北师大版物理九年级10.1机械能

1．能(1)能的概念一个物体能够对别的物体做功，这个物体就具有能量。

能量的单位是焦耳。

例如流动的水推动水磨时水就具有能量。

物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。

能量反映了物体具有的做功的本领的大小。

谈重点“能够做功”与“做了功”的区别“能够做功”是指这个物体具有做功的本领，但不一定“做了功”。

具有能量的物体能够做功，但是否做功还要看当时的条件。

如被举高的重锤，停在空中不动，它没有做功，但不能说它没有能量，如果重锤落下，可以把木桩打入地里而做功。

(2)能与功的关系①在物理学中，能量和功有着密切的联系，能量是反映物体做功本领大小的物理量。

能量的大小可以用能够做功的多少来衡量。

不同物体做功的本领也不同。

一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。

②能量的单位与功一致，常用单位有焦耳(J)、千瓦时(kW·h)等。

辨误区功和能的区别功和能紧密相连，但不一样。

功是过程量，能是状态量。

而且一个具有能的物体，它具有做功的本领，但它未必一定在做功！【例1】下列关于功和能的说法中，正确的是()A．具有能的物体一定在做功B．物体具有的能越大，它做的功越多C．物体做的功越多，它具有的能就越大D．物体能够做的功越多，它具有的能就越大解析：能和功有着密切的联系，一个物体能够做功，我们就说它具有能。

一个能够做功即具有能的物体，只能说明物体有了做功的本领，但并不能说明这个物体已经做了功或正在做功，故选项A是错误的；物体具有的能越大，只能说明物体能够做的功越多，但不能肯定物体已经或将做更多的功，有可能物体根本不做功，所以选项B错误；同理，不能说物体做的功越多，它具有的能越大，只能说物体能够(竭尽所能)做的功越多，它具有的能越大，所以选项C错误，选项D正确。

答案：D2．动能(1)动能的概念物体由于运动而具有的能量叫做动能。

流水、风、行驶的汽车、高速飞行的子弹等运动的物体都具有动能。

可以这么说，一切运动的物体都具有动能。

【例2－1】下列物体具有动能的是()A．放在课桌上的物理课本B．在空中飞行的子弹C．静止在山顶的石头D．挂在树枝上的苹果解析：物体由于运动而具有的能量叫做动能，一切运动的物体都具有动能，故B项正确。

答案：B(2)实验探究：影响动能大小的因素【猜想与假设】动能是物体由于运动而具有的能量，因此动能的大小可能与物体的运动速度有关。

以相同速度运动的足球和铅球，推动木块运动的距离不同，因此动能的大小也可能与物体的质量有关。

【设计实验】①所需器材质量不同的钢球、木球各一个，水平桌面，光滑斜面，木块。

②实验装置如图甲、图乙所示。

【进行实验】①把木块放在水平桌面上某一位置，让钢球从h1的高度由静止沿斜面滚下撞击木块，记下木块移动的距离s1。

②木块的位置不变，让钢球从h2的高度由静止沿斜面滚下撞击木块，记下木块移动的距离s2。

③把木块放在某一位置，让木球从高为h的地方由静止沿斜面滚下撞击木块，记下木块移动的距离s1′。

④把木块放在同一位置，让钢球从高为h的地方由静止沿斜面滚下撞击木块，记下木块移动的距离s2′。

【分析与论证】钢球从高度大的位置滚下撞击木块时，木块移动的距离远，这说明高度大的钢球对木块做功多，钢球做功的本领大，钢球的能量大；从同一高度滚下的钢球和木球，虽然到达水平面时速度相同，但钢球把木块撞击的距离远，说明钢球比木球做功的本领大，钢球比木球的能量大。

【实验结论】①质量相同时，速度越大的物体，具有的动能越大；②速度相同时，质量越大的物体，具有的动能越大；③物体的动能与物体的质量和速度有关。

质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。

物体的质量和速度都能影响物体的动能。

那么质量与速度相比，哪个对物体的动能影响更大呢？我们来看下面的小资料：一些物体的动能E/J抛出去的篮球约30跑百米的运动员约3×103行走的牛约60飞行的步枪子弹约5×103从10 m高处落下的砖块约2.5×102行驶的小汽车约2×105从以上可以看出：跑百米的运动员，尽管质量比飞行的步枪子弹大很多，但动能与飞行的子弹相比还要小得多。

看起来速度对动能的影响比质量对动能的影响要大。

为什么在同样的道路上，不同车型的限制车速不一样？机动车行驶过程中，具有动能。

质量越大，速度越大，其动能就越大。

在同样的道路上，不同车型，其质量不同，速度相同的情况下，其动能大小不同，动能大的刹车距离就远，容易造成交通事故，对车速加以限制，就可以减少交通事故的发生。

【例2－2】一位司机驾驶大货车在某路段由于超速行驶被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70 km/h，超速了。

”这司机不满地说：“为什么小车的限速为80 km/h，而大车的限速却为60 km/h，不合理！”从以上对话可知，这司机显然没有理解动能跟下列哪组物理量有关()A．跟速度和时间有关B．跟速度和路程有关C．跟速度和质量有关D．跟质量和时间有关解析：物体的动能与物体的质量和速度有关。

小车的质量小，其限速可以大一点，大车的质量大，其限速需小一点，故C项正确。

答案：C3．重力势能(1)重力势能的概念物体由于运动的原因而具有动能，物体还可能由于其他的原因而具有能量。

例如，举高的铅球，落地时能将地面砸个坑；举高的夯落下时能把木桩打入地里，如图所示。

物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。

释疑点高度是对谁说的一定要注意哟！这里所说的高度，在没有特殊说明的情况下，一般是指相对于地面来说的。

【例3－1】如图所示，静止的叠石给人以危险的感觉，原因是叠石具有较大的()A．重力势能B．内能C．动能D．弹性势能解析：静止的叠石距离地面有一定的高度，因而具有重力势能，给人以危险的感觉。

答案：A(2)影响重力势能大小的因素举到同样高度的铅球和乒乓球，铅球落下时做的功多，表明其具有的重力势能大。

夯举得越高，把木桩打入地里越深，表明具有的重力势能就越大。

说明重力势能的大小与物体的质量、高度有关。

质量相同的物体，所处位置越高，重力势能越大。

物体所处高度相同时，质量越大，重力势能越大。

【例3－2】2013年5月20日下午，龙卷风吹袭美国中南部俄克拉何马州。

龙卷风造成多人死亡，其中包括数名儿童。

直升机是投放救灾物资的首选交通工具。

假设飞机执行空投时飞行高度不变，那么飞机在投下物资后重力势能()A．变大B．变小C．不变D．条件不足，无法判断解析：物体重力势能的大小与高度和质量有关，物体被举得越高，质量越大，重力势能越大，看一个物体的重力势能是否变化，就要同时看质量和高度怎样改变。

执行任务的过程中，飞机质量减小，高度没变，所以飞机的重力势能减小。

答案：B点评：重力势能与物体的质量和高度都有关，比较重力势能如何改变，两个因素必须同时考虑。

【例3－3】如图所示的是某地的等高线图，数字表示海拔。

若把同一物体分别放在A、B、C三点。

则相对于海平面，物体在哪一点时的重力势能大()。

A．在A点时大B．在B点时大C．在C点时大D．在A、B、C点时一样大解析：本题结合地理知识考查对重力势能大小影响因素的理解。

解决本题需明确两点，一是影响重力势能大小的因素：物体的质量和高度，物体的质量越大，所处的高度越高，其重力势能越大；二是理解等高线图。

从等高线图可以看出，A点高度为800 m，B点高度为400 m，C点高度为200 m，所以同一物体在A处时具有的重力势能最大。

答案：A4.弹性势能(1)弹性势能的概念我们都玩过用橡皮筋弹射纸弹的游戏，拉长的橡皮筋能给纸弹一个力，并推动纸弹移动一段距离，从而对纸弹做功。

同样拉弯的弓、压缩的弹簧也能够做功，它们都具有能量，这种能量叫做弹性势能，它是由于物体发生弹性形变而具有的能量。

谈重点关于弹性势能的两个问题①什么叫弹性形变？物体形状的改变叫做形变，如果形变后能恢复原状，这就是弹性形变。

②能发生弹性形变的物体不一定具有弹性势能，必须是物体发生弹性形变后才具有弹性势能。

比如说未拉伸或压缩的弹簧不具有弹性势能，只有被拉伸或者被压缩的弹簧才具有弹性势能。

【例4－1】下列加点的物体中，具有弹性势能的是()A．弓．开如满月B．箭．去似流星C．云．来云又往D．蜻蜓．．立杆头解析：A √弓发生了弹性形变，具有弹性势能B×箭和云都往前运动，都具有动能CD ×蜻蜓静止在杆头，具有重力势能答案：A辨误区判断物体是否具有弹性势能的两个误区①能发生弹性形变就具有弹性势能。

如果这个物体根本就没发生形变，弹性势能从何说起呢？②发生形变就具有弹性势能。

物体形变了，但是不能恢复原状，这就不是弹性形变，它也就不具有弹性势能。

(2)影响弹性势能大小的因素运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远，说明弓弹性形变程度越大，做功越多。

这表明：物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能越大。

【例4－2】在悉尼奥运会上，运动员用带火的弓箭点燃奥运圣火。

对于拉开的弓，下列说法正确的是()A．放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能B．弓拉得越弯，人的弹性势能越大C．弓拉得越弯，弓的弹性势能越大D．弯曲的弓因为太弯，不具有弹性势能解析：弹性势能是发生弹性形变的物体，自身所具有的一种能量，这种能量与其他物体无关，因为弓发生了弹性形变，弹性势能只能是弓具有的，而与人、箭无关。

答案：C5．动能与重力势能之间的相互转化在一定的条件下，物体所具有的动能与重力势能可以相互转化。

(1)滚摆实验如图所示，滚摆旋转着下降，越转越快，到最低点时，滚摆转而上升，上升中它越转越慢，直到差不多回到原来的位置，然后又下降、上升，重复原来的运动。

在这个过程中，滚摆的动能和势能有什么变化呢？滚摆在最高点时动能为零，重力势能最大。

滚摆下降时，高度降低，重力势能越来越小，滚摆越转越快，动能就越来越大，重力势能转化为动能。

滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。

(2)单摆实验如图所示，把小球拉到A点，放开，会发现小球摆到B点再摆到C点，然后再向回摆动。

单摆在A点动能最小为零，重力势能最大，由A点到B点，重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能。

到B点，动能最大，重力势能最小。

由B点到C点，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。

到达C点，动能减小为零。

这两个例子说明：动能和重力势能可以相互转化。

点技巧动能和重力势能如何转化在判断动能和重力势能的转化时，要先断定物体的初始状态具有什么能，再判定终止状态具有什么能，这样才能正确判定能的转化情况。

同时要注意影响动能和重力势能大小的因素，比如在荡秋千的过程中，各因素怎样变化，再判断动能和重力势能怎样变化。

【例5－1】如图所示各种现象中，属于动能转化为重力势能的是()解析：A ×重力势能转化为动能B ×内能转化为机械能C √动能转化为重力势能D×重力势能转化为动能和内能答案：C【例5－2】当地时间2012年7月27日晚9时，第30届夏季奥林匹克运动会，在英国伦敦正式开幕。