中小学教育资源及组卷应用平台 11 探究机械能守恒 一、能量的相互转化 1．各种形式的能量有：电能、热能、化学能、生物能，机械能（包括动能和势能）、光能、太阳能、水能、风能、原子核能、地热能、潮汐能等。 2．能量的相互转化实质上是能量的转化和转移过程，包括“消耗能量”、“利用能量”和“获得能量”。能量的转化普遍存在，如动能转化为势能，化学能转化为电能，生物能转化为势能，电能转化为光能和热能等 。 3．能量：一个物体能够做功，这个物体就具有能量，能量的单位是焦耳（J）。 4．能量的转化和守恒定律 ①地球上大部分物质的能量直接或间接来源于太阳能， 原子核能、地热能、潮汐能等的最终来源不是太阳。 ②能量守恒定律：能既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变， 这就是能量转化和守恒定律。 5.能量转移和转化的方向性 ①能量只能从高能量的物体传向低能量的物体，而不能自发的逆向传递，这就是能量转移和转化的方向性； ②能量守恒定律告诉我们能量总量是不变的，但方向性告诉我们有些有用能量会越来越少的。根据能量守恒定律，永动机不能制造成功。 二、机械能 1．机械能：动能和势能的总和，叫机械能。 2．动能：物体由于运动而具有的能。动能的大小与物体的质量和速度有关，物体质量越大．运动速度越快，其动能也就越大。 3．势能可分为重力势能和弹性势能。 （1）重力势能是指物体由于被举高而具有的势能．它与物体的质量和物体被举高的高度 有关，质量越大．被举得越高，势发生形变能越大。 （2）弹性势能：物体由于而具有的势能，弹性形变越大，物体的势能就越大。 重要提示：1）.一切运动的物体都具有动能。 2）.物体只要被举高，就具有重力势能；物体发生弹性形变，就具有弹性势能。 4．机械能守恒定律：动能和重力势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力。机械能的总量保持不变。 5．物体的动能和弹性势能也可以相互转化。 三、典型例题 【例1】自然界中存在着多种形式的能，下面对能的叙述中不正确的是（ ） A. 贮存在食物中的能称为化学能 B. 钩码被举高后具有的能是动能 C. 声能是一种听得到的能量 D. 植物通过光合作用把光能转化为化学能 【例2】为了研究摆锤的摆动，小乐用细绳把摆锤悬挂起来，将摆锤从A点静止释放，利用频闪照相技术，拍摄摆锤在相同时间间隔的位置，如图所示。若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 从A到O的过程中，摆锤重力做功，所以机械能逐渐增大你 B. 从A到O的过程中，摆锤重力势能减小，动能不变 C. 从O到B的过程中，摆锤克服重力做功，重力势能增大 D. 摆锤在B位置时只受重力和拉力，并且是这一对平衡力 【例3】某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处0点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)下列判断正确的是( ) A. 从0点到A点再到B点过程中运动员机械能守恒 B. 从A点到B点再到C点过程中弹性绳的弹性势能先增大后减少 C. 从C点到B点再到A点过程中运动员动能先增大后减少，运动员所受重力小于F0 D. 从C点到B点再到A点过程中弹性绳的弹力一直减少，运动员所受重力大于F0 A组 基础训练 1、如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1~t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（ ） A.E1E2>E3 C.E1
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