物理 · 初中 · 约 5 分钟

动能势能与机械能转化:卫星近远地点能量分析

「判断动能、势能的大小变化」是中考选择题固定题型,滚摆、单摆、过山车、卫星近远地点四个情景轮着考;看到「匀速」两个字还答机械能守恒,就是这章最经典的送分错法。

三种机械能的影响因素

能量影响因素判断要点
动能质量和速度质量越大、速度越大,动能越大
重力势能质量和高度质量越大、位置越高,重力势能越大
弹性势能弹性形变的程度形变越大,弹性势能越大

动能与势能的转化场景

  • 滚摆下降:重力势能转化为动能;上升时动能转化为重力势能
  • 单摆摆动:最低点动能最大、重力势能最小;最高点动能为零(水平摆)
  • 过山车下坡:重力势能转化为动能,速度越来越大
  • 拉弯的弓把箭射出:弹性势能转化为箭的动能
  • 苹果自由下落:重力势能转化为动能

人造卫星的能量分析

位置重力势能动能机械能总量
近地点(离地球最近)最小最大守恒(不计阻力)
远地点(离地球最远)最大最小守恒(不计阻力)
从近地点到远地点增大减小动能转化为重力势能

易错点:匀速下落的跳伞员机械能守恒吗

不守恒。匀速下落时速度不变、动能不变,但高度减小、重力势能减小,机械能总量减小——减少的部分通过克服空气阻力做功转化为内能。判断口诀:看见「匀速」或「匀速下降」就别答守恒;机械能守恒的前提是只有重力(或弹力)做功,有空气阻力参与就破功。

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