第十二章機械能

第2

頁考點梳理考點一機械能1．物體能夠________就說明該物體具有能量；物體能夠__________越多，其具有的能量就越大．在國際單位制中，能量的單位是________.做功做的功焦耳第3

頁易錯點能夠做功的物體，即具有能量的物體，由于所處的條件不同，可能正在做功，也可能沒有做功，但是只要它能夠做功，或者說它具有做功的本領，就具有能量.對功和能的理解(1)判斷一個物體是否具有能量，不是看物體是否正在做功，而是看物體是否具有做功的本領．如：①運動的子彈能射穿物體而做功，就比靜止的子彈多了一種本領，那就是動能．②高處的石塊落下時會把地面撞個坑，它就比地面的石塊多了一種本領，即重力勢能．③未拉彎的弓是不能把箭射出去的，因為它不具有對箭做功的本領，即沒有彈性勢能．(2)做功的過程一定伴隨有能量的轉(zhuǎn)化，即物體做了多少功，就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化.第4

頁2．(1)物體由于________而具有的能量叫做動能，質(zhì)量越______、運動的速度越______，則物體的動能越大．(2)物體由于____________而具有的能量叫做重力勢能，物體的質(zhì)量越______、位置越______，則物體的重力勢能越大．(3)物體由于____________而具有的能量叫做彈性勢能，彈性形變程度越______，彈性勢能越大．運動大快位置較高大高彈性形變大第5

頁考點二機械能的轉(zhuǎn)化3．物體具有的______________統(tǒng)稱為機械能．動能與勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化；如果能量相互轉(zhuǎn)化的過程中，只有________和________相互轉(zhuǎn)化，機械能的總量________.動能和勢能動能勢能不變第6

頁機械能是否發(fā)生變化的判斷(1)直接法：先判斷物體的動能、勢能的變化，再確定機械能的變化，即由“機械能＝動能＋勢能”來判斷．(2)間接法：在物體動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程中，如果不計摩擦和空氣阻力，也沒有其他力(除重力、彈力)做功時，動能減少多少，勢能就會增加多少；反之，勢能減少多少，動能就會增加多少，而機械能的總量不變；如果有摩擦或空氣阻力，機械能的總量就會減少.第7

頁考點三水能和風能4．流動的水具有的動能與勢能叫做________；流動的風具有的能量叫做________.它們是具有大量__________的天然資源，在一定條件下可以與其他形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化．水能風能機械能第8

頁考點四常考圖片機械能轉(zhuǎn)化為電能

重力勢能動能動能重力勢能第9

頁彈性勢能重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能最大動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能第10

頁風能轉(zhuǎn)化為機械能，最終轉(zhuǎn)化為電能重力勢能減小，動能增大動能減小，重力勢能增大第11

頁機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機械能的總量減少第12

頁?？键c突破常考點機械能的轉(zhuǎn)化【2019·廣東深圳中考】如圖，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經(jīng)最低點b運動至c點．下列分析正確的是 (

)A．從a到b的過程中，小球動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B．經(jīng)過b點時，小球動能最大C．從b到c的過程中，小球動能增大D．從a到c的過程中，小球機械能守恒B

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頁解題指導從隱含條件中判斷動能、勢能的變化情況：(1)如從“勻速”→v不變、“加速(越來越快)”→v變大和“減速(剎車)”→v減小等詞匯判斷速度的變化．(2)從“上升(遠地點)”→h變大、“下降(下滑、近地點)”→h減小等判斷高度的變化．(3)從“投放救災物資的飛機”“正在灑水的灑水車”→m減小等判斷質(zhì)量的變化．(4)根據(jù)“光滑”→無摩擦力做功、“粗糙”→克服摩擦做功等判斷機械能變化或根據(jù)動、勢能變化判斷機械能變化．第14

頁實驗突破實驗一探究動能的大小與什么因素有關命題點1．轉(zhuǎn)換法的應用：在同一平面上，木塊被撞得越遠，表示小球的動能越大.

2.控制變量法的應用：(1)不同質(zhì)量的小球在同一位置釋放，控制釋放的球在撞擊木塊時的速度相同，探究動能和質(zhì)量的關系．(2)同一小球在不同位置釋放，控制質(zhì)量不變，探究動能與速度的關系．3.實驗結論：動能大小與物體的質(zhì)量和速度有關，質(zhì)量相同時，速度越大，動能越大；速度相同時，質(zhì)量越大，動能越大．4.若水平面絕對光滑，該實驗不能達到探究目的，因為當水平面絕對光滑時，小球?qū)⒗^續(xù)做勻速直線運動，無法比較運動的距離.第15

頁

【廣東中考】利用如圖所示裝置探究“物體的動能大小與哪些因素有關”．將小球A、B分別拉到與豎直方向成一定角度θ的位置，然后都由靜止釋放，當小球擺動到豎直位置時，將與靜止在水平面上的木塊C發(fā)生碰撞，木塊都會在水平面上滑行一定距離后停止．圖中的擺長L都相同，θ1＜θ2，球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB(mA＜mB)．第16

頁(1)如圖甲、乙所示，同時釋放A、B，觀察到它們并排擺動且始終相對靜止，同時到達豎直位置，這表明兩小球在擺動過程中的任一時刻的速度大小與小球的________無關．(2)如圖甲、乙所示，觀察到B球能將木塊C撞得更遠，由此可得出結論：______________________________________.(3)圖乙中小球B到達豎直位置時的速度________(選填“大于”“小于”或“等于”)圖丙中小球B到達豎直位置時的速度．如圖乙、丙所示，圖丙中木塊C滑行得更遠些，由此可得出結論：________________________________________.質(zhì)量速度相同時，物體質(zhì)量越大，動能越大小于質(zhì)量相同時，物體的速度越大，動能越大第17

頁拓展考查：(4)在圖甲和圖乙中，兩球被拉到相同的角度，______球的重力勢能大；并從靜止開始釋放，這是為了使兩球擺動到豎直位置時________相同，研究動能與____________的關系．(5)在圖乙和圖丙中，B球被拉到不同的角度，并從靜止開始釋放，這是為了使B球擺動到豎直位置時________不同，研究動能與________________的關系．(6)在圖丙中，小球在下降過程中，____________轉(zhuǎn)化為________.

(7)在實驗過程中，木塊被小球撞擊后仍能向前滑行是由于木塊具有________；最終停下來是由于__________________，說明____________________________；如果水平面是光滑的，木塊將做________________.B

速度物體質(zhì)量速度物體運動速度重力勢能動能慣性受到阻力的作用力可以改變物體的運動狀態(tài)勻速直線運動第18

頁實驗二探究重力勢能的大小與什么因素有關命題點1．轉(zhuǎn)換法的應用：通過觀察物體落下時沙地的凹陷程度來反映物體重力勢能的大小，凹陷程度越大，重力勢能越大．2．控制變量法的應用(1)探究重力勢能的大小與質(zhì)量的關系：控制高度相同，讓不同質(zhì)量小球從同一高度由靜止落下，觀察沙地的凹陷程度．(2)探究重力勢能的大小與高度的關系：控制小球的質(zhì)量不變，用同一個小球從不同高度由靜止落下，觀察沙地的凹陷程度．第19

頁3．小球下落過程到沙地凹陷前所涉及的能量轉(zhuǎn)化：重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，沙地凹陷后到小球靜止的過程中所涉及的能量轉(zhuǎn)化：機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.4．實驗結論：在高度相同時，質(zhì)量越大的物體具有的重力勢能越大；在質(zhì)量相同時，所處高度越高的物體具有的重力勢能越大．第20

頁

某同學在體育活動中，從鉛球下落陷入沙坑的深淺情況猜想到：物體的重力勢能可能與物體的質(zhì)量、下落高度和運動路徑有關．于是設計了如圖所示的實驗：用大小、形狀相同的A、B、C、D四個鉛球，其中A、C、D三球的質(zhì)量為m，B球質(zhì)量為2m，讓A、B兩球從距沙表面高H靜止下落，C球從距沙表面高2H靜止下落，D球從距沙表面高2H的光滑彎曲管道上端靜止滑入，最后從管道下端豎直地落下(球在光滑管道中運動的能量損失不計)．實驗測得A、B兩球陷入沙深度分別為h1和h2，C、D兩球陷入沙深度均為h3，且h1<h2<h3.第21

頁(1)本實驗中，鉛球的重力勢能大小是通過______________________來反映的．這里用到的物理學研究問題的方法是________(選填“放大”“控制變量”或“轉(zhuǎn)換”)法．(2)比較A、B兩球，發(fā)現(xiàn)B球陷入沙深度更大，由此可得出結論：當下落高度一定時，__________________________.(3)比較__________兩球，發(fā)現(xiàn)C球陷入沙中深度更大，由此可得出結論：當物體質(zhì)量相同時，下落高度越高，物體的重力勢能越大．(4)小球在下落過程陷入沙之前，將重力勢能轉(zhuǎn)化為________，陷入沙中后到小球靜止過程中，將機械能轉(zhuǎn)化為________.

鉛球陷入沙坑的深度轉(zhuǎn)換質(zhì)量越大，重力勢能越大A、C

動能內(nèi)能第22

頁拓展考查：(5)比較C、D兩球，發(fā)現(xiàn)兩球運動的路徑不同，但陷入沙深度相同，由此可得出結論：物體的重力勢能與物體運動的路徑________(選填“有關”或“無關”)．無關第23

頁考點一動能、勢能與機械能1．【2018·瀘州】在2018年瀘州市中考體育考試中，小彤同學進行了實心球測試，對球運動的幾個階段，下列說法正確的是 (

)A．小彤撿起實心球，并緩慢舉高的過程中，小彤對球做功，球的重力勢能增加B．小彤將球用力投出后，球在空中運動過程中小彤對球做功，球的機械能增加C．小彤將球用力投出后，球在空中最高點時所受的合力為零D．球落地后在水平地面滾動一段距離停止，球在地面滾動階段，球的機械能不變四川中考真題精練A

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頁2．【2018·自貢】居民小區(qū)里電梯勻速上升過程中，電梯的 (

)A．動能保持不變 B．機械能保持不變C．重力勢能保持不變 D．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能A

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頁3．【2018·內(nèi)江A卷】如圖所示，貨架上放著A、B、C、D四個體積相同的實心球，其中A和B為鉛球，C和D為鐵球，那么A和B兩球相比較，______球的重力勢能大；B和C兩球相比較，做功本領更大的是______球．(ρ鉛>ρ鐵)4．【2019·涼山】在一次軍事演習中，空中加油機正在給戰(zhàn)斗機加油，以戰(zhàn)斗機為參照物，加油機的運動狀態(tài)是________的，在加油過程中，加油機的動能________(選填“變大”“變小”或“不變”)．A

B

靜止變小第26

頁5．【2017·瀘州】在探究“物體動能與其速度大小關系”的實驗中，如圖所示，同一個小車分別從同一斜面的不同高度由靜止滑下，撞擊靜止在水平木板上的同一木塊，木塊被撞后在相同木板上運動一段距離后停下來，請你回答下列問題：第27

頁(1)小芳正確操作實驗，觀察到小車滑下的高度越高，木塊運動的距離越______，說明木塊被撞后動能越______.木塊在木板上運動過程中，第一次受到的摩擦力為f1，第二次受到的摩擦力為f2，則f1與f2的大小關系是f1______(選填“＞”“＜”或“＝”)f2.(2)小芳利用上述器材探究“阻力對物體運動的影響”，為了完成該實驗，還需要增加的器材有________(選填“砝碼”“毛巾”或“彈簧測力計”)．每次讓小車從同一高度由靜止滑下，記下木塊最終停在不同水平面上的位置，可知木塊受到的阻力越小，運動的距離越______.遠大＝毛巾遠第28

頁考點二機械能及其轉(zhuǎn)化1．【2018·綿陽】2018年4月2日，“天宮一號”圓滿完成預定任務后返回地球.8.5t重的“天宮一號”，在100km左右的高空以約22倍音速進入大氣層．其中部分器件在大氣層中與大氣層摩擦燒蝕銷毀．最后大約1.5t殘骸墜入南太平洋．在這個過程中，“天宮一號”的部分機械能 (

)A．通過熱傳遞轉(zhuǎn)化為大氣的內(nèi)能B．通過重力做功轉(zhuǎn)化為大氣的內(nèi)能C．通過摩擦做功轉(zhuǎn)化為大氣的內(nèi)能D．通過重力做功轉(zhuǎn)化為殘骸的內(nèi)能C

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頁2．【2018·樂山】人造地球衛(wèi)星在大氣層外環(huán)繞地球運行(不受空氣阻力)，當它從遠地點向近地點運動時 (

)A．動能減小，勢能增大，機械能不變B．動能減小，勢能減小，機械能減小C．動能增大，勢能減小，機械能不變D．動能增大，勢能減小，機械能減小C

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頁核心素養(yǎng)·科學思維3.【瀘州】如圖所示，將一小鋼球從a點豎直向上拋出(不計空氣阻力)，經(jīng)過b點到達最高點c時速度為零．圖中hab＝hbc，下列判斷正確的是 (

)A．小鋼球在ac段重力勢能的增加量與動能的減少量相等B．小鋼球運動到最高點c時所受的合力為零C．小鋼球在ab段克服重力做功小于在bc段克服重力做功D．就a、b、c三點而言，小鋼球在a點具有的機械能最大A

第31

頁4.【2019·綿陽】2019年1月3日，嫦娥四號實現(xiàn)了人類探測器首次成功在月球背面軟著陸．嫦娥四號探測器在距離月球表面100米高處懸停，對月球表面識別，并自主避障，選定相對平坦的區(qū)域后，開始緩慢地豎直下降，最后成功軟著陸．從距離月球表面100米到軟著陸在月球表面的過程中，嫦娥四號探測器的重力勢能________，機械能________.(均選填“增加”“不變”或“減少”)減少減少第32

頁5．【2019·遂寧】如圖是老師設計的探究機械能轉(zhuǎn)化的實驗裝置，將一彈簧下端固定于帶槽的斜面底端，彈簧上端處于斜面A點處；將一小球從斜面頂端釋放，小球經(jīng)過斜面A點后壓縮彈簧，在斜面C點停止；然后在彈力的作用下小球再向上運動到斜面的D點，接著再向下運動；如此往復幾次后小球在斜面的B點靜止，那么小球第一次下降經(jīng)過斜面的______(選填“A”“B”“C”“D”或“O”)點時動能最大；小球上升時不能再回到O點的原因主要是小球克服摩擦做功，將部分機械能轉(zhuǎn)化成了________.B

內(nèi)能第33

頁6．【2017·內(nèi)江B卷】在探究“動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置．用細線把一個質(zhì)量為m的小球懸掛起來，將小球從位置B拉到位置A，由靜止釋放小球．觀察小球從A→B→C的過程中高度和速度的變化，并測出了小球在A、B、C三個位置時動能和重力勢能的值．從而分析這一過程中動能和重力勢能之間的轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)如下表所示.運動過程或位置AA→BBB→CC動能Ek/J0增加4.98減少0重力勢能Ep/J5.00減少0增加4.97第34

頁(1)小球在圖中的C位置，受到______個力的作用．(2)從實驗中可以看出，小球從A→B的過程中速度不斷增加，高度不斷降低，這個過程中是重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為________，在能量的轉(zhuǎn)化過程中，機械能在逐漸減少，這主要是小球受到____________造成的．(3)在實驗中，如果換用質(zhì)量為2m的小球，其他條件不變，那么，小球到達B位置時的機械能________(選填“大于”“等于”或“小于”)質(zhì)量為m的小球到達B位置時的機械能．2

動能空氣阻力大于第35

頁(1)電動汽車對水平地面的壓強．(2)電動汽車勻速行駛20km，牽引力所做的功．(3)電動汽車電能轉(zhuǎn)化為機械能的轉(zhuǎn)化效率.空車質(zhì)量1380kg輪胎與地面總接觸面積320cm2電池容量42kW·h最高時速120km/h最大功率100kW最大續(xù)航里程260km第36

頁第37

頁第38

頁一、選擇題1．【2019·山東煙臺中考】如圖所示，小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能互相轉(zhuǎn)化．則 (

)A．小球在A處的動能等于在D處的動能B．小球在A處的動能大于在D處的動能C．小球在B處的機械能小于在C處的機械能D．小球在B處的機械能等于在C處的機械能2020年迎考特訓挑戰(zhàn)中考D第39

頁2．【2019·江蘇蘇州中考】將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起，它的部分運動軌跡如圖所示，下列說法正確的是 (

)A．皮球經(jīng)過同高度的A、B兩點時動能相等B．皮球第一次反彈后到達最高點P點時速度為零C．皮球在D點時的機械能小于在C點時的機械能D．若將皮球表面涂黑，則會在地面M、N兩點留下兩個大小相等的黑色圓斑C第40

頁3．【2018·山東泰安中考】2018年5月21日凌晨，我國成功利用長征四號丙運載火箭將“鵲橋”號中繼衛(wèi)星發(fā)射升空，邁出了人類航天器月背登陸第一步！下列有關說法正確的是 (

)A．火箭點火升空過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B．火箭點火升空過程中，火箭的慣性消失C．火箭加速上升過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D．火箭加速上升過程中，只受到重力和空氣阻力A第41

頁4．【2018·浙江紹興中考】如圖，木塊以一定的速度滑過A、B點，到C點滑出下落至D點，A和B、C和D之間的垂直距離均為h.若空氣阻力忽略不計，則對木塊在運動過程中能量變化的分析，正確的是 (

)A．D點與A點相比，動能增加，勢能減少，機械能不變B．A點到C點減少的重力勢能等于C點到D點減少的重力勢能C．B點的動能可能等于A點的動能，但一定大于C點的動能D．B點的動能可能等于D點的動能，但一定大于A點的動能B第42

頁5．【廣西貴港中考】如圖所示，兩邊分別用彈簧k1和k2拴住的滑塊M靜止在O點處，此時兩彈簧均處于自然狀態(tài)；用手向右撥動滑塊M，它就可以在光滑的水平面上來回運動．當滑塊從O點向右運動時(彈簧在彈性限度內(nèi)) (

)A．彈簧k1和k2的彈性勢能同時增大B．彈簧k1和k2的彈性勢能同時減小C．彈簧k1的彈性勢能增大，k2的彈性勢能減小D．彈簧k1的彈性勢能減小，k2的彈性勢能增大A第43

頁二、填空題6．【2019·黑龍江哈爾濱中考】自然界中，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程遵守____________定律．水能和風能都屬于________能．能量守恒7．【2018·山東濟寧中考】如圖所示，跳水運動員為獲得充足的空間滯留時間，都會在跳水前先用力下壓跳板，以便利用跳板的____________讓自己上升得更高．不計空氣阻力，運動員從離開跳板到入水的過程中，________(選填“離開跳板”“最高點”或“入水”)時動能最大．機械

彈性勢能入水第44

頁8．【2019·廣東中考】如圖所示，用細線系住小球懸掛在O點，將小球拉至A點釋放，從A點經(jīng)過B點運動到C點的過程中，小球的重力勢能先變小后________，動能先________后________.(均選填“變大”“變小”或“不變”)變大變大變小第45

頁9．【2018·江蘇連云港中考】如圖是上?！懊髦榫€”某輕軌車站的設計方案圖，與站臺連接的軌道有一定坡度．從節(jié)能的角度分析，這樣的設計可以讓列車無動力滑行進站時將______能轉(zhuǎn)化為__________能儲存起來，此過程中機械能總量________.動重力勢不變第46

頁三、實驗與探究題10．【2018·內(nèi)蒙古包頭中考】在研究“物體動能與質(zhì)量和速度的關系”實驗中，將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離.實驗次數(shù)鋼球質(zhì)量m/g鋼球下擺高度h/cm木塊滑行距離s/cm