能量的转化形式:
有什么运动形式就有什么性质的能量,机械能是与物体的机械运动相关的能量。不仅动能和势能之间可以互相转化,在一定的条件下机械能还可以与内能、电能、光能、化学能、核能等等进行转化。
如何判断机械能的形式:
机械能有动能、势能两种形式,势能又分重力势能和弹性势能。判断一个物体具有哪种形式的机械能,应根据动能、重力势能、弹性势能的定义进行分析。
例1:现有四种不同情景中的物体:①在水平冰面上滑行的冰块;②悬挂在教室屋顶上的日光灯;③钟表内被卷紧的发条;④发射升空的火箭。其中,______具有动能;____具有重力势能;______具有弹性势能(选填物体序号)。
解析:动能是由于物体的运动而具有的能,故在水平冰面上滑行的冰块具有动能;重力势能是由于物体被举高而具有的能,故悬挂的日光灯具有重力势能;弹性势能是由于物体发生弹性形变而具有的能,故被卷紧的发条具有弹性势能;发射升空的火箭既在运动,又被举高,故它既具有动能,又具有重力势能。
答案:①④②④③
说明:重力势能具有相对性,通常是以水平地面为参考平面,认为位于水平地面的物体不具有重力势能(或重力势能为零),而位于高处或空中的物体都具有重力势能。
如何判断机械能的变化:
判定机械能的变化时,要同时判定动能与势能的变化,看两者的总和怎样变。
例1下列事例中,物体机械能增加的是( )
A.随直升机匀速上升的救灾物资
B.落地又弹起的皮球
C.缓缓降落的“神舟“飞船返回舱
D.上升的滚摆
解析:A中物资的动能不变,重力势能增加,所以机械能会增加;B中的皮球最终会静止在地面上,所以机械能会减小;C中返回舱的动能减小,重力势能减小,所以机械能会减小;D中的滚摆在转动过程中会与空气摩擦,有一部分机械能会转化成内能,所以机械能会减小。
答案:A
实验目的:通过实验了解阻力对物体运动的影响。
探究阻力对物体运动的影响猜想:如果运动着的物体受到阻力大小不同,那么物体运动的路程会有怎样的变化?
运动着的物体受到的阻力越大,物体运动的路程越短;受到的阻力越小,物体运动的路程越长。
器材:斜面、木板、玻璃板、毛巾、小车,如下图所示
实验步骤: a.把毛巾铺在水平木板上,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在毛巾上的位置。
b.把毛巾拿掉,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在木板上的位置。
c.把玻璃板放在水平木板上,将小车从斜面上A点释放,记下小车最终停在玻璃板上的位置。
d.将实验情况填入表格中
通过实验分析可得:小车受到的阻力越小,小车运动的路程越长;
设想小车在绝对光滑的水平面上运动,即不受阻力作用,小车将永远运动下去。
惯性是一把双刃剑,既有利又有弊。
惯性的利用
生活中利用惯性的例子很多,如:用手向地上洒水时,手撩起水向前运动,当手停止运动后,由于惯性,手带起的水仍要继续向前运动,所以就被洒出去;在跳远比赛时,运动员跳起后,由于惯性,在空中仍保持一定的速度继续向前运动.最后落在前方;汽车快到达终点时,熄火后由于惯性仍能前进一段距离,这样可以节省汽油;人骑车也是一样,当自行车运动起来后,人停止蹬车,自行车仍会向前运动一段距离,并不会立即停下等,这样的例子还有很多这些都是惯性在生活中的广泛应用。如果没有惯性,这些现象将不复存在。因此对于有益的惯性.我们往往想办法来增大它。由于惯性只与质量有关,质量越大,惯性越大。因此在汽油机、柴油机等热机上我们通过增加飞轮的质量来增加它的惯性,以保持飞轮能持续地旋转下去。
惯性的危害
惯性对我们的影响不都是有益的,在生活中的很多方面,惯性对我们造成了不利的影响,尤其是在交通方面。比如汽车在突然启动、突然刹车、突然转弯或速度大小突然改变时,站在车厢里的乘客的脚虽然与汽车一起改变运动状态,但是人的上身由于惯性还会保持原来的运动状态,冈此往往会摔倒,严重时会造成人身伤害;特别是高速行驶的汽车,由于惯性,在刹车后很难立即停下,还要向前运动一段距离,这样往往会导致车祸的发生。为了避免悲剧的发牛,人们采用了很多应对方法。如为了防止汽车在突然刹车或突然减速时对人造成伤害,强制司乘人员使用安全带,并存汽车上安装安全气囊;另外还对汽车的行驶速度做出了限制。我国的交通法规明确规定:机动车行驶时在没有道路中心线的城市道路速度不能超过30km/h,公路上不能超过40km/h;在同方向只有l条机动车道的城市道路不能超过50km/h,公路上不能超过70km/h。需要说明的是,这些方法虽然都能减小惯性带来的危害,但是却并不能从根本上减小惯性。要真正地减小惯性就要减小物体的质量,针对当前我国运输业超载现象非常普遍的情况,有关部门做出规定:公路客运车辆载客超过额定乘员,货运车辆超过核定承载重量的,会处以相应的经济处罚,严重的还会扣留机动车。这是因为对载重汽车进行限载,既可以减小它对地面的压强,又能减小它的惯性,从而降低车祸的发生率。