学们老师对物体做功了没有?
2、理由是什么?现在的老师不打算再继续去做功了,请同学们分析一下老师是否具备做功的能力(板书:物体能够对外做功)
一:能量的分类(进一步理解能量并对能量进行归类)
1、根据老师出示的几个图片,判断图中所涉及物体是否具有能量并说出理由。
2、引导学生根据产生能量的方式进行对比区分,并试着对几种能量下定义。动能的产生原因是运动,产生势能的前提是力,以重力为前提的势能称之为重力势能,以弹力为前提的势能称之为弹性势能。
3、请学生列举具有动能、重力势能、弹性势能的例子,要求被点到的小组派代表不同能量各举一个实例。(加深对概念的理解)二:探究影响动能大小的因素
过渡:请大家分析两则新闻报道中质量小的馒头和慢速的火车具有什么能量?为什么具有如此巨大的动能,能否结合事例提出一个与动能有关的问题?并引导学生猜想和设计实验去解决这个问题。
思考;
1、用什么方法来比较动能的大小
2、如何验证动能与速度的关系
3、如何验证动能与质量的关系
请大家在实验之前先独立思考这几个问题,然后与组员交流意见,意见达成一致后方可进行实验。
小组展示:请完成实验的小组上台展示实验过程并总结实验结论 实战演练:路上行驶的汽车为什么要限制速度?为什么高速路上大车小车限速不同?
三、重力势能的决定因素
过渡:请同学们欣赏美景(播放悬崖峭壁上的石头的图片),请问同学们有什么感受?为什么会有这样的感受?为了避免在极端恶劣的天气下这些石头滑落导致事故,相关单位会在有潜在危险的山体上安装防滑网或者做山体护坡。说道这里我就联想到高楼建设时为了保证大楼稳固常常需要往地下打水泥桩或者钢桩,咱们用这套装置来模拟一下打桩的过程,请大家从生活经验的角度思考打桩的锤头用那个,如果没有大的怎么办?由此看来重力势能的大小与什么因素有关呢?有怎样的关系呢?
四、弹性势能的影响因素
过渡:请两位同学同学上来进行一个射击比赛,游戏规则,在一分钟内站在指定位置用皮筋把纸团射进桶内,谁射进的多谁获胜。
分析:我们指导拉开的皮筋具有弹性势能,通过这个游戏大家觉得影响弹性势能的大小与什么因素有主要关系?
总结:弹性势能与弹性形变有关。
四、练习
教师拧起一个物体,请大家思考,此时这个物体的具有什么能量,松手后物体会怎么样?在这个过程中重力势能如何变化,动能如何变化?物体撞击弹簧并不断挤压弹簧的过程中,动能如何变化?弹性势能如何变?减小的重力势能那里去了,增加的动能从何而来?所有的动能和重力势能的总量在下落过程中如何变化。引出下节课的内容。
五、作业
请大家在木板上再加一个物体使得小球能够在木板上来回滚动,并试着解释期中各种能量的变化规律。板书设计
能量:物体能够做功 动能 重力势能 弹性势能
第五篇:动能和势能
教学目标
1、了解能量的初步概念.
2、知道什么是动能及影响动能大小的因素.
3、知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素.
4、能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能.
5、能用动能、势能大小的因素解释简单的现象.
6、通过演示实验、生活中的现象归纳和总结,提高学生观察、比较、想象、归纳的能力.
教材分析
本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上,直接从功和能的关系引入了能量的初步概念,不追求严密性.这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识.教材列举了风、流水等能够做功,以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象,同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔.由此引出了动能的概念,用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系,能够培养学生的观察分析能力,势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念,再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素.最后,教材给出了机械能的概念,并指出动能、势能、机械能的单位和功的单位相同,都是焦耳.
教法建议
对于能量的引入,可以从一些涉及能量的词中,知道“能”是重要概念.再联系做功的知识,列举实例如课本上的实例和演示小实验.
用学生自主学习的方法,让学生列举运动物体能做功的现象,并分析这些不同事物的相同点,进而得出运动的物体具有的能量是动能的结论.进一步用实验或多媒体资料发现动能大小的决定因素,并进而用学到的知识,即动能定义、动能大小的决定因素来分析和解释生产和生活中的现象.
对于重力势能和弹性势能的学习,也用同样的方法,可以设计与动能相同的学习框架,让学生用科学探究的方法学习,同时学生可以加深体验学习物理的方法和感觉到学习物理的乐趣.
对于机械能的学习,可以用学生阅读课本或提供给学生的阅读材料,教师进行总结,注意要用联系实际的事例使学生能够分析机械能的实际问题,并理解动能和势能统称为机械能中“统称”的含义.
教学设计示例 第一节 动能和势能 【课题】动能和势能
【重点和难点分析】动能和势能概念的建立.重力势能概念建立:由于实际看到的下落物体做功都表现为有速度的物体的做功,所以在建立重力势能概念时,要强化能够做功的物体就有能量. 【教学过程设计】
1,引入新课
由于能量和做功的概念有密切的联系,所以通过一些问题引导学生由功和能的关系理解能量的概念.提供学生思考的问题有:怎样才算做功了;功的必要条件和单位;分析具体实例引入能量的概念.
实验:演示钢球从斜面上滚下,在水平面上撞击木块,使木块移动一段距离,学生分析在碰撞过程中,做功的情况.由分析结果“钢球对木块做了功”引出能量的概念“一个物体能够做功,我们就说它具有能量.可见在物理学中,能量和做功有密切的联系,能量反映了物体做功的本领.一个物体能做的功越多,这个物体的能量越大.
2,新授课:动能
1),动能概念的建立
观察和分析生活中的实例:风吹动帆船航行,空气对帆船做了功;急流的河水把石头冲走,水对石头做了功,运动的钢球打在木块上,把木块推走,钢球对木块做了功.
利用板图帮助学生找到不同现象的共性的内容:运动的物体能够做功,我们把它们所具有的能量称为“动能”.
从板图上,学生应当能够总结出“物体由于运动具有的能量称为动能”.
根据学生的具体情况,可以由学生总结结论,也可以教师帮助学生逐步的寻求共同点,得到结论.
2),动能大小的决定因素
实验步骤1:让同一个钢球在斜面的不同位置上滚下,观察小球撞击木块的现象,并分析得到的结论.
学生在观察过程中要思考的问题:钢球先后从不同高度处滚下的原因;撞击距离的远近说明了什么;做功多少说明了什么;实验结论.
分析过程:同一个钢球,原来的位置越高,滚到斜面下端时的速度越大,把木块推得越远,做的功越多,说明具有的动能越大,所以动能的大小与物体运动速度有关.
实验步骤2:观察钢球和木球在斜面的同一高度处滚下,撞到平面上的木块发生的现象,并分析实验的结论.
学生在观察过程中思考的问题:钢球和木球从斜面的同一高度处滚下的原因;撞击木块的远近说明了什么;做功多少说明了什么;实验结论.
分析过程:钢球和木球从斜面的同一高度处滚下,到达斜面底部时速度相同,钢球的质量大,把木块推得远,做功多,具有动能大,所以动能的大小还与物体的质量有关.
综上所述:物体的动能大小和物体的质量、运动速度有关.
3,新授课:势能
1),力势能概念的建立及其大小的决定因素
引导学生观察分析重锤具有做功能力,因而具有能量:重锤被举高,当下落时,能够把木桩打入地里,对木桩做功,所以它因能够做功而具有能量,我们把这种能量称为重力势能.
学生列举生活中存在重力势能的实例.并结合实例分析出物体和地面有高度差就有重力势能(可以让学生知道我们都是以地面为参考,来分析重力势能的)
学生从实例中分析重力势能的大小的决定因素,并结合实际现象分析是否有重力势能、重力势能大小比较、重力势能的变化三个方面的问题.
2),弹性势能概念的建立及其大小的决定因素
建议学习方法为学生阅读,并回答问题:什么是弹性势能;举例说明物体具有弹性势能可以做功;分析压缩弹簧被放松而做功的实例;列举并分析弹性势能大小比较和弹性势能变化的实例.
4,新授课:机械能
讲清机械能上动能和势能的统称其中统称的含义:表示动能和势能都属于机械能,即机械能有两种表示方式:动能和势能.一个物体既可以有动能也可以有势能. 【板书设计】
探究活动
【课题】分析玩具小车在运动过程中的能量转化 【组织活动形式】学生小组
【活动方案参考】
1、观察小车的传动结构,在上紧发条时和松开发条时的情景;思考弹性势能大小和做功多少的关系.
2、看看市场或超市中还有哪些上发条的小车.
3、观察现在流行的儿童玩具靠什么发动的. 【评价】
1、材料全班共享.
2、写出观察和分析的过程报告.
3、从网上查找的资料,要列出学习过程清单. >
有关动能和势能的例题
【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。
【分析】停在地面上的汽车没有运动,它不具有动能;因在地面上,它也没有势能。
正在空中飞行的飞机,它在运动着,具有动能;它离地面有一定的高度,又具有重力势能。
在空中静止的货物,它没有动能,只有重力势能。
弹簧在没有发生弹性形变时,它不具有弹性势能。
水平铁轨上行驶的火车,只有动能没有势能。
【解答】只有势能的是C;只有动能的是E;既有动能又有势能的是B。【说明】在确定物体具有何种能量时,应按照动能、重力势能、弹性势能的定义,分析物体是否在运动,是否被举高,是否发生了弹性形变,符合哪一种能量的定义,就确定物体具有哪一种能量。
【例2】体积相同的实心钢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。
【分析】铜球静止,没有动能,木球运动着,具有动能。铜球和木球都在水平桌面上,离地面的高度相同,但铜球的质量大于木球的质量,因此铜球的重力势能大于木球的重力势能。机械能等于物体的势能与动能之和。铜球的动能为零,但势能大;木球的动能大,但势能小。由于不知它们的具体大小,所以无法比较铜球和木球的机械能的大小。【解答】A。【说明】紧紧抓住决定动能、势能大小的因素进行分析,即可比较出物体具有动能、势能的多少。
【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。
【分析】(1)货物在上升过程中,离地面的高度增加,运动速度减小。
(2)电梯在上升过程中,离地面的高度及运动速度都增加。
(3)汽车在平直公路上匀速行驶时,其离地面的高度和运动速度都没有发生变化。
(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中,弹性形变逐渐变小。【解答】(1)货物的重力势能增加,动能减少。
(2)电梯的重力势能增加,动能增加。
(3)汽车的重力势能、动能都不变。
(4)钢锯条的弹性势能减小。
【说明】在说明动能的大小和变化时,应抓住质量和速度进行分析;说明势能的大小和变化时,应抓住质量和离地面的高度或抓住弹性形变的情况进行分析。【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。
【分析】对照动能、重力势能、弹性势能的定义,即能判断出上述物体各具有什么形式的能。
【解答】(1)高速升空的火箭,速度不为零,且高度在增加,因此具有动能和势能。
(2)被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变,具有弹性势能。
(3)被拦河坝拦住的上游水是流动的,具有功能;同时水位又被拦河坝提得较高,因此又具有重力势能。
(4)小球被竖直抛到最高点时,不再运动,速度为零,因此只具有重力势能。【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?
【分析】决定物体动能大小的因素是物体的质量和运动速度。比较铅球和垒球的质量大小,就能比较出当它们以同样大小的速度滚动时动能的大小关系。【解答】铅球的动能更大些。因为铅球和垒球的体积相似,而铅的密度较大,则铅球的质量大于垒球的质量;由于它们的运动速度大小相同,所以铅球的动能大些。
【例6】试说明水轮机的作用。
【解答】水轮机是利用水能做功代替人力劳动的机器。
【说明】自然界中的水能不便于人们直接利用,需要把水能转变成转动形式的动能,以便带动各种机器的转动。水轮机的叶轮就可以实现这种转变。
水轮机能直接带动工作机,也可以带动发电机把机械能转化为电能使用。【例7】“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?
【分析】挂在屋檐上的瓦,处于一定的高度,可视为“被举高”了,因而具有重力势能。
【解答】题中说法不对。因为一个物体具有能,只说明它能做功,但它不一定做功。所以瓦处于静止,没有做功,不能表明它不能做功,因而也就不能断言它没有能。
【说明】“做功”与“能做功”是两个不同的概念,要注意加以区分。
有关动能和势能的转化的例题