第一节 动能和势能

典型例题

动能和势能的变化
　【例题】判断下列几种情况下，物体的动能，势能是否变化，是增加还是减少？
　（1）直升飞机匀速上升
　（2）滑梯上的小孩往下滑地越来越快
　（3）汽车在平直的公路上行驶
　（4）弯曲的钢条在逐渐变直

　【分析】同一物体质量一定，动能和重力势能的变化，主要表现为速度的大小变化和离地面高度的大小变化．

　【解答】（1）匀速上升，速度不变，高度增加，因此重力势能增加．
　（2）下滑得越来越快，速度和高度都发生了变化，因此动能增加，重力势能减小．
　（3）汽车匀速行驶，运动速度和高度都没发生变化，因此动能和重力势能都没有变化．
　（4）钢条在逐渐变直的过程中，弹性形变的大小减小了，因此其弹性势能减小．

机械能形式的判断
　【例题】下列物体各具有什么形式的机械能？
　（1） 天空中向前飞行的飞机
　（2） 在地面上被拉弯的弓
　（3） 稳稳地立在山顶上的一块石头（以山脚的地面为标准）
　（4） 在地上滚动的足球

　【分析】根据动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否运动、被举高、发生弹性形变，即可确定物体具有哪种形式的机械能．

　【解答】（1）具有一定的速度和高度，因此具有动能和重力势能．
　（2）发生了弹性形变，因此具有弹性势能．
　（3）它离地面有一定的高度，因此具有重力势能．
　（4）足球是运动的，因此具有动能．

机械能大小的分析
　【例题】比较下列物体具有的机械能的大小
　（1） 一个人和一头大象以相同的速度在平路上行走．
　（2） 两辆完全相同的拖拉机在同一水平公路上行驶，一辆的速度是20km/h，另一辆的速度为10km/h．
　（3） 坐在三楼教室中的同学，一人质量为60kg，另一人质量为50kg．
　（4） 一块石头先被举高1m，后被举高2m．

　【分析】根据动能、重力势能、弹性势能大小的决定因素，分析三种能量大小时，要分别考虑质量和速度、质量和高度、弹性形变的大小，从而比较能量的大小．

　【解答】（1）人和大象具有相同的速度，但是大象的质量大，所以大象的动能大于人的动能．
　（2）质量相同，速度大的动能大，所以速度为20km/h的拖拉机动能大．
　（3）两个同学的高度相同，质量大的重力势能大，所以，质量是60kg的同学重力势能大．
　（4）同一块石头，质量不变，第二次比第一次举得高，所以第二次它的重力势能大．