4.动能与势能转化问题的分析:

⑴首先明确决定动能大小的因素、决定重力势能(或弹性势能)大小的因素,再看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。

⑵要注意动能和势能相互转化过程中能量的损失和增大,如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能与势能转化过程中机械能不变。

典型范例

 

例1  跳伞运动员从空中匀速下落,人和伞的 ( )

  A.动能增加,重力势能减少,机械能不变

  B.动能不变,重力势能减少,机械能减少

  C.动能减少,重力势能增加,机械能增加

  D.动能不变,重力势能不变,机械能不变

精析: 从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题.匀速下落的跳伞运动员,质量和速度不变,动能不变;下落过程中,相对地面的高度减小,重力势能减少;机械能

=动能+势能,动能不变、势能减少,故机械能减少.

全解:B

点评: 对于这类问题的判断主要是抓住描述物体运动状态的关键词“匀速下落”匀速反映了速度不变,下落反映了相对于地面的高度的变化。

例2  如图所示,用绳子拴住一个苹果并悬挂起来,

把苹果拉近自己的鼻子静止,松手后,苹果将向前摆去,

接着又反向摆回来,你原地不动,苹果会打到你的鼻子吗?

为什么?

精析:  苹果从靠近鼻子的A处松手后,由AB的过

程中,苹果的高度逐渐降低,速度加快,即重力势能转化为动能;同理,苹果由B点到C点的过程中动能转化为重力势能。苹果返回由CBA的过程中,只是重力势能与动能的相互转化,其机械能没有增加,所以,最后摆起的高度不会高于原来松开的高度,故不会打到鼻子

全解:不会打到鼻子。因为苹果拉到一定高度,所具有的重力势能是一定的,在与动能转化的过程中机械能不会增加,故不会打到原来的高度,也不会打到鼻子。

点评:通过对这类问题的研究让学生感受物理知识有用,养成用科学知识解决问题的习惯,而不是想当然。

活动与探究

制作翻跟头魔丸并探究它的物理原理

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