「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。