初中物理機(jī)械能(動能和勢能的總和)是重點(diǎn)知識點(diǎn)之一,其中機(jī)械能守恒定律是難點(diǎn),以實(shí)驗(yàn)題(如動能的大小與什么因素相關(guān))和綜合計(jì)算題為考查形式,涉及機(jī)械能、動能和勢能公式的運(yùn)用和計(jì)算。本篇將介紹初中物理機(jī)械能知識點(diǎn):什么是機(jī)械能、動能和勢能,機(jī)械能守恒定律及其公式,機(jī)械能守恒條件,機(jī)械能守恒定律習(xí)題。
一、什么是機(jī)械能、動能和勢能?
1、機(jī)械能:是動能與勢能的總和,這里的勢能分為重力勢能和彈性勢能。我們把動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。決定動能的是質(zhì)量與速度;決定重力勢能的是質(zhì)量和高度;決定彈性勢能的是勁度系數(shù)與形變量。機(jī)械能只是動能與勢能的和。機(jī)械能是表示物體運(yùn)動狀態(tài)與高度的物理量。物體的動能和勢能之間是可以轉(zhuǎn)化的。
2、動能,簡單的說就是指物體因運(yùn)動而具有的能量。數(shù)值上等于(1/2)mv2。動能定理內(nèi)容:合外力做的功等于物體動能的變化.動能定理表達(dá)式:Ek=1/2mv^2 {Ek:動能(J),m:物體質(zhì)量(kg),v:物體瞬時速度(m/s)}
3、勢能是儲存于一個系統(tǒng)內(nèi)的能量,也可以釋放或者轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。重力勢能:EP=mgh {EP :重力勢能(J),g:重力加速度,h:豎直高度(m)(從零勢能面起)}
二、初中物理機(jī)械能守恒定律
在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)(或者不受其他外力的作用下),物體系統(tǒng)的動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總能量保持不變。這個規(guī)律叫做機(jī)械能守恒定律。
三、初中物理機(jī)械能守恒定律公式
Ek(動能)=1/2mv2
Ep(重力勢能)=mgh
Ep(彈性勢能)=1/2kv2 (這個經(jīng)常不會用也不會考的)
一般就是用能量守恒就是第一狀態(tài)的Ek+Ep(重力勢能)=Ek2+Ep2
或是采用動能定理,推薦你使用第二個動能定理比較方便不容易錯.就是末動能減去初動能等于合外力做功。推薦閱讀:《初中物理公式目錄-初中物理力學(xué)公式大全》
四、初中物理機(jī)械能守恒的條件
機(jī)械能守恒的條件:只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng),其他力不做功。
1.受到其它外力,但是這些力是不做功的.例如:繩子的一段固定在天花板上,另一端系一個小球,讓它從某一高度靜止釋放,下擺過程中受到繩子的拉力,但是拉力的方向始終與速度方向垂直,拉力不做功,只有重力做功,小球的機(jī)械能是守恒的.
2.受到其它外力,且都在做功,但是它們的代數(shù)和為0,此時只有重力做功,機(jī)械能也是守恒的
五、初中物理機(jī)械能守恒定律習(xí)題
1、(動能、功、功率綜合計(jì)算題)質(zhì)量為48kg的小華同學(xué)騎著一輛自行車在平直公路上勻速運(yùn)動500m,所用時間為100s。假設(shè)自行車在行駛過程中受到的阻力為其體重的1/12。求:
(1)自行車行駛的速度;
(2)在這段過程中,該同學(xué)所做的功率;
(3)若自行車質(zhì)量為12kg,車胎與地面總的接觸面積為40cm2,則該同學(xué)騎車時,自行車對地面的壓強(qiáng)為多少?(取g=10N/kg)
2、(動能綜合計(jì)算題)節(jié)能是汽車性能的一個重要指標(biāo).但同一輛汽車每百公里的消耗與行駛速度的快慢是否有關(guān)呢?星期天,小明乘坐叔叔的汽車去上海,于是他決定借此機(jī)會對這一問題進(jìn)行探究。他們?nèi)r走高速公路,回來時走320國道,得到了下表所示的數(shù)據(jù)。
????????????????????????? 去上海???? 回嘉興
平均速度(km/h)????? 90???????? 60
里程(km)?????????????? 108??????? 116
耗油量(L)??????????????? 8.5??????? 11.2
(1)分析數(shù)據(jù)后,下明覺得這與他事先的猜想相吻合。你認(rèn)為小明的猜測應(yīng)該是______________________。
(2)請你算出汽車在高速公路上行駛108km消耗的汽油質(zhì)量。(ρ汽油=0.8kg/L)
(3)若汽車在高速公路上行駛時發(fā)動機(jī)的功率為60 kW,那么汽車行駛108km,發(fā)動機(jī)做的功為多少?
3、(機(jī)械能概念考查)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(shí)質(zhì)就是高密度、耐高溫的金屬棒,它要依托太空平臺的搭載,借助小型火箭助推和高空下落產(chǎn)生的巨大動能,對地球戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施打擊,破壞力巨大.它攻擊目標(biāo)的巨大能量主要來源于( )
A.小型火箭助推動能
B.與大氣摩擦產(chǎn)生的能量
C.“上帝之杖”本身的內(nèi)能
D.下落過程重力勢能轉(zhuǎn)化的動能
4、(動能、勢能概念考查)下列各個過程中,動能轉(zhuǎn)化為勢能的是
A.拉開的弓,放手后把箭射出去
B.冠山海游樂園里,小朋友從滑梯上滑下來
C.神舟十號飛船剛發(fā)射加速升空過程
D.地球同步衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動
5、(動能大小與哪些因素有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)考查)李明猜想動能的大小可能與物體質(zhì)量和運(yùn)動速度有關(guān),于是設(shè)計(jì)如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn),探究動能的大小與哪些因素有關(guān)。
Ⅰ.如甲圖所示,讓質(zhì)量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運(yùn)動,然后與放在水平面上的紙盒相碰,紙盒在水平面上移動一段距離后靜止。
Ⅱ.如圖乙圖所示,讓不同質(zhì)量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運(yùn)動,然后與放在水平面上的紙盒相碰,紙盒在水平面上移動一段距離后靜止。
(1)乙圖讓不同質(zhì)量的兩個小球從同一高度滾下的目的是:兩球到達(dá)水平面時,具有相同的____________。
(2)選用甲圖探究的是動能與__________的關(guān)系,理由是兩球________相等,得出的結(jié)論是:________________________________,動能越大。
(3)選用乙圖探究的是動能與__________的關(guān)系,得出的結(jié)論是:_____________________,動能越大。
6、(動能大小與哪些因素有關(guān)探究實(shí)驗(yàn)考查)甲是探究“動能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下,碰到同一木塊上。乙是探究“阻力對運(yùn)動物體的影響”的實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下,在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動,請回答下列問題:
(1)甲、乙兩組實(shí)驗(yàn),都采用了探究實(shí)驗(yàn)中常用的實(shí)驗(yàn)方法是____________。
(2)甲實(shí)驗(yàn)中,通過觀察____________可以判斷鋼球動能的大小。這里所用的實(shí)驗(yàn)方法是________________。
(3)由乙實(shí)驗(yàn)可以推理得出,如果運(yùn)動的小車在水平面上不受力時,它會___________________。
答案:
1、解:
(1)V=S/t=500m/100s=5m/s
η= W有用/ W總=2J/2.5J=80%
(2) W=FS=1/12GS=1/12×48kg×10N/kg×500s=2×104J
P=W/S=2×104J/500m=40w
(3) P=F/S=G/S=(12kg+48kg) ×10N/kg/0.004m2=1.5×105Pa
2、(1)汽車速度快則耗油量較低;(2)6.8kg;(3)72000J
3、 D
4、 D
解析試題分析:動能轉(zhuǎn)化為勢能,動能減少,勢能增大。A選項(xiàng)中把弓的彈性勢能轉(zhuǎn)為箭的動能;B選項(xiàng)中小朋友的勢能轉(zhuǎn)化為動能;神舟十號加速升空,其動能和勢能都變大,機(jī)械能增大,是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
5、答案(1)速度 (2)速度? 質(zhì)量一定時,速度越大(3)質(zhì)量? 速度一定時,質(zhì)量越大
6、答案(1)控制變量法??? (2)木塊移動的距離?? 轉(zhuǎn)換法(3)做勻速直線運(yùn)動
初中物理機(jī)械能作為中考重難點(diǎn)知識之一,同學(xué)們需要勤加練習(xí),掌握不同的題型,方可做到胸有成竹。課外輔導(dǎo)為初中學(xué)生提供以下課程,幫助同學(xué)更好地進(jìn)行目前階段學(xué)習(xí)的規(guī)劃:
初二名師網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)班(網(wǎng)絡(luò)課程,語/數(shù)/英/物)
中考雙師定向尖子班(面授課程,語/數(shù)/英/物/化)
中考名師網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)班(網(wǎng)絡(luò)課程,語/數(shù)/英/物/化)
中考自招名師網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)班(網(wǎng)絡(luò)課程,語/數(shù)/英/物/化)
其中網(wǎng)絡(luò)課程有錄播課和直播課兩種形式;面授課程班型不一,授課地點(diǎn)分布在上海各個校區(qū),就近為主,具體的學(xué)科課時和學(xué)費(fèi)課撥打官網(wǎng)熱線4008-770-970咨詢。
現(xiàn)在的家長壓力普遍很大,在升學(xué)的壓力下不得不把孩子送去各類的輔導(dǎo)機(jī)構(gòu)。為此,有家長呼吁:要全面禁止課
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