“机械能”典型例题精析

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  例1 “一个物体是否具有能量,只需看它在不在做功或有没有做功。”这种说法对吗?
  目的:考查是否知道能量与功的关系。
  解析:在物理学中,能量与功之间是有密切联系的,但它们毕竟是不同的概念。课本上说:“一个物体能够做功,我们就说它具有能量。”对这句话的理解要紧扣关键词“能够做功”。要注意,“能够做功”与“正在做功”的含义是不同的,正在做功的物体,表明它能够做功,当然具有能量;没有做功的物体,只要它能够做功,也具有能量。例如,课本上讲到的运动的钢球(具有动能);在撞上木块之前,被举高的重锤(具有重力势能);被压缩的弹簧(具有弹性势能)……它们都具有能量(即能够做功),但并未做功。因此,正确的说法是:一个物体是否具有能量,只需看它能不能做功,而不必看它在不在或有没有做功。
  例2 某空降兵在空中的一段匀速下降过程中,他的动能___________,势能___________,机械能_____________。(填“增大”或“减小”“不变”)
  目的:考查对动能、势能和机械能概念的理解程度。
  解析:物体由于运动而具有的能量叫动能,动能的大小跟物体的质量和速度有关。空降兵匀速下降,质量和速度都未改变,因此他的动能不变。高处的物体具有的能量叫重力势能,重力势能的大小跟物体的质量和高度有关。空降兵下降,质量虽未变化,但距离地面的高度减小,因此他的重力势能减小。而机械能是动能和势能(包括重力势能和弹性势能)的总称。本题中,因空降兵的动能不变,势能减小,所以他的机械能也就减小。
  例3你看见过杂技里的蹦床表演吗?演员从高处跳下落在蹦床上,又被弹起,在这个过程中能量是如何转化的?
  目的:考查是否能够正确理解动能和势能的转化关系。
  解析:演员站在高处,相对于蹦床具有重力势能。他从高处跳下的过程中,他的高度减小,速度增大,重力势能转化为动能;在落在蹦床上时,演员与蹦床接触使蹦床发生弹性形变,人体的动能转化为蹦床的弹性势能;在蹦床恢复原状的过程中,弹性势能又转化为动能,演员弹起;在演员向上运动的过程中,演员的动能转化为其重力势能,然后演员再从高处落下,画面反复出现,势能与动能也进行着同样的转化过程……
  编辑/王一鸣
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