初三物理知識點公式總結技巧?總複習:機械能及其轉化,今天小編就來說說關于初三物理知識點公式總結技巧?下面更多詳細答案一起來看看吧!
總複習:機械能及其轉化
【考綱要求】
1、知道動能、勢能、重力勢能及彈性勢能;
2、理解動能及大小的決定因素,重力勢能及大小的決定因素,彈性勢能及有關的決定因素;機械能守恒;
3、掌握探究動能及大小的決定因素,重力勢能及大小的決定因素,彈性勢能及有關決定的因素;動能和勢能可以相互轉化。
【知識網絡】
【考點梳理】
考點一 、動能、勢能、機械能
1.動能
物體由于運動而具有的能,叫做動能;動能的大小與質量和速度有關。物體的速度越大,質量越大,則它的動能越大。
要點诠釋:
(1)一切運動的物體都有動能。
(2)動能是“由于運動”這個原因而産生的,一定不要把它理解成“運動的物體具有的能量叫動能”。例如在空中飛行的飛機,不但有動能而且還具有其它形式的能量。
2.重力勢能
物體由于高度所決定的能,叫做重力勢能;重力勢能的大小與質量和高度有關。物體的質量越大,被舉得越高,則它的重力勢能越大。
要點诠釋:
(1)一切被舉高的物體都有重力勢能。
(2)重力勢能是“被舉高”這個原因而産生的,一定不要把它理解成“被舉高的物體具有的能量叫重力勢能”。例如在空中飛行的飛機,不但有重力勢能而且還具有其它形式的能量。
3.彈性勢能
物體由于發生彈性形變而具有的能量,叫做彈性勢能;彈性勢能的大小與彈性形變的程度有關。
要點诠釋:
(1)一切發生彈性形變的物體都有彈性勢能。
(2)彈性勢能是“由于發生彈性形變”這個原因而産生的,一定不要把它理解成“發生彈性形變的物體具有的能量叫彈性勢能”。
4.機械能
動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。
考點二、動能和勢能之間的相互轉化
1、在一定的條件下,動能和重力勢能之間可以相互轉化。如将一塊小石塊,從低處抛向高處,再從高處下落的過程中,先是動能轉化為重力勢能後,後來又是重力勢轉化為動能。
2、在一定的條件下,動能和彈性勢能之間可以相互轉化。如跳闆跳水運動員,在起跳的過程中,壓跳闆是動能轉化為彈性勢能,跳闆将運動員反彈起來是彈性勢能轉化為動能。
3、機械能守恒。如果一個過程中,隻有動能和勢能相互轉化,機械能的總和就保持不變。這個規律叫做機械能守恒。
【典型例題】
類型一、基礎知識
1、如圖是高速公路避險車道示意圖。當高速行駛的汽車出現刹車失靈時,可通過進入避險車道快速降低車速直至停止。避險車道的作用是降低汽車因高速行駛而具有的哪種能量帶來的危害( )
A.動能 B.勢能 C.内能 D.電能
【思路點撥】(1)動能的大小與物體的質量和速度有關,物體的重力勢能的大小與物體的質量和高度有關;(2)動能和重力勢能間可以相互轉化。
【答案】A
【解析】當汽車高速行駛時,其速度非常快,動能非常大,若汽車出現刹車失靈,即在發生交通事故時,其能對外做的功多,造成的危害非常大,故該情況下可以進入避險車道,見題目中的插圖,即讓汽車的動能轉化為重力勢能,故可以快速的降低車速,避免交通事故的發生。
【總結升華】知道動能和勢能大小的影響因素,并能結合其能量的轉化解釋實際問題是解決該題的關鍵。
2、為了研究動能的大小與哪些因素有關,教材中設計了“小鋼球撞木塊”的實驗(如圖所示)讓靜止的小鋼球從斜面滾下,觀察木塊被推動的距離。關于該實驗的說法中,不正确的是( )
A.該實驗的設計思路是采用轉換法,用木塊移動的距離來表示動能的大小
B.該實驗研究的基本方法是控制變量法,如分别控制小球滾下的高度、小球的質量等
C.在實驗器材的選擇時,可以不考慮斜面的光滑程度,被撞木塊的質量和軟硬等因素
D.實驗過程中,讓同一小球從不同高度落下,目的是為了讓小球獲得不同的運動速度
【思路點撥】動能的決定因素有兩個:質量和速度,在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”時,應該利用控制變量法的思路,去分析解決;鋼球把木塊推出的距離長,說明動能大這是一種轉換的方法。
【答案】C
【解析】A、球的動能是從木塊被推出的距離看出的,這裡采用了轉換法的思想,故該選項說法正确;
B、球的動能與質量和速度都有關系,根據控制變量法,如分别控制小球滾下的高度、小球的質量等;故該選項說法正确;
C、斜面的光滑程度影響小球滾下的速度,木塊的質量和軟硬影響碰撞的程度,所以在實驗器材的選擇時,考慮斜面的光滑程度,木塊的質量和軟硬等因素,故該選項說法不正确;
D、讓球滾到水平面上時獲得的速度與球在斜面上的高度有關,同一小球從不同高度落下,目的是為了讓小球獲得不同的運動速度,故該選項說法正确。
【總結升華】本題全面地考查動能的大小與哪些因素有關,解答時注意多因素問題時需要運用控制變量法,反映動能多少時運用了轉換法。
舉一反三:
【變式】在探究“動能的大小與質量的關系”的實驗中,記錄數據如下。下列說法正确的是:( )
小球質量m/g
10
20
30
木塊移動距離s/cm
8.3
16.8
25.2
A.實驗時,讓小球從斜面的同一高度自由滾下
B.小球動能的大小通過木塊移動的距離來判斷
C.物體質量越大,動能一定越大
D.實驗過程中運用了控制變量法和轉換法
【答案】ABD
3、受高空落物傷人的啟示,美軍正在研制一種名為“上帝之杖”的太空武器。“上帝之杖”實質就是高密度、耐高溫的金屬棒,它要依托太空平台的搭載,借助小型火箭助推和高空下落産生的巨大動能,對地球戰略目标實施打擊,破壞力巨大。它攻擊目标的巨大能量主要來源于( )
A.小型火箭助推動能 B.與大氣摩擦産生的能量
C.“上帝之杖”本身的内能 D.下落過程重力勢能轉化的動能
【思路點撥】解決該題需掌握以下知識:
(1)動能大小的影響因素:質量、速度.質量越大,速度越大,動能越大;
(2)重力勢能大小的影響因素:質量、被舉得高度.質量越大,高度越高,重力勢能越大;
(3)在發生能量轉化時,減小的能轉化為增大的能。
【答案】D
【解析】“上帝之杖”在高空下落過程中,質量不變,而高度越來越小,因此其重力勢能越來越小,
但它的速度越來越快,因此動能越來越大,在下落過程重力勢能轉化為動能,它獲得的動能越大,破壞力就越強。
【總結升華】此題通過生活中發生的事件考查了影響動能和重力勢能的影響因素,以及能量間的轉化,要注意辨别。
舉一反三:
【變式】玩“過山車”是一項非常驚險刺激的娛樂活動。如圖所示,過山車時而從軌道的最低點D上升到最高點A,時而從最高點A飛馳而下。過山車在運動過程中,若不計能量損失,隻有動能和勢能的相互轉化。下列說法正确的是( )
A.A點機械能小于B點機械能
B.D點動能最大,A點勢能最大
C.D點動能最大,A點機械能最大
D.A點勢能最大,機械能最大
【答案】B
4、如圖所示,一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業,關于該灑水車,下列說法正确的是( )
A.機械能不變,重力勢能不變 B.機械能變小,重力勢能動能變小
C.機械能不變,動能變小 D.機械能變小,動能不變
【思路點撥】(1)動能大小的影響因素:質量和速度,質量越大,速度越大,動能越大;
(2)動能和勢能統稱為機械能。
【答案】B
【解析】(1)灑水車在不斷的灑水工程中,雖然速度是不變的,但是由于質量減小,所以動能減小。
(2)雖然在水平街道上,但是由于質量減小,所以重力勢能也會減小,所以灑水車的機械能減小。
【總結升華】掌握動能、重力勢能、彈性勢能大小的影響因素,根據影響因素能判斷動能、重力勢能和彈性勢能的大小變化。
類型二、知識運用
5、圖中,蕩秋千的小孩由最低點蕩向最高點的過程中( )
A.速度增大 B.動能增大 C.重力勢能增大 D.重力勢能轉化為動能
【思路點撥】(1)動能大小的影響因素:質量、速度;質量越大,速度越大,動能越大。
(2)重力勢能大小的影響因素:質量、被舉得高度;質量越大,高度越高,重力勢能越大。
【答案】C
【解析】小孩在蕩秋千的過程中質量不變,到達最高點時,高度最高,速度為零,重力勢能最大,動能最小,因此将動能轉化為重力勢能。
【總結升華】掌握動能、重力勢能、彈性勢能大小的影響因素,根據能量的影響因素判斷動能、重力勢能、彈性勢能大小的變化。
舉一反三:
【變式】如圖所示,小明從滑梯上下滑,在這一過程中,他的( )
A.動能轉化為重力勢能 B.重力勢能全部轉化為動能
C.機械能保持不變 D.機械能一定減少
【答案】D
6、如圖所示,小球從左端由靜止釋放,在左右擺動過程中,不計空氣阻力,則( )
A.從最高點運動到最低點的過程,一部分重力勢能轉化為動能
B.從最低點運動到最高點的過程,一部分動能轉化為重力勢能
C.左側最高點的高度大于右側最高點的高度
D.左側最高點的高度等于右側最高點的高度
【思路點撥】本題考查的知識點:
(1)物體由于被舉高而具有的能,叫重力勢能。即物體相對于參照物有相對高度而具有的能叫重力勢能。
(2)物體的動能由質量和速度決定,重力勢能由質量和高度決定,分析擺動過程中質量、速度、高度的變化,判斷出動能和重力勢能的轉化。
(3)機械能守恒的條件:隻有動能和勢能的相互轉化或者隻有重力做功,機械能才守恒。
【答案】D
【解析】A、圖中小球的重力勢能是指小球相對最低點有相對高度差産生的,小球從最高點運動到最低點的過程,質量不變,高度降到最低,相對最低點來說,高度為0,重力勢能為0,速度達到最大,動能最大,所以不計空氣阻力時,減小的重力勢能全部轉化成了動能,即當小球到達最低點時重力勢能全部轉化為動能,故A錯誤。
B、小球從最低點運動到最高點的過程,質量不變,高度升高到最高,速度變為0,所以重力勢能最大,動能最小為0,所以不計空氣阻力時,是動能全部轉化為重力勢能;故B錯誤。
C、D、小球在擺動過程中,不計空氣阻力,所以機械能守恒;左右兩側最高點的速度都為0,即動能為0,則重力勢能相同,所以兩側最高點的高度相等,故C錯誤,D正确。
【總結升華】本題考查能量轉化的有關問題;機械能守恒在初中隻是要求定性的會判斷,不要求根據機械能守恒去定量計算。注意:我們說的重力勢能一定是有相對高度的,本題的重力勢能就是指小球和最低點的相對高度差産生的。
舉一反三:
【變式】如圖所示為小球在地面彈跳的頻閃照片。根據此圖,以下分析正确的是( )
A.小球在下落時,它的重力勢能減小,動能不變
B.小球在上升時,它的重力勢能減小,動能減小
C.小球在彈跳過程中,它的高度下降,機械能減小
D.小球在彈跳過程中,它的高度下降,機械能不變
【答案】C
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