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初中三年级物理

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    竖直向上抛出一小球,小球在由最低点升到最高点的过程中发生的能量转化是 _________;到达最高点时,小球处于                  状态(选填“平衡”或“非平衡”),你判断的依据是___________________________________________。
    本题信息:2009年模拟题物理填空题难度一般 来源:牛青丹
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本试题 “竖直向上抛出一小球,小球在由最低点升到最高点的过程中发生的能量转化是 _________;到达最高点时,小球处于 状态(选填“平衡”或“非平衡”),你判断的依据是...” 主要考查您对

机械能转化与守恒

平衡力与平衡状态

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  • 机械能转化与守恒
  • 平衡力与平衡状态
机械能定义:
动能与势能之和称为机械能。

机械能守恒:
动能与势能之间是可以相互转化的,即动能可以转化成势能,势能也可以转化成动能。在只有动能与势能转化的过程中,机械能的总量保持不变。如图:卫星绕地球转动时,由于太空是真空,动能和势能相互转化,机械能不变。

规律总结:在只有重力、引力、弹力做功时,机械能是守恒的,其他力做功,机械能不守恒。
机械能间的转化:
(1)动能和重力势能可以相互转化。
①动能转化为重力势能的标志是速度减小,所处的高度增加;
②重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小,速度增大。

(2)动能和弹性势能可以相互转化。
①动能转化为弹性势能的标志是速度减小,形变增大;
②弹性势能转化为动能的标志是动能增大,形变减小;
③动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上,也可以发生在不同物体之间。

(3)在动能和势能相互转化的过程中,若没有能量损失(如克服阻力)或其他形式的能量的补充,机械能的总和保持不变,机械能守恒。

(4)机械能也可以转化为其他形式的能量。
对能量转化的理解:
(1)分析某个物体在物理变化的过程中机械能的大小发生改变与否时,应全面考虑。即同时考虑动能、重力势能、弹性势能的变化情况。

(2)物体储存能量时,物体具有做功的本领,物体损失能量时,就说物体正在做功。

(3)物体对外界做功时,物体的能量减小。

(4)外界对物体做功时,物体的能量增加。

滚摆:
    滚摆又称麦克斯韦摆,它是在学习机械能时,常用来演示重力势能和动能之间相互转化的仪器,如图。

    做滚摆实验时,先调整悬绳,使摆轮处于水平最低位置,然后转动摆轮,使悬绳均匀地绕在摆轮的轴上,直至摆轮上升到悬绳的最上部,并且保持摆轮的轴与水平地面平行。此时,摆轮具有一定的重力势能,而动能为零。当由静止释放摆轮,在重力和悬绳拉力的共同作用下,摆轮边旋转,边下降,摆轮的重力势能不断减少,转化成摆轮的动能。当悬线全部伸开时,摆轮的重力势能不再减少,摆轮的动能达到最大值。由于惯性,摆轮继续旋转,摆轮轴又开始把绳绕在轴上,使摆轮开始上升,随着重力势能的增加,动能不断减少,动能转化为势能。直到上升到开始位置,摆轮停止转动,停止上升。接着又开始新的一轮下降、上升…… 实际上,摆轮每次下降后再上升都不会上升到前一次的高度,这是摩擦力、空气阻力等作用的结果,使一部分机械能转化为内能。

水能及其利用:
    水能及其利用流动的水具有动能,高处的水具有势能,水所具有的机械能统称水能。
    瀑布的水向下流时(如图),它会以极大的力量冲击瀑布下的岩石,并且以很大的速度冲刷土壤。

      数千年前,人们已知道利用流水的能量来转动水车,汲水灌溉。自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来,水力发电就成了水能利用的主要形式。当上游的水冲击水轮机的叶片时,就把大部分动能传递给水轮机,使水轮机转动起来,由此带动发电机发电。
      为了增加水的机械能,必须修筑拦河大坝来提高河流上游的水位。如图是水力发电站的原理图。


定义
平衡状态:物体保持静止状态或匀速直线运动状态;
悬挂着的电灯、放在桌面上的书、在平直公路上做匀速直线运动的汽车、在空中匀速直线下降的降落伞都处于平衡状态。如下图:


平衡力:物体在受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,这几个力称为平衡力。即这几个力的合力为零,作用效果相互抵消。
悬挂着的电灯能保持静止,是因为电灯受到的重力和灯绳对它的拉力是一对平衡力(图甲);在平直公路上做匀速直线运动的汽车,受到向前的牵引力和地面、空气对它的向后的阻力,这时牵引力和阻力是一对平衡力(图乙)。桌面上的书保持静止,书受到的重力和桌面对书的支持力是一对平衡力(图丙)。

平衡力和相互作用力:
作用力和反作用力 相互平衡的两个力
相同点 大小 相等 相等
方向 相反,且在同一直线上 相反,且在同一直线上
区别 作用对象 分别作用在两个物体上 共同作用在同一个物体上
作用时间 同时产生,同时消失 一个力消失另一个力可以存在
力的作用效果 作用力和反作用力分别作用在不同的物体上,一般产生不同的效果 两个力共同作用在同一个物体上,使物体保持平衡

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