题文

体育课上，小华练习垫排球，排球竖直上升过程中动能转化为______能（不计空气阻力），上升到最高点时，排球的动能为______J．

题型：填空题  难度：中档

答案

排球竖直上升过程中速度越来越慢，说明动能逐渐减小；高度越来越高，说明重力势能逐渐增大，故动能转化为重力势能．上升到最高点时，排球速度为零，所以排球的动能为零J． 故答案为：重力势；0

据专家权威分析，试题“体育课上，小华练习垫排球，排球竖直上升过程中动能转化为______..”主要考查你对  势能大小的比较，机械能转化与守恒  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

势能大小的比较机械能转化与守恒

考点名称：势能大小的比较

• 重力势能的影响因素：
  

  判断物体是否具有重力势能的方法	看此物体相对某一个平面是否被举高，即相对此平面有没有一定的高度。若有高度，则物体具有重力势能
  实例	被举高的重锤、吊在天花板上的吊灯、山上的石块
  比较大小的方法	首先要确定这两个因素中哪一个是不变的．然后根据另一个因素的变化情况来判断比较
  说明：物体所处的高度具有相对性，所以物体重力势能的大小也具有相对性。例如，放在桌面上的铁块，相对于地面来说有一定的高度，所以铁块具有一定的重力势能；若相对于桌面来说其高度为零，则铁块的重力势能就为零。在不特别指出参照物的情况下，一般以地面为参照物。

  
  弹性势能的影响因素：
  

  判断物体是否具有弹性势能的方法	看此物体是否发生了弹性形变，物体有弹性无形变或有形变无弹性都没有弹性势能，必须既有弹性又有形变
  实例	拉伸的弹簧、被拉弯的弓、压弯的树枝
  比较大小的方法	同一物体形变量变大，弹性势能变大，不同物体还要看弹性的大小

• 动能、势能的大小变化及判断：
      比较动能、势能的大小和判断它们大小的变化，关键是全面考虑决定它们大小的两个因素，不能只注意一个因素，忽视另一个因素。
  
  例1：2010年4月14日，青海玉树发生强烈地震。地震后运送救灾物资的飞机对灾区投放物品，物品在空中匀速下落的过程中，其动能和重力势能的变化是 (   )
  A．动能增加，重力势能增加
  B．动能减少，重力势能减少
  C．动能不变，重力势能减少
  D．动能小变，重力势能增加
  
  解析：救灾物品在匀速下落的过程中，其速度不变，高度逐渐减小，所以其动能不变，重力势能减小，选C。
  答案：C
  
  例2：如图所示，杂技表演者在离板后的上升过程中，她的(    )
  
  A．重力势能增加，动能减少
  B．重力势能增加，动能增加
  C．重力势能减少，动能减少
  D．重力势能减少，动能增加
  
  解析：杂技表演者在离板后的上升过程中，其高度增大，重力势能增加。但随高度的增大其速度不断减小，则动能减少。
  答案：A

  控制变量法研究影响重力势能大小的因素：
      重力势能的大小与质量和被举高的高度有关。要用“控制变量法思想”进行探究。研究重力势能大小与质量的关系时，保持高度不变；研究重力势能大小与高度的关系时，保持物体质量不变。
  例：在综合实践活动课上，王明同学发现学校运动场地上有若干大小不等的铅球，如图所示，于是他想利用这些器材亲身体验一下“重力势能的大小与哪些因素有关”。
  (1)请你帮他设计应如何去做。
  (2)说明该实践中怎样判断物体重力势能的大小。
  
  解析：重力势能的大小与质量和高度有关，分析时要审明题意，运用控制变量法进行设计。
  
  答案：(1)将质量不同的铅球从同一高度释放，落至地面(沙坑)。将同一铅球从不同高度释放，落至地面(沙坑)。
  (2)根据铅球对地面的作用效果(或引起地面形变的大小、砸出坑的深浅)，作用效果越明显 (或引起地面形变越大、砸出的坑越深)物体的重力势能越大，反之，重力势能越小。

考点名称：机械能转化与守恒

• 机械能定义：
  动能与势能之和称为机械能。
  
  机械能守恒：
  动能与势能之间是可以相互转化的，即动能可以转化成势能，势能也可以转化成动能。在只有动能与势能转化的过程中，机械能的总量保持不变。如图：卫星绕地球转动时，由于太空是真空，动能和势能相互转化，机械能不变。
  
  规律总结：在只有重力、引力、弹力做功时，机械能是守恒的，其他力做功，机械能不守恒。

• 机械能间的转化：
  (1)动能和重力势能可以相互转化。
  ①动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增加；
  ②重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大。
  
  (2)动能和弹性势能可以相互转化。
  ①动能转化为弹性势能的标志是速度减小，形变增大；
  ②弹性势能转化为动能的标志是动能增大，形变减小；
  ③动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间。
  
  (3)在动能和势能相互转化的过程中，若没有能量损失(如克服阻力)或其他形式的能量的补充，机械能的总和保持不变，机械能守恒。
  
  (4)机械能也可以转化为其他形式的能量。

• 对能量转化的理解：
  (1)分析某个物体在物理变化的过程中机械能的大小发生改变与否时，应全面考虑。即同时考虑动能、重力势能、弹性势能的变化情况。
  
  (2)物体储存能量时，物体具有做功的本领，物体损失能量时，就说物体正在做功。
  
  (3)物体对外界做功时，物体的能量减小。
  
  (4)外界对物体做功时，物体的能量增加。

• 滚摆：
      滚摆又称麦克斯韦摆，它是在学习机械能时，常用来演示重力势能和动能之间相互转化的仪器，如图。
  
      做滚摆实验时，先调整悬绳，使摆轮处于水平最低位置，然后转动摆轮，使悬绳均匀地绕在摆轮的轴上，直至摆轮上升到悬绳的最上部，并且保持摆轮的轴与水平地面平行。此时，摆轮具有一定的重力势能，而动能为零。当由静止释放摆轮，在重力和悬绳拉力的共同作用下，摆轮边旋转，边下降，摆轮的重力势能不断减少，转化成摆轮的动能。当悬线全部伸开时，摆轮的重力势能不再减少，摆轮的动能达到最大值。由于惯性，摆轮继续旋转，摆轮轴又开始把绳绕在轴上，使摆轮开始上升，随着重力势能的增加，动能不断减少，动能转化为势能。直到上升到开始位置，摆轮停止转动，停止上升。接着又开始新的一轮下降、上升…… 实际上，摆轮每次下降后再上升都不会上升到前一次的高度，这是摩擦力、空气阻力等作用的结果，使一部分机械能转化为内能。