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初中物力机械能例题分类解析初中物理机械能例题分类全解析有关动能和势能的例题【例 1】下面的物体中，只具有动能的是_；只有势能的是_；既具有动能、又具有势能的是。A停在地面上的汽车。B在空中飞行的飞机。C被起重机吊在空中静止的货物。D弹簧。E在水平铁轨上正行驶的火车。【分析】停在地面上的汽车没有运动，它不具有动能；因在地面上，它也没有势能。正在空中飞行的飞机，它在运动着，具有动能；它离地面有一定的高度，又具有重力势能。在空中静止的货物，它没有动能，只有重力势能。弹簧在没有发生弹性形变时，它不具有弹性势能。水平铁轨上行驶的火车，只有动能没有势能。【解答】只有势能的是C；只有动能的是E；既有动能又有势能的是B。【说明】在确定物体具有何种能量时，应按照动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否在运动，是否被举高，是否发生了弹性形变，符合哪一种能量的定义，就确定物体具有哪一种能量。【例 2】体积相同的实心钢球和木球放在水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则 A铜球的动能小于木球的动能。B铜球的势能小于木球的势能。C铜球的机械能一定小于木球的机械能。第 1 页 共 6 页初中物力机械能例题分类解析D铜球的机械能一定等于木球的机械能。【分析】铜球静止，没有动能，木球运动着，具有动能。铜球和木球都在水平桌面上，离地面的高度相同，但铜球的质量大于木球的质量，因此铜球的重力势能大于木球的重力势能。机械能等于物体的势能与动能之和。铜球的动能为零，但势能大；木球的动能大，但势能小。由于不知它们的具体大小，所以无法比较铜球和木球的机械能的大小。【解答】A。【说明】紧紧抓住决定动能、势能大小的因素进行分析，即可比较出物体具有动能、势能的多少。【例 3】判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？是增加还是减少？(1)货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小；(2)电梯上升得越来越快；(3)汽车在平直公路上匀速前进；(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直。【分析】(1)货物在上升过程中，离地面的高度增加，运动速度减小。(2)电梯在上升过程中，离地面的高度及运动速度都增加。(3)汽车在平直公路上匀速行驶时，其离地面的高度和运动速度都没有发生变化。(4)弯曲的钢锯条在逐渐变直的过程中，弹性形变逐渐变小。【解答】(1)货物的重力势能增加，动能减少。(2)电梯的重力势能增加，动能增加。(3)汽车的重力势能、动能都不变。(4)钢锯条的弹性势能减小。【说明】在说明动能的大小和变化时，应抓住质量和速度进行分析；说明势能的大小和变化时，应抓住质量和离地面的高度或抓住弹性形变的情况进行分析。【例 4】下列物体各具有什么形式的机械能？(1)高速升空的火箭；第 2 页 共 6 页初中物力机械能例题分类解析(2)被拉长的弹弓橡皮条；(3)被水电站拦河坝拦住的上游水；(4)竖直到达最高点的上抛小球。【分析】对照动能、重力势能、弹性势能的定义，即能判断出上述物体各具有什么形式的能。【解答】(1)高速升空的火箭，速度不为零，且高度在增加，因此具有动能和势能。(2)被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变，具有弹性势能。(3)被拦河坝拦住的上游水是流动的，具有功能；同时水位又被拦河坝提得较高，因此又具有重力势能。(4)小球被竖直抛到最高点时，不再运动，速度为零，因此只具有重力势能。【例 5】体育课上所用的铅球和垒球，外形的大小很相似，当它们以同样的快慢在水泥球场上滚动时，哪一种球的动能更大些，其原因是什么？【分析】决定物体动能大小的因素是物体的质量和运动速度。比较铅球和垒球的质量大小，就能比较出当它们以同样大小的速度滚动时动能的大小关系。【解答】铅球的动能更大些。因为铅球和垒球的体积相似，而铅的密度较大，则铅球的质量大于垒球的质量；由于它们的运动速度大小相同，所以铅球的动能大些。【例 6】试说明水轮机的作用。【解答】水轮机是利用水能做功代替人力劳动的机器。【说明】自然界中的水能不便于人们直接利用，需要把水能转变成转动形式的动能，以便带动各种机器的转动。水轮机的叶轮就可以实现这种转变。水轮机能直接带动工作机，也可以带动发电机把机械能转化为电能使用。【例 7】挂在屋檐上的瓦，因为静止，没有做功，所以没有能。这种说法对吗？【分析】挂在屋檐上的瓦，处于一定的高度，可视为被举高了，因而具有重力势能。【解答】题中说法不对。因为一个物体具有能，只说明它能做功，但它不一定做功。所以瓦处于静止，没有做功，不能表明它不能做功，因而也就不能断言它没有能。【说明】做功与能做功是两个不同的概念，要注意加以区分。有关动能和势能的转化的例题第 3 页 共 6 页初中物力机械能例题分类解析有关动能和势能转化的例题【例 1】一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是 A势能动能势能。B动能势能势能。C动能势能动能势能动能。D势能动能势能动能势能。【分析】乒乓球在高处，由于被举高具有势能。在下落过程中，高度降低，速度增大，在撞击地面前，球的全部势能转化为动能。在撞击地板的一瞬间，由于球发生形变，球的动能转化为球的弹性势能。球在恢复形变的过程中，弹性势能又转化成动能，使球产生一个反方向的速度（如不考虑能的损失，则此速度与球撞击地板前的速度大小相同），向上跳起。在上升的过程中，动能又逐渐转化成势能，直至动能为零。从下落到反跳的全过程中，经历的能量变化过程是：重力势能动能弹性势能动能重力势能。【解答】D。【说明】在解答同一物体的重力势能和动能之间的转化问题时，由于同一物体质量一定，所以重力势能和动能的变化，主要表现在离地面的高度与速度的大小变化。【例 2】物体沿斜面匀速滑下时，它的 A动能增加，重力势能减少，机械能不变B动能不变，重力势能不变，机械能不变C动能不变，重力势能减少，机械能减少D动能增加，重力势能减少，能械能减少【分析】注意物体是匀速滑下，说明物体运动的速度不变，所以动能不变。但随高度的降低，势能减少。因为机械能是动能与势能的统称，所以机械能由于动能不变而势能减少，因而也减少了。【解答】C。【说明】对于一个物体（质量一定），它的动能是否变化就看它的速度是否变；它的重力势能是否变化就看它的高度是否变。第 4 页 共 6 页初中物力机械能例题分类解析【例 3】用一根不可伸长的细线，一端拴住一小球，另一端固定，如图1 动，小球从BOC的过程中机械能发生怎样的转化？【分析】小球运动过程中，没有摩擦阻力，也没有外力对小球做功，只有动能和重力势能之间的转化。把小球从O 点移到 B 点，是小球被举高的过程，因此小球在B 点具有重力势能，但在B 点速度为零，不具有动能。小球从 BO 运动时，高度逐渐减小，说明小球的重力势能逐渐减少；而小球的运动速度逐渐增大，说明小球的动能逐渐增大。在这个过程中，小球的重力势能转化成它的动能。小球从 OC 运动时，高度逐渐增加，说明小球的重力势能逐渐增加；而小球的运动速度逐渐减小至零，说明小球的动能逐渐减少至零。在这个过程中，小球的动能又转化成它的重力势能了。【解答】B-O 重力势能减小，动能增加；OC 重力势能增加，动能减小；C-O 同 BO；O-B 同 O-C。【例 4】竖直向上抛起的石块，上升过程中，它的速度越来越小（空气的作用不计），这是为什么？【分析】可以从力的角度和能的角度去考虑。【解答】从力的角度分析，在石块向上的过程中，石块受到的重力跟它的运动方向相反，因此使石块的速度越来越小。第 5 页 共 6 页初中物力机械能例题分类解析从能的角度分析，在石块上升的过程中，它的势能增加，而势能是石块的动能转化来的，因此石块的动能减小，它的速度就会减小。第 6 页 共 6 页