“吃透”機(jī)械能

劉宏

機(jī)械能是最常見(jiàn)的一種形式的能量，生產(chǎn)、生活中能量的轉(zhuǎn)化無(wú)處不在.那么，在機(jī)械運(yùn)動(dòng)中.機(jī)械能是如何轉(zhuǎn)化的？我們應(yīng)怎樣判斷機(jī)械能的變化.從而來(lái)利用機(jī)械能呢？同學(xué)們需把握好以下三點(diǎn)，

知識(shí)點(diǎn)1 機(jī)械能的基本概念

我們已經(jīng)了解到物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能叫動(dòng)能.物體動(dòng)能的大小與物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢(shì)能.物體重力勢(shì)能的大小與物體的質(zhì)量和距離地面的高度有關(guān)：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢(shì)能，物體彈性勢(shì)能的大小與物體發(fā)生彈性形變的程度有關(guān).重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為勢(shì)能.動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱(chēng)為機(jī)械能，機(jī)械能與整個(gè)物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況有關(guān).在國(guó)際單位制中的單位是焦耳（J）.

例1 （2019.長(zhǎng)春）2019年3月10日凌晨，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭.成功將“中星6C”衛(wèi)星發(fā)射升空.在衛(wèi)星加速升空的過(guò)程中，下列關(guān)于衛(wèi)星的能量分析，說(shuō)法正確的是（

）.

A.動(dòng)能增加.勢(shì)能不變

B.動(dòng)能不變.勢(shì)能增加

C.機(jī)械能總量不變

D.機(jī)械能總量增加

解析：審題時(shí)要學(xué)會(huì)抓關(guān)鍵詞.挖掘隱含條件.衛(wèi)星加速升空過(guò)程中.關(guān)鍵詞是“加速升空”，說(shuō)明速度和高度都在變大，隱含條件是“質(zhì)量不變”.所以其動(dòng)能和重力勢(shì)能都變大;機(jī)械能等于動(dòng)能和勢(shì)能的總和，所以機(jī)械能也變大.

答案：D

知識(shí)點(diǎn)2 機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和守恒

機(jī)械運(yùn)動(dòng)中.動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化.若不計(jì)摩擦和介質(zhì)阻力.且物體只發(fā)生動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，則機(jī)械能的總量保持不變，即機(jī)械能守恒.如在光滑的水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體.物體動(dòng)能和勢(shì)能均未發(fā)生變化.則機(jī)械能守恒，若物體從光滑的斜面滾落，不計(jì)空氣阻力時(shí)，物體的重力勢(shì)能越來(lái)越小，動(dòng)能越來(lái)越大，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能總量保持不變，機(jī)械能守恒;當(dāng)考慮空氣阻力時(shí)，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時(shí)的機(jī)械能不守恒.

倒2 （2019.長(zhǎng)沙）下列有關(guān)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化的說(shuō)法正確的是（

）.

A.彎弓射箭，箭的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為弓的彈性勢(shì)能

B.攔河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢(shì)能

C.蹦床運(yùn)動(dòng)員從高處落下，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能

D.人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)飛向遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí).勢(shì)能減小.動(dòng)能增大

解析：判斷機(jī)械能的轉(zhuǎn)化.關(guān)鍵是弄清物理過(guò)程.A選項(xiàng)的物理過(guò)程是“彎弓射箭”.意思是用拉彎的弓把箭射出去，此處講述的不是彎弓的過(guò)程，而是射箭的過(guò)程：弓弦具有較大的彈性勢(shì)能，把箭射出去，箭的動(dòng)能增大，能量轉(zhuǎn)化應(yīng)為彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，A錯(cuò).B選項(xiàng)的物理過(guò)程是“使水位升高”，水的高度增大，重力勢(shì)能增大，B對(duì).C選項(xiàng)的物理過(guò)程是“從高處落下”，高度減小，重力勢(shì)能減小，運(yùn)動(dòng)員在重力作用下加速運(yùn)動(dòng)，速度變大，動(dòng)能變大，能量轉(zhuǎn)化應(yīng)為重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.C錯(cuò).D選項(xiàng)的物理過(guò)程是“人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)飛向遠(yuǎn)地點(diǎn)”.相當(dāng)于人造衛(wèi)星從離地面較低處向較高處飛行，與C選項(xiàng)的過(guò)程相反，能量轉(zhuǎn)化應(yīng)為動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能，所以動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大.D錯(cuò).

答案：B

知識(shí)點(diǎn)3 機(jī)械能的利用

能源危機(jī)已日益嚴(yán)重.大力發(fā)展可再生能源.用可再生能源全面取代生化資源顯得尤為重要.自然界中的流水和風(fēng)都是具有大量機(jī)械能的天然可再生能源，人們應(yīng)當(dāng)充分利用這些能源，水力發(fā)電是利用河流、湖泊等位于高處具有重力勢(shì)能的水流至低處，將其中所含的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化成水輪機(jī)的機(jī)械能.再借水輪機(jī)推動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能.水力發(fā)電實(shí)際就是水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變成水輪機(jī)的機(jī)械能.再轉(zhuǎn)化成電能的過(guò)程，風(fēng)能是一種清潔、安全、可再生的綠色能源，在生活中的應(yīng)用也比較多，如風(fēng)力提水、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)帆助航、風(fēng)力制熱等.

責(zé)任編輯 蔡華杰