淺談初中物理動(dòng)能與勢(shì)能題型求解

陸輝燕

(江西省會(huì)昌縣珠蘭師范學(xué)校 342600)

一、有關(guān)動(dòng)能、勢(shì)能與機(jī)械能概念的題型求解

分析理解和掌握動(dòng)能、勢(shì)能與機(jī)械能各自相應(yīng)的概念，知道能與功的聯(lián)系與區(qū)別，通過分析與比較，抓住這些概念的本質(zhì)特征，培養(yǎng)學(xué)生處理信息的能力.

例1 下面關(guān)于能的說法中正確的是( ).

A.一物體的海拔高度值比另一個(gè)物體的大，則這個(gè)物體的重力勢(shì)能一定比另一個(gè)物體更大

B.在空中高速飛行的物體，由于它做了功，因此含有機(jī)械能

C.用繩子懸掛靜止的小方塊，由于未做功，所以不具有機(jī)械能

D.丙汽車的運(yùn)動(dòng)速度比丁汽車的大，則丙汽車的動(dòng)能一定比丁汽車更大

解選項(xiàng)A，物體的機(jī)械能包含動(dòng)能與勢(shì)能，被懸掛的小方塊雖然沒有做功，但是它具有重力勢(shì)能，所以表述錯(cuò)誤；選項(xiàng)C，重力勢(shì)能的決定因素有物體的高度和質(zhì)量，所以高度大的甲物體重力勢(shì)能不一定更大；選項(xiàng)D，動(dòng)能的決定因素有物體的質(zhì)量和物體的速度，所以運(yùn)動(dòng)速度大的丙物體動(dòng)能不一定更大.答案：B

點(diǎn)評(píng)本題考查的是動(dòng)能、重力勢(shì)能與機(jī)械能的概念題.需要掌握動(dòng)能、重力勢(shì)能與機(jī)械能的定義，巧用定義來解決動(dòng)能、重力勢(shì)能與機(jī)械能的大小比較等題型.

二、有關(guān)動(dòng)能與勢(shì)能影響因素題型求解

分析物體的動(dòng)能由物體的質(zhì)量與速度兩個(gè)因素共同決定；重力勢(shì)能則取決于物體的質(zhì)量大小與高度；彈性勢(shì)能與物體彈性形變物體的材料、幾何形狀共同決定.

圖1

例2 圖1所示為的實(shí)驗(yàn)中，圖a、圖b、圖c分別表示將A、B、C三鐵球先后從相同實(shí)驗(yàn)裝置滾下，并推動(dòng)紙盒運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止在水平面上，滿足條件mA=mBhB.

(1)要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇圖____和圖____進(jìn)行比較.

(2)從圖中可以看出，A、B、C三鐵球剛到達(dá)水平面時(shí)，____球的動(dòng)能最大.

解(1)要研究動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，則要確保研究對(duì)象的質(zhì)量是不一致的，而且只考慮動(dòng)能的因素，不考慮重力勢(shì)能的影響，所以選擇圖1和圖3.

(2)物體動(dòng)能的大小取決于物體的質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)速度，動(dòng)能最大的物體，其質(zhì)量與運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)當(dāng)均為最大值.由于運(yùn)動(dòng)速度的大小是由重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變而來，所以要求重力勢(shì)能為最大值，即高度最高、質(zhì)量最大的，綜合考慮可得，C鐵球動(dòng)能最大.

點(diǎn)評(píng)比較物體動(dòng)能大小的關(guān)鍵是要緊扣決定動(dòng)能的兩大因素，如果研究對(duì)象的質(zhì)量相同，則速度越大其動(dòng)能越大，如果研究對(duì)象的速度相同，則質(zhì)量越大其動(dòng)能越大，如果研究對(duì)象保持靜止，則其動(dòng)能為零.

三、有關(guān)動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化題型求解

分析機(jī)械能的轉(zhuǎn)化是指同一物體的動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能三者之間的相互轉(zhuǎn)化，即重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能、動(dòng)能與重力勢(shì)能、動(dòng)能與彈性勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化.能的相互轉(zhuǎn)化總是存在于某一個(gè)或多個(gè)過程中，所以考慮能的轉(zhuǎn)化首先要知道物體原來處于什么狀態(tài)，確定它原來所具有的能的形式，然后明確物體達(dá)到另一種狀態(tài)后所具有的能的形式，從而確定不同形式的能的轉(zhuǎn)化.

圖2

例3 如圖2所示，孩子在蹦床上玩耍，從最初跳起離開蹦床到躍升至最高點(diǎn)這一過程中，孩子的____能逐漸增大，而____能則逐漸減小.

解在下落直至到接觸蹦床的過程中，孩子的動(dòng)能減小，蹦床的彈性勢(shì)能增加；在蹦床舒張把孩子反彈起的過程中，蹦床的彈性勢(shì)能減小，孩子的動(dòng)能增加；在離開蹦床上升的過程中，孩子的動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能.因此本題答案為：重力勢(shì)能 動(dòng)能

點(diǎn)評(píng)孩子玩蹦床的整個(gè)過程可以分成三個(gè)階段進(jìn)行分析：

(1)第一階段：接觸壓縮階段.孩子下落并接觸到蹦床之后，其動(dòng)能和重力勢(shì)能逐漸減小，而蹦床的彈性勢(shì)能則逐漸增大.蹦床被壓縮到最大限度時(shí)，孩子的動(dòng)能為零，重力勢(shì)能最小，彈性勢(shì)能最大.

(2)第二階段：舒張脫離階段.這一階段蹦床的彈性

勢(shì)能逐漸減小，孩子的重力勢(shì)能和動(dòng)能均不斷增大.蹦床完全舒張孩子脫離時(shí)，蹦床的彈性勢(shì)能為零.

(3)第三階段：上升階段.孩子的動(dòng)能逐漸減小，重力勢(shì)能逐漸增大.

注意：分析此類問題時(shí)，一定要明確研究對(duì)象所處的過程，再分析機(jī)械能的轉(zhuǎn)化和變化情況.

動(dòng)能與勢(shì)能是初中物理中非常關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，本文重點(diǎn)介紹了動(dòng)能、勢(shì)能的概念及決定因素，并闡述了動(dòng)能、重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能三者之間的相互轉(zhuǎn)化.在質(zhì)量保持不變的前提下，研究對(duì)象動(dòng)能和重力勢(shì)能的變化，取決于運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)高度的變化.彈性勢(shì)能的變化需要關(guān)注彈性形變與彈性系數(shù)的大小.