【猜 想】動(dòng)能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)。
【實(shí)驗(yàn)器材】斜面、木塊、大鐵球和小鐵球
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
�、� 如圖所示，在桌面上架起一個(gè)斜面，在斜面末端放上木塊，讓鐵球從斜面上自由滑下。
② 讓大鐵球和小鐵球先后從斜面的同一高度自由滾下，推動(dòng)桌面上的木塊，分別記下鐵球推動(dòng)木塊移動(dòng) 的距離。
�、� 讓同一鐵球先后從斜面上的不同高度自由滾下，分別記下木塊兩次被推動(dòng)的距離。
【實(shí)驗(yàn)方法】控制變量法、轉(zhuǎn)換法
【實(shí)驗(yàn)研究】
· 如何判斷動(dòng)能大�。嚎葱′撉蚰芡苿�(dòng)木塊做功的多少。
· 如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小相同。
· 如何改變鋼球速度：使鋼球從不同高度滾下。(注意控制鋼球質(zhì)量一定)
【實(shí)驗(yàn)分析】
實(shí)驗(yàn)②說明：物體動(dòng)能與質(zhì)量有關(guān)。運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大。
實(shí)驗(yàn)③說明：物體動(dòng)能與速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大。
【分析歸納】 保持鋼球質(zhì)量不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量相同時(shí);速度越大動(dòng)能越大。
保持鋼球速度不變時(shí)結(jié)論：運(yùn)動(dòng)物體速度相同時(shí);質(zhì)量越大動(dòng)能越大;
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】 物體動(dòng)能與質(zhì)量和速度有關(guān)。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)的速度越大，它的動(dòng)能越大;
運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)能也越大。
物體
質(zhì)量m/kg
速度v/（m．s-1）
動(dòng)能E/J
牛
約600
約0．5
約75
中學(xué)生
約50
約6
約900
練習(xí)：☆上表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時(shí)的一些數(shù)據(jù)：
分析數(shù)據(jù)：可以看出對(duì)物體動(dòng)能大小影響較大的是速度。
判斷依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍，此時(shí)動(dòng)能為牛的12倍，說明速度對(duì)動(dòng)能影響大。
探究決定重力勢(shì)能大小的因素
猜想：重力勢(shì)能大小與物體質(zhì)量和高度有關(guān);
方法：控制變量;
如何判斷重力勢(shì)能大小：看小鋼球落地時(shí)做功的多少(沙子表面凹陷程度 )
探究重力勢(shì)能大小與物體質(zhì)量的關(guān)系：使質(zhì)量不同的兩個(gè)鋼球從同一高度下落，觀察沙地表面凹陷程度。
探究重力勢(shì)能大小與物體高度的關(guān)系：讓同一小球從不同高度下落，觀察沙子表面凹陷程度。
結(jié)論：質(zhì)量相同的物體，高度越高，重力勢(shì)能越大; 高度相同的物體，質(zhì)量越大，重力勢(shì)能越大。
機(jī)械能：動(dòng)能和勢(shì)能統(tǒng)稱為機(jī)械能。
有動(dòng)能的物體具有機(jī)械能;有勢(shì)能的物體具有機(jī)械能;同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能的物體具有機(jī)械能。
動(dòng)能是物體運(yùn)動(dòng)時(shí)具有的能量，勢(shì)能是存儲(chǔ)著的能量。
動(dòng)能和勢(shì)能可以互相轉(zhuǎn)化。如果只有動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和不變，也就是說機(jī)械能是守恒的。
(二)動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化
動(dòng)能和重力勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動(dòng)能增大，重力勢(shì)能減小，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動(dòng)能減小，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。
動(dòng)能與彈性勢(shì)能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
如果一個(gè)物體的動(dòng)能減小，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能增大，則動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。
如果一個(gè)物體的動(dòng)能增大，而另一個(gè)物體的彈性勢(shì)能減小，則彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
動(dòng)能與勢(shì)能轉(zhuǎn)化問題的分析：
�、� 首先分析決定動(dòng)能大小的因素，決定重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)大小的因素──看動(dòng)能和重力勢(shì)能(或彈性勢(shì)能)如何變化。
�、� 還要注意動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大──如果除重力和彈力外沒有其他外力做功(即：沒有其他形式能量補(bǔ)充或沒有能量損失)，則動(dòng)能勢(shì)能轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不變。
�、� 題中如果有“在光滑斜面上滑動(dòng)”則“光滑”表示沒有能量損失──機(jī)械能守恒;“斜面上勻速下滑”表示有能量損失──機(jī)械能不守恒。
(三)水能和風(fēng)能的利用
水電站的工作原理： 利用高處的水落下時(shí)把重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，水的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)移到水輪機(jī)，利用水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí)：
☆ 水電站修筑攔河大壩的目的是什么?大壩為什么要設(shè)計(jì)成上窄下寬?
答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢(shì)能，水下落時(shí)能轉(zhuǎn)化為更多的動(dòng)能，通過發(fā)電機(jī)就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。
無論是江河大堤，還是水庫大壩都修成上窄下寬，其目的主要是
(1)降低重心，增加穩(wěn)度;增大受力面積，減小對(duì)壩基壓強(qiáng);增大壩體的有效植被面積，減少水土流失。
(2)防水壓。根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)公式p=ρgh可知，堤壩內(nèi)的水越靠近堤壩底，水深h越大，水產(chǎn)生的壓強(qiáng)也越大。堤壩下寬能承受較大的水壓，確保堤壩的安全。
(3) 防滲漏。堤壩下部受水的壓強(qiáng)越大，水越容易滲進(jìn)壩體。把下部修得寬些，就可以延長(zhǎng)堤壩內(nèi)水的滲透路徑，增大滲透阻力，從而提高堤壩的防滲透性能。
(4) 防滑動(dòng)。堤壩內(nèi)水的壓力總有將大堤向外水平推動(dòng)和將大壩推向下游的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，堤壩基底需要有與之抗衡的靜摩擦力，才能保持堤壩平衡。將堤壩下部修寬既可增大壩體的重力，也可增大迎水面(擋水面)上水對(duì)壩體豎直向下的壓力，因此，可以增強(qiáng)壩體與壩基間的最大靜摩擦力，達(dá)到防止堤壩滑動(dòng)的目的。
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