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机械能考点归纳

2022-05-30管志会

初中生学习指导·提升版 2022年6期
关键词:重力势能机械能势能

管志会

机械能是初中物理的重要组成部分,也是中考的重点和热点。中考主要考查动能和势能的变化情况以及动能和势能的相互转化等。下面分析该部分的知识点并举例说明。

考点1:判断动能、势能大小的变化情况

例1 (2021·广西·桂林)高空坠物危害大,就算一个苹果从十层高楼自由落下都可能把汽车玻璃砸烂。下列说法正确的是()。

A.运动的苹果具有动能

B.高空的苹果没有重力势能

C.下落过程中苹果的动能减小

D.下落过程中苹果的重力势能增大

解析:运动的苹果,具有一定的速度,具有动能,故A正确;高空的苹果具有一定的高度和质量,有重力势能,故B错误;一个苹果从十层高楼自由落下,它的质量不变,速度增加,高度减小,所以其动能增加,重力势能减小,故C、D错误。答案:A。

小結:动能的大小与质量、速度有关。质量一定时,速度越大,动能越大;速度一定时,质量越大,动能越大。重力势能的大小与质量、高度有关。高度一定时,质量越大,重力势能越大;质量一定时,高度越高,重力势能越大。动能和势能统称为机械能,所以机械能随动能和势能的变化而变化。

考点2:动能和势能的相互转化

在不计能量损失,质量不变的条件下,物体的动能、势能转化如下图所示:

例2 (2021·湖南·张家界)张家界大峡谷玻璃桥高空蹦极体验项目正式对公众开放,不考虑空气阻力,关于人在蹦极下降过程中的能量分析,下列选项中正确的是()。

A.弹性绳绷直前,人的重力势能减小,动能增大,机械能增大

B.弹性绳刚好绷直时,人的重力势能最小,动能最大

C.下降到最低点的过程中人的机械能守恒

D.下降到最低点时,人的重力势能最小,弹性绳的弹性势能最大

解析:弹性绳绷直前,人在重力的作用下向下做加速运动,人的质量不变,高度变小,人的重力势能减小,人的质量不变,速度变大,动能增大,不计空气阻力,人的机械能是守恒的,保持不变,故A错误;弹性绳刚好绷直时,人继续向下运动,人的重力大于弹性绳的弹力,向下做加速运动,当弹力等于人的重力时,速度最大,动能最大,故B错误;下降到最低点的过程中,人的机械能转化为弹性绳的弹性势能,所以人的机械能不守恒,故C错误;下降到最低点时,高度最小,所以人的重力势能最小,此时弹性绳发生的形变程度最大,弹性绳的弹性势能最大,故D正确。答案:D。

小结:解决这类问题要注意:题目中如有“不计阻力”“光滑”“自由”等词语,则该物体的机械能就不会变化,即机械能守恒;题目中如有“匀速”“平衡力”等词语,若物体质量不变,则物体的动能就一定不变,机械能的变化只决定于重力势能的变化情况,若物体质量改变,则动能、势能一定改变,即机械能不守恒。

(作者单位:河北省兴隆县青松岭镇中学)

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