浅谈初中物理动能与势能题型求解

陆辉燕

(江西省会昌县珠兰师范学校 342600)

一、有关动能、势能与机械能概念的题型求解

分析理解和掌握动能、势能与机械能各自相应的概念，知道能与功的联系与区别，通过分析与比较，抓住这些概念的本质特征，培养学生处理信息的能力.

例1 下面关于能的说法中正确的是( ).

A.一物体的海拔高度值比另一个物体的大，则这个物体的重力势能一定比另一个物体更大

B.在空中高速飞行的物体，由于它做了功，因此含有机械能

C.用绳子悬挂静止的小方块，由于未做功，所以不具有机械能

D.丙汽车的运动速度比丁汽车的大，则丙汽车的动能一定比丁汽车更大

解选项A，物体的机械能包含动能与势能，被悬挂的小方块虽然没有做功，但是它具有重力势能，所以表述错误；选项C，重力势能的决定因素有物体的高度和质量，所以高度大的甲物体重力势能不一定更大；选项D，动能的决定因素有物体的质量和物体的速度，所以运动速度大的丙物体动能不一定更大.答案：B

点评本题考查的是动能、重力势能与机械能的概念题.需要掌握动能、重力势能与机械能的定义，巧用定义来解决动能、重力势能与机械能的大小比较等题型.

二、有关动能与势能影响因素题型求解

分析物体的动能由物体的质量与速度两个因素共同决定；重力势能则取决于物体的质量大小与高度；弹性势能与物体弹性形变物体的材料、几何形状共同决定.

图1

例2 图1所示为的实验中，图a、图b、图c分别表示将A、B、C三铁球先后从相同实验装置滚下，并推动纸盒运动一段距离后静止在水平面上，满足条件mA=mBhB.

(1)要研究动能与质量的关系，应选择图____和图____进行比较.

(2)从图中可以看出，A、B、C三铁球刚到达水平面时，____球的动能最大.

解(1)要研究动能与质量的关系，则要确保研究对象的质量是不一致的，而且只考虑动能的因素，不考虑重力势能的影响，所以选择图1和图3.

(2)物体动能的大小取决于物体的质量与运动速度，动能最大的物体，其质量与运动速度应当均为最大值.由于运动速度的大小是由重力势能转变而来，所以要求重力势能为最大值，即高度最高、质量最大的，综合考虑可得，C铁球动能最大.

点评比较物体动能大小的关键是要紧扣决定动能的两大因素，如果研究对象的质量相同，则速度越大其动能越大，如果研究对象的速度相同，则质量越大其动能越大，如果研究对象保持静止，则其动能为零.

三、有关动能与势能相互转化题型求解

分析机械能的转化是指同一物体的动能、重力势能和弹性势能三者之间的相互转化，即重力势能与弹性势能、动能与重力势能、动能与弹性势能的相互转化.能的相互转化总是存在于某一个或多个过程中，所以考虑能的转化首先要知道物体原来处于什么状态，确定它原来所具有的能的形式，然后明确物体达到另一种状态后所具有的能的形式，从而确定不同形式的能的转化.

图2

例3 如图2所示，孩子在蹦床上玩耍，从最初跳起离开蹦床到跃升至最高点这一过程中，孩子的____能逐渐增大，而____能则逐渐减小.

解在下落直至到接触蹦床的过程中，孩子的动能减小，蹦床的弹性势能增加；在蹦床舒张把孩子反弹起的过程中，蹦床的弹性势能减小，孩子的动能增加；在离开蹦床上升的过程中，孩子的动能逐渐转化为重力势能.因此本题答案为：重力势能 动能

点评孩子玩蹦床的整个过程可以分成三个阶段进行分析：

(1)第一阶段：接触压缩阶段.孩子下落并接触到蹦床之后，其动能和重力势能逐渐减小，而蹦床的弹性势能则逐渐增大.蹦床被压缩到最大限度时，孩子的动能为零，重力势能最小，弹性势能最大.

(2)第二阶段：舒张脱离阶段.这一阶段蹦床的弹性

势能逐渐减小，孩子的重力势能和动能均不断增大.蹦床完全舒张孩子脱离时，蹦床的弹性势能为零.

(3)第三阶段：上升阶段.孩子的动能逐渐减小，重力势能逐渐增大.

注意：分析此类问题时，一定要明确研究对象所处的过程，再分析机械能的转化和变化情况.

动能与势能是初中物理中非常关键的知识点，本文重点介绍了动能、势能的概念及决定因素，并阐述了动能、重力势能与弹性势能三者之间的相互转化.在质量保持不变的前提下，研究对象动能和重力势能的变化，取决于运动速度和相对高度的变化.弹性势能的变化需要关注弹性形变与弹性系数的大小.