第1節(jié) 功第2節(jié) 功率第3節(jié) 動(dòng)能和勢能第4節(jié) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
第1節(jié) 功（wrk）
01. 力學(xué)中的功02. 功的計(jì)算
①如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上 移動(dòng)了一段距離，在物理學(xué)中就說這個(gè)力對物體做了功。②力學(xué)中的功包括兩個(gè)必要因素 ：一是作用在物體上的力； 二是物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了距離。③力對物體不做功的三種情況：有力無距離；有距離無力； 力與運(yùn)動(dòng)距離的方向垂直。①功：功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。②計(jì)算公式：功＝力×距離 W = Fs③功的單位：焦，符號(hào)是 J④公式變形：求作用在物體上的力：F=W/s 求在力的方向上移動(dòng)的距離：s=W /F
1. 功的概念 如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了一段距離，在物理學(xué)中就說這個(gè)力對物體做了功。2. 力學(xué)中的功包括兩個(gè)必要因素 一是作用在物體上的力；二是物體在這個(gè)力的方向上移動(dòng)了距離。
米袋在繩子拉力的作用下升高了一段距離
小車在推力的作用下向前移動(dòng)了一段距離
3. 力對物體不做功的三種情況
（1）有力無距離（勞而無功）
（2）有距離無力（不勞無功）
（3）力垂直于運(yùn)動(dòng)距離（垂直無功）
用豎直向上的力F提著滑板在水平路面上前行
1. 功力學(xué)中，功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。2. 計(jì)算公式 功＝力×距離 W = Fs F 表示力 ，s 表示沿力的方向移動(dòng)的距離，W 表示功。3. 功的單位國際單位制：焦耳，簡稱焦，符號(hào)是 J。1J=1N?m
（2） F與s具有同時(shí)性即物體在受力的同時(shí)移動(dòng)了距離，移動(dòng)距離的同時(shí)受了力。公式W=Fs中的F是使物體沿力F的方向通過距離s的過程中，始終作用在物體上的力，它的大小和方向都是不變的。（3）F與s具有同向性公式W=Fs中的F是作用在物體上的力，s是物體在力F的方向上通過的距離。（4）F與s具有同體性即F與s對應(yīng)同一個(gè)研究對象。
如果物體在力的作用下移動(dòng)的方向與一個(gè)力（阻力）的方向相反，我們就說物體克服這個(gè)力做功。例如，在水平面上推動(dòng)物體前進(jìn)時(shí)，要克服摩擦力做功；提高物體時(shí)要克服重力做功。
人在爬樓梯時(shí)，要克服自己的重力做功，計(jì)算做功的大小時(shí)，應(yīng)該用人的重力G乘以樓梯的豎直高度h。W=Gh
【例題1】2022年北京冬奧會(huì)上，如圖所示是冬奧健兒在比賽中的情景。下列分析中正確的是（　 ）A．甲：短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中，所受力的合力為零B．乙：擲出的冰壺在水平冰面上滑行過程中，支持力對冰壺做功C．丙：花滑運(yùn)動(dòng)員向前減速滑行的過程中，運(yùn)動(dòng)員的慣性逐漸減小D．丁：單板滑雪運(yùn)動(dòng)員在空中下落過程中，運(yùn)動(dòng)員所受的重力對他做功
A．短道速滑運(yùn)動(dòng)員在轉(zhuǎn)彎滑行過程中，速度的方向不斷發(fā)生變化，受到非平衡力的作用，他所受合力不為零，故A錯(cuò)誤；B．?dāng)S出的冰壺在水平冰面上滑行過程中，支持力的方向與運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以支持力沒有對冰壺做功，故B錯(cuò)誤；C．花滑運(yùn)動(dòng)員向前減速滑行的過程中，質(zhì)量不變，運(yùn)動(dòng)員的慣性不變，物體的慣性與速度大小無關(guān)，故C錯(cuò)誤；D．單板滑雪運(yùn)動(dòng)員在空中下落過程中，在重力的方向上移動(dòng)了距離，所以運(yùn)動(dòng)員所受的重力對他做了功，故D正確。
所以選D
【例題2】如圖，小山提著重200N的物體，在水平路面勻速前進(jìn)10m，然后以相同的速度走完長10m、高5m的斜坡，則下列說法正確的是（　　）A．水平面上，人對物體做功2000JB．水平面上，人對物體不做功C．斜坡上，人對物體做功2000JD．斜坡上，人對物體不做功
AB．小山對物體的提力是豎直向上的，在水平路面前進(jìn)時(shí)，提力方向跟通過的距離方向垂直，該段路程對物體不做功，故A錯(cuò)誤，B正確； CD．走上斜坡的過程中，物體在豎直方向上升的距離等于斜坡的高度，則斜坡上做的功為W=Fs=Gh=200N×5m=1000J，故CD錯(cuò)誤。
所以選B
【例題3】圖中某智能機(jī)器人的質(zhì)量為80kg，其輪子與水平地面接觸的總面積為5×10-4m2。在水平地面上工作時(shí)，該機(jī)器人勻速直線移動(dòng)的速度為1m/s，所受阻力是機(jī)器人重力的0.05倍。求：（取g=10N/kg）（1）機(jī)器人對水平地面的壓強(qiáng)；（2）機(jī)器人在水平地面上勻速直線移動(dòng)時(shí)的牽引力；（3）機(jī)器人在水平地面上勻速直線移動(dòng)30s，此過程中牽引力做的功。
第2節(jié) 功率（pwer）
01. 比較做功的快慢
1. 比較做功快慢的方法
知識(shí)一、比較做功快慢的方法
（2）應(yīng)用為什么汽車上坡時(shí)，司機(jī)經(jīng)常用換擋的方法減小速度？ 為什么同樣一輛機(jī)動(dòng)車，在滿載時(shí)的行駛速度一般比空載時(shí)小得多？
【分析】機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率是一定的。由P=Fv可知，牽引力的大小和運(yùn)動(dòng)速度成反比。汽車上坡時(shí)，需要增大牽引力，所以要減小速度。貨車在滿載時(shí)牽引力要增大，故只能減小車輛行駛的速度。
①實(shí)驗(yàn)原理：P=W/t.②實(shí)驗(yàn)器材：體重計(jì)（或磅秤）、刻度尺、停表。③實(shí)驗(yàn)步驟： 用體重計(jì)（或磅秤）測出自己的質(zhì)量m； 用刻度尺測出所登樓層的高度h； 用停表測出自己上樓所用時(shí)間t； 計(jì)算出自己爬樓的功率。④功率表達(dá)式： P=W/t=Gh/t =mgh/t
6. 測量人爬樓梯的功率
功等于力與物體在力的方向上移動(dòng)的距離的乘積。
功與做功所用時(shí)間之比叫做功率。
【例題1】為什么汽車上坡時(shí)，司機(jī)經(jīng)常用換擋的方法減小速度？ 為什么同樣一輛機(jī)動(dòng)車，在滿載時(shí)的行駛速度一般比空載時(shí)小得多？
機(jī)車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率是一定的。由P=Fv可知，牽引力的大小和運(yùn)動(dòng)速度成反比。汽車上坡時(shí)，需要增大牽引力，所以要減小速度。同樣一輛機(jī)動(dòng)車，在滿載時(shí)需要的牽引力增大，則應(yīng)該減小車輛的速度。
AB．對兩物體的作用力都是大小相等的力F，兩個(gè)物體在力的方向上移動(dòng)的距離都是s，根據(jù)W=Fs可知，兩次的力對物體所做的功一樣多，故AB不符題意； CD．兩次所用的力對物體所做的功一樣多，且所用的時(shí)間相同，根據(jù)P=W/t知，功率的大小相同，故C符合題意，D不符合題意。
【例題2】如圖所示，用大小相同的力F，使質(zhì)量不同的兩物體沿力的方向移動(dòng)相同的距離s，所用的時(shí)間相同，則兩次所用的力對物體所做的功和功率（　　）A．圖甲做的功較多B．圖乙做的功較多C．甲、乙的功率一樣大D．圖甲的功率一定比圖乙大
所以選C.
【例題3】做引體向上的規(guī)范動(dòng)作是兩手正握單杠，由懸垂開始。上提時(shí)，下顎須超過杠面；下放時(shí)，兩臂放直，不能曲臂。在動(dòng)作達(dá)到規(guī)范后，小敏想利用如圖所示的引體向上單杠估測自己做引體向上時(shí)的功率。請你幫他完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。
（1）實(shí)驗(yàn)原理：　　　????。（2）實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量及器材：　　　　　　。（3）補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟（物理量用字母符號(hào)表示）: ①利用電子秤測量出小敏的質(zhì)量m；②用刻度尺測量出小敏完成一次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)___________；③用_____測量出小敏連續(xù)完成n次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)需要的____；（4）功率計(jì)算表達(dá)式（用物理量的符號(hào)表示）　　????。
（1）實(shí)驗(yàn)原理：　　　????。
（2）實(shí)驗(yàn)需要測量的物理量及器材：　　　　。
測量的物理量：質(zhì)量m、高度h和時(shí)間t
測量儀器為：電子秤、刻度尺和停表
（3）補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟（物理量用字母符號(hào)表示） : ①利用電子秤測量出小明的質(zhì)量m；②用刻度尺測量出小敏完成一次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)______________；③用______測量出小敏連續(xù)完成n次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)需要的_______。（4）功率計(jì)算表達(dá)式(用物理量的符號(hào)表示)　　?? ??。
（3）補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟: ①利用電子秤測量出小敏明的質(zhì)量m； ②用刻度尺測量出完成一次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)上升的高度h； ③用停表測量出連續(xù)完成n次規(guī)范引體向上動(dòng)作時(shí)需要的時(shí)間t。 （4）功率計(jì)算表達(dá)式
【例題4】如圖所示為一輛無人駕駛清掃車，它集激光雷達(dá)、攝像頭、超聲波雷達(dá)等傳感器于一體，可自主作業(yè)?？哲囆旭倳r(shí)牽引力的功率為810W，在10s內(nèi)勻速行駛12m，車受到的阻力為多少牛？
第3節(jié) 動(dòng)能和勢能
01. 動(dòng)能02. 勢能
①定義：物體能夠?qū)ν庾龉Γ驼f這個(gè)物體具有能量.②實(shí)質(zhì)：物體做功的過程，就是能的轉(zhuǎn)化過程. 能量是表示物體做功本領(lǐng)的物理量.③單位：焦耳（J）.①定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫做動(dòng)能.②影響因素：物體的運(yùn)動(dòng)速度和質(zhì)量.①定義：物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能. ②影響因素：物體的質(zhì)量和所在的高度.①定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能.②影響因素：物體本身的材料和彈性形變的程度.
1. 能量的概念 物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個(gè)物體具有能量，簡稱能。2. 能量的實(shí)質(zhì)物體做功的過程就是能的轉(zhuǎn)化過程。物體做的功越多，說明某種能轉(zhuǎn)化為別的形式的能就越多，就表示這個(gè)物體的能量越大。即能量是表示物體做功本領(lǐng)的物理量。3. 能量的單位物體做功的過程就是能的轉(zhuǎn)化過程，因此能的單位與功的單位相同，是焦耳（J）。
1. 動(dòng)能物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫做動(dòng)能。一切運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。2. 影響動(dòng)能大小的因素 物體動(dòng)能的大小跟速度、質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大。
3. 小資料——《一些物體的動(dòng)能》
4. 與動(dòng)能有關(guān)的現(xiàn)象及解釋
如圖所示是一些道路的標(biāo)示牌：小型客車最高行駛速度不得超過100km/h；大型客車、載貨汽車最高行駛速度不得超過80km/h。為什么要對機(jī)動(dòng)車的最高行駛速度進(jìn)行限制？為什么在同樣的道路上，對不同車型設(shè)定不一樣的最高行駛速度？
【分析】同一輛汽車，質(zhì)量不變，速度越大，具有的動(dòng)能越大，危害性越大。所以限制機(jī)動(dòng)車的最高行駛速度才能保證機(jī)動(dòng)車行駛的安全性。車型不同，車的載重量就不同，也就是說，車的質(zhì)量有大有小。如果車的行駛速度相同，質(zhì)量大的，動(dòng)能大，在道路上行駛時(shí)，危險(xiǎn)性就大。因此，在同樣的道路上，交通管理部門會(huì)對不同車型設(shè)定不同的最高行駛速度。
（1）動(dòng)能是由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能，子彈飛行的速度大，對物體的殺傷力也大（做功多），所以動(dòng)能可能與物體的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。（2）錘子擊碎物體時(shí)，錘頭的質(zhì)量越大，破壞力越強(qiáng)（做功越多），動(dòng)能的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。
5. 探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)
（1）如下圖所示，鋼球A從高為h的斜槽上滾下，在水平面上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的鋼球A碰到木塊B后，能將B撞出一段距離s。在同一水平面上，木塊B被撞得越遠(yuǎn)，鋼球A對B做的功就越多，A的動(dòng)能越大。
（2）實(shí)驗(yàn)方法①轉(zhuǎn)換法：通過被撞物體運(yùn)動(dòng)的距離s來反映動(dòng)能的大小。②控制變量法： 在探究動(dòng)能大小可能與物體運(yùn)動(dòng)速度、物體質(zhì)量有關(guān)時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)這兩個(gè)變量只能變化一個(gè)。
質(zhì)量m1＞m2速度 v1=v2
質(zhì)量m1=m2速度 v1＞v2
探究一：探究動(dòng)能大小與速度的關(guān)系 ①控制鋼球的質(zhì)量m不變。②讓同一鋼球A分別從不同的高度由靜止開始滾下，撞擊木塊B。③觀察并測量木塊被撞出的距離s。
探究二：探究動(dòng)能大小與質(zhì)量的關(guān)系①控制速度不變，即固定鋼球在滑槽上的釋放位置的高度h。②改變鋼球的質(zhì)量m。③觀察并測量木塊被撞出的距離s。
探究（1）中：在質(zhì)量相同時(shí)，鋼球下落的高度越高，鋼球達(dá)到斜面底端的速度越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)。結(jié)論：鋼球的動(dòng)能大小與速度有關(guān)，速度越大，動(dòng)能越大。探究（2）中：不同鋼球從同一高度滾下，達(dá)到斜面底端時(shí)的速度相同，鋼球質(zhì)量越大，木塊被撞擊滑行的距離越遠(yuǎn)。結(jié)論：鋼球的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。
物體動(dòng)能的大小跟速度、質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大。
（1）使鋼球獲得動(dòng)能的方法：將鋼球由斜面某一高度靜止釋放（重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能）。（2）將質(zhì)量不同的鋼球放在斜面上同一高度處靜止釋放的目的：控制鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)具有相同的速度（鋼球的速度與質(zhì)量無關(guān)）。（3）將質(zhì)量相同的鋼球由斜面上不同位置靜止釋放的目的：改變鋼球達(dá)到斜面底端時(shí)的初速度。（4）水平面絕對光滑時(shí)對實(shí)驗(yàn)的影響：鋼球撞擊木塊后木塊移動(dòng)的距離無法確定，鋼球動(dòng)能的大小無法比較。
（5）實(shí)驗(yàn)改進(jìn) ①木塊被撞后滑出木板的解決辦法：換質(zhì)量更大的木塊，換質(zhì)量更小的鋼球，換更長的木板。②木塊質(zhì)量較大，確保實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較明顯：增大鋼球滾下的高度。③不用木塊的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：在桌上鋪一條毛巾，鋼球在毛巾上表面滾動(dòng)的距離來反映動(dòng)能的大小。（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論的應(yīng)用生活中超載、超速問題（超速：速度大，超載：質(zhì)量大，則動(dòng)能大，危險(xiǎn)性大）。
1. 重力勢能在地球表面附近，物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能，叫做重力勢能。2. 影響重力勢能大小的因素 物體重力勢能的大小跟高度、質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量相同，高度越高，重力勢能越大；高度相同，質(zhì)量越大，重力勢能也越大。
【猜想與假設(shè)】（1）重力勢能是由于物體處在一定高度而具有的能，所以重力勢能可能與物體的位置高度有關(guān)。（2）位置高度相同的足球和鉛球下落到地面，鉛球?qū)Φ孛孀龅墓Ρ茸闱虼蟮枚啵茰y重力勢能可能與物體的質(zhì)量有關(guān)。
3. 探究決定重力勢能大小的因素
探究一：探究重力勢能的大小與高度的關(guān)系 讓同一物體分別從不同的高度由靜止開始下落，觀察桌腿在沙坑下陷的深度。
探究二：探究重力勢能大小與質(zhì)量的關(guān)系讓質(zhì)量不同的物體分別從同一高度由靜止開始下落，觀察桌腿在沙坑下陷的深度。
探究一中：同一物體從不同高度的位置下落時(shí)，桌腿在沙坑下陷的深度不同；高度越高，桌腿在沙坑下陷的深度越大。 說明：質(zhì)量相等的物體，高度越高，重力勢能越大。探究二中：質(zhì)量不同的物體從同一高度下落時(shí)，質(zhì)量越大，桌腿在沙坑下陷的深度越大. 說明：高度相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大。
物體重力勢能的大小跟高度、質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量相同的物體，高度越高，它的重力勢能越大；高度相同的物體，質(zhì)量越大，它的重力勢能也越大。
1. 彈性勢能 物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。2. 影響彈性勢能大小的因素 影響彈性勢能大小的因素是物體本身的材料和彈性形變的程度。在材料相同時(shí)，物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大。
知識(shí)五、動(dòng)能和勢能的比較
物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量
物體由于受到重力并處在一定高度時(shí)所具有的能
物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量
都是能量的一種具體形式，都具有做功的本領(lǐng)，單位都是焦耳（J）.
視頻總結(jié)——《 動(dòng)能、重力勢能》
【例題1】如圖所示是運(yùn)動(dòng)員在冬奧會(huì)跳臺(tái)滑雪空中下落的情景，在下落過程中，運(yùn)動(dòng)員的重力勢能逐漸 ______（選填“減小”“不變”或“增大”）；若某運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為60kg，在空中經(jīng)1.5s下落的豎直高度為10m，則這段時(shí)間內(nèi)該運(yùn)動(dòng)員的重力的功率是_______ W。（g取10N/kg）
【例題2】如圖為公路上對機(jī)動(dòng)車的限速標(biāo)志，它實(shí)質(zhì)是限制了機(jī)動(dòng)車的（　?。?A．動(dòng)能B．重力C．重力勢能 D．慣性
A．動(dòng)能與物體質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，公路上行駛的汽車，質(zhì)量不變，進(jìn)行限速，限制了汽車的動(dòng)能大小，故A符合題意；B．行駛的汽車，質(zhì)量不變，汽車重力不變，故B不符合題意；C．重力勢能與物體質(zhì)量和高度有關(guān)，公路上行駛的汽車，質(zhì)量不變，高度不變，其重力勢能不變，故C不符合題意；D．慣性與物體質(zhì)量有關(guān)，公路上行駛的汽車，質(zhì)量不變，其慣性不變，故D不符合題意。
【例題3】在探究動(dòng)能的大小與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們猜想動(dòng)能大小可能與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，并在老師的指導(dǎo)下做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：讓小球從斜面滾下，與放在水平面上的木塊碰撞，推動(dòng)木塊運(yùn)動(dòng)。（1）本實(shí)驗(yàn)是通過比較木塊通過距離來比較______（選填“小球A”或“木塊B”）的動(dòng)能大小，這種研究方法叫________；（2）讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，小球從高處滾下撞擊木塊距離比從低處滾下撞擊木塊距離要遠(yuǎn)，由此現(xiàn)象可以得出：__________________ ；（3）若水平面絕對光滑，該實(shí)驗(yàn)_______（選填“能”或“不能”）進(jìn)行探究。
質(zhì)量一定時(shí)，物體速度越大，動(dòng)能就越大
（1）該實(shí)驗(yàn)通過比較木塊被推動(dòng)后移動(dòng)的距離，比較小球A對木塊B做功的多少，判斷小球動(dòng)能的大小，這用到了轉(zhuǎn)換法。（2）實(shí)驗(yàn)表明：同一鋼球從不同的高度滾下，位置高的滾到斜面底端的速度就大，把木塊推得越遠(yuǎn)說明運(yùn)動(dòng)的木塊做功多，動(dòng)能大，說明了物體的動(dòng)能與物體的速度有關(guān)，由此得出結(jié)論：在質(zhì)量一定時(shí)，鋼球的速度越大，動(dòng)能就越大。（3）光滑水平面上，木塊不受摩擦力，小球和木塊將一直運(yùn)動(dòng)下去，無法比較木塊運(yùn)動(dòng)距離，不能完成該實(shí)驗(yàn)。
【例題4】如圖所示，在光滑的水平臺(tái)面上，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點(diǎn)是彈簧保持原長時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過程中，下列判斷正確的是（　?。〢．從A到O，小球的動(dòng)能減小，彈簧的彈性勢能增大B．在O位置，彈簧的彈性勢能最大C．從O到B，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能D．在B位置，小球的動(dòng)能最大
A．由受力分析可知，從A到O，小球在彈簧彈力的作用下向右做加速運(yùn)動(dòng)，彈簧的形變量逐漸減小，故小球的速度增大，動(dòng)能增大，彈簧的彈性勢能減小，故A錯(cuò)誤；B．由題意可知，在O位置，彈簧保持原長，形變量為零，故此時(shí)彈簧的彈性勢能最小，故B錯(cuò)誤；C．從O到B，彈簧的形變量逐漸增大，彈性勢能增大，小球在彈簧的彈力作用下做減速運(yùn)動(dòng)，速度減小，動(dòng)能減小，故小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故C正確；D．由C中分析可知，從O到B，小球做減速運(yùn)動(dòng)，在B位置，小球的速度最小，故動(dòng)能最小，故D錯(cuò)誤。
第4節(jié) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
01. 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化02. 水能和風(fēng)能的利用
①機(jī)械能：動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能.②動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化； 動(dòng)能和彈性勢能在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化.③機(jī)械能守恒：如果只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化， 盡管動(dòng)能、勢能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變。 或者說，機(jī)械能是守恒的.①水能：流動(dòng)的水具有動(dòng)能，高處的水具有重力勢能， 水所具有的機(jī)械能統(tǒng)稱為水能.②水能發(fā)電站：將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能. ③風(fēng)能：空氣在流動(dòng)過程中所具有的機(jī)械能叫做風(fēng)能.④風(fēng)能發(fā)電站：將風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能.
1. 機(jī)械能動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。機(jī)械能是和物體的運(yùn)動(dòng)緊密聯(lián)系的能量。機(jī)械能的單位是焦耳（J）。2. 機(jī)械能大小的決定因素質(zhì)量、速度、高度、彈性形變量等。
由質(zhì)量和速度決定
由質(zhì)量和高度決定
知識(shí)二、動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化
1. 動(dòng)能和重力勢能的轉(zhuǎn)化
滾擺下降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。滾擺上升的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
擺球向下擺動(dòng)（A→B）的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。擺球向上擺動(dòng)（B→C）的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。
2. 動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化
木球壓縮彈簧時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；彈簧把木球彈回，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化
如果只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動(dòng)能、勢能的大小會(huì)變化，但機(jī)械能的總和不變，即機(jī)械能是守恒的。注意機(jī)械能守恒的條件：只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，而沒有機(jī)械能與其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化。（忽略摩擦力阻力造成的能量損失）
2. 用機(jī)械能守恒解釋現(xiàn)象
（1）用繩子把一個(gè)鐵鎖懸掛起來。把鐵鎖拿近自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭不要?jiǎng)印ｈF鎖向前擺去又?jǐn)[回來。鐵鎖擺回時(shí)會(huì)碰到你的鼻子嗎？
分析：鐵鎖下降的過程是重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，上升的過程是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。在上升和下降的過程中，鐵鎖和空氣之間存在摩擦，克服摩擦做功，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能不守恒（減?。簿褪侵亓菽艿淖畲笾翟絹碓叫?，所以擺動(dòng)的高度會(huì)越來越低，不會(huì)達(dá)到鼻尖的。
過山車運(yùn)行過程中車與軌道之間有摩擦力，還受到空氣的阻力，機(jī)械能并不守恒，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不給其他動(dòng)力的情況下，過山車最終停下來。
（2）分析過山車在運(yùn)動(dòng)過程中的能量轉(zhuǎn)化情況
①A→B，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；②B→C，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能；③ C→D，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.
③人造地球衛(wèi)星的機(jī)械能轉(zhuǎn)化
許多人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行。離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn)，最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn)。衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)行，不受空氣阻力，只有動(dòng)能和勢能的轉(zhuǎn)化，因此機(jī)械能守恒。
1. 水能和風(fēng)能都是機(jī)械能地球上，海水潮汐漲落，江河日夜奔騰；有時(shí)微風(fēng)拂面，有時(shí)狂風(fēng)勁吹。從能量的角度來看，自然界的流水和風(fēng)都具有大量機(jī)械能的天然來源。
知識(shí)四、水能和風(fēng)能的利用
2. 水能（1）水能：流動(dòng)的水具有動(dòng)能，高處的水具有重力勢能，水所具有的機(jī)械能統(tǒng)稱為水能。水能的大小由流量、流速和水位差決定。
（2）古代對水能的利用早在1900多年前，我們的祖先就制造了木質(zhì)水輪，讓流水沖擊水輪轉(zhuǎn)動(dòng)，用來汲水、磨粉、碾谷。
（3）水能發(fā)電站 將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。修筑攔河壩提高上游水位，壩底裝水輪機(jī)，發(fā)電機(jī)裝在水輪機(jī)上面，它們的軸連接在一起，水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。
（2）古代對風(fēng)能的利用我國早在2000多年前就開始利用風(fēng)來驅(qū)動(dòng)帆船航行。（3）風(fēng)能發(fā)電站 將風(fēng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。單個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率較小，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾百臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田”，連在一起供電。
3. 風(fēng)能（1）風(fēng)能：空氣在流動(dòng)過程中所具有的機(jī)械能叫做風(fēng)能。風(fēng)能的大小由風(fēng)速和流動(dòng)空氣的質(zhì)量決定。
視頻講解——《機(jī)械能》
【例題1】（多選題）北京冬奧會(huì)的成功舉辦，大大激發(fā)了國民參與冰雪運(yùn)動(dòng)的熱情。某滑雪愛好者從雪坡高處的A點(diǎn)由靜止自由滑下，經(jīng)坡底的B點(diǎn)后，繼續(xù)在水平滑道上滑行，最后停在C點(diǎn)。關(guān)于滑雪者的機(jī)械能，下列分析正確的是（　?。〢．在A點(diǎn)動(dòng)能為零，重力勢能最大B．從A到B的過程中重力勢能逐漸減小C．從B到C的過程中動(dòng)能逐漸增大D．從A到C的過程中機(jī)械能不變
A．A點(diǎn)由靜止自由滑下，A點(diǎn)的速度為零，故滑雪者的動(dòng)能為零，高度最高，故重力勢能最大，故A正確；B．從A到B的過程中，質(zhì)量不變，高度越變越小，故重力勢能逐漸減小，故B正確；C．從B到C的過程中，需要克服摩擦力做功，故動(dòng)能逐漸減小，故C錯(cuò)誤；D．由于到C點(diǎn)就停止了，說明在滑雪的過程中，受到了摩擦力，克服摩擦力做功，從A到C的過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能逐漸減小，機(jī)械能不守恒，故D錯(cuò)誤。
【例題2】如圖所示，小球以某速度從M點(diǎn)開始沿粗糙軌道MOP運(yùn)動(dòng)，經(jīng)P點(diǎn)離開軌道，上升至最高點(diǎn)N，又下落經(jīng)過Q點(diǎn)。N位于P、Q之間，O、P、Q處在同一水平高度。不計(jì)空氣阻力，小球經(jīng)過O、P兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能 （選填“相等”或“不等”），小球到達(dá)的最高點(diǎn)N （選填“可能”或“不可能”）高于M點(diǎn)，小球經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能 （選填“大于”或“等于”或“小于”）經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能。
由于球以某速度從M點(diǎn)沿粗糙軌道開始運(yùn)動(dòng)，在軌道上運(yùn)動(dòng)過程中，要克服摩擦阻力做功，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，因此球到達(dá)P點(diǎn)的機(jī)械能一定小于在O點(diǎn)的機(jī)械能，O、P處在同一水平高度，球的重力勢能相等，則球在P點(diǎn)的動(dòng)能一定小于在O點(diǎn)動(dòng)能。球在軌道上運(yùn)動(dòng)過程中，要克服摩擦阻力做功，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，球在N點(diǎn)的機(jī)械能一定小于在M點(diǎn)的機(jī)械能，但由于球在M、N點(diǎn)的動(dòng)能大小不確定，因此球在M、N兩點(diǎn)的重力勢能大小也不確定，即N點(diǎn)重力勢能有可能比M點(diǎn)重力勢能大，則最高點(diǎn)N與M點(diǎn)對比，N點(diǎn)可能M高，忽略空氣阻力，球從N點(diǎn)到Q點(diǎn)機(jī)械能守恒，因此球在N點(diǎn)的機(jī)械能等于Q點(diǎn)的機(jī)械能。
【例題3】如圖所示，是籃球在空中飛行的一段軌跡（忽略空氣阻力）；（1）作出圖中籃球的受力示意圖_____；（2）從A到B的運(yùn)動(dòng)過程中，球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)____（選填“有”或“沒有”）改變；（3）球在上升的過程中，勢能和動(dòng)能是如何轉(zhuǎn)化的？答：___；球在A點(diǎn)機(jī)械能____球在B點(diǎn)機(jī)械能（選填“>”“=”或“

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