專題16動能和勢能、機械能及其轉(zhuǎn)化

要點

概念特點決定大小的因素共同特點

物體由于________而具有一切運動的物體

動能質(zhì)量、速度

的能量都具有動能

物體由于被一切被舉高的物

重力

_____而具有的體都具有重力勢質(zhì)量、高度具有能的物體都

勢能

能量能能夠做功

勢能

物體由于發(fā)生彈一切發(fā)生彈性形

彈性

性形變而具有的變的物體均具有形變程度、材料

勢能

能量彈性勢能

(1)能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用

一個物體能夠

能夠做功的多少來衡量；

機械________，我們

能量

能就說這個物體具(2)一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”，也不是

“正在做功'’或"已經(jīng)做功如：山上靜止的石頭具有能

有________。

量，但它沒有做功，也不一定要做功。

愛考點2機械能守恒及其轉(zhuǎn)化

機械能間無外力作用速度增大速度減小

高度減小彈性形變增大

里為耳3<-----------卯fit,卯金能-<-----------------------------?斤硅牛王4萬A能臺匕

高度增大彈性形變減小

的轉(zhuǎn)化下能的轉(zhuǎn)化速度減小速度增大

機械能守恒如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會

變化，但機械能的總和保持不變

1.實驗器材：木球、鐵球(與木球體積相同)、、。

2.實驗方法：和。

3.實驗現(xiàn)象：

(1)同一鐵球從不同高度滾下，高度越高，到達水平面的速度,撞得木塊運動的距離

越遠。

(2)木球與鐵球從同一高度滾下，到達水平面的速度,鐵球撞得木塊運動得遠。

4.實驗結論：物體的動能與物體的質(zhì)量和速度有關，質(zhì)量,速度,物體

具有的動能就越大。

5.問題探究：

(1)在實驗中，鐵球動能的大小是如何顯示的？

(2)在實驗中，為什么讓不同的小球從斜面的同一位置釋放?

(3)在實驗中，為什么讓同一小球從斜面的不同位置釋放？

(4)在實驗中，應注意什么問題？

基礎檢測（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，小明和同學一起蕩秋千.下列說法正確的是（）

A.通過最低點時的動能為零B.下降過程中的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

C.到達最高點的重力勢能最大D.上升過程中的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

2.如圖是雨滴在空中下落過程中速度與時間的關系圖。雨滴在〃~右三個時刻中具有的動

能分別是?、E2、E3,不考慮下落過程中雨滴的質(zhì)量變化，則動能的大小關系是（）

A.EI<E2<E}B.EI>E2>E3C.EI<E2-E3D.E尸EZ<E3

3.“嫦娥一號"返回艙在距離地面一定高度時，需要打開降落傘減速，以便安全著陸，在返

回艙減速下降的過程中（）

A.動能減小，勢能減小，機械能減小B.動能不變，勢能減小，機械能減小

C.動能不變，勢能減小，機械能不變D.動能增大，勢能減小，機械能不變

4.打籃球是很受中學生喜歡的體育運動，下列說法中正確的是（)

A.籃球被拋出后，在上升過程中，動能增大，重力勢能也增大

B.籃球在離開手后，繼續(xù)飛行，是因為人仍然在對籃球做功

C.在相互傳球的過程中，籃球被拋出后，在上升到最高點時，動能，重力勢能都為0

D.籃球被拋出后，在下落過程中，動能增大，重力勢能減小

二、填空題

5.游樂園的小朋友從滑梯上勻速下滑過程中，小朋友動能（選填"增大"、"減小"或

"不變"），機械能（選填"增大"、"減小"或"不變"），同時臀部有灼熱感，這是通過

的方式來改變內(nèi)能的。

6.在高速公路上快速行駛的汽車，遇到緊急情況剎車后不能立即停下來，是因為汽車具有

;交通規(guī)則要求汽車不能超速行駛，是因為汽車質(zhì)量一定時，其行駛速度越大，

（選填"動能"或"勢能"）越大，發(fā)生交通事故時，造成的傷害越嚴重。

7.如圖所示為一名消防隊員正在進行模擬演習訓練。當消防隊員沿著豎立在地面上的鋼管

勻速下滑時，他的動能（選填"減小"、"不變"或"增大。在下滑過程中，他感到手

心發(fā)燙，這是通過的方法使其內(nèi)能增加的，這個過程中，能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

8.如圖所示是某球員傳球時足球的一段運動軌跡，其中A點的重力勢能B點、

的重力勢能（選填"大于"、"小于"或"等于"）。若不計空氣阻力，足球在下落的過程中，重

力勢能轉(zhuǎn)化為能。

三、實驗題

9.在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關時，小明提出了如下猜想：

猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關；

猜想二：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關。

為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B(長度和粗細相同)，小球、木塊和長刻度尺

各一，設計了如圖所示的實驗裝置進行探究。實驗中，木塊起始位置相同，最后得出以下

實驗記錄表：

實驗次數(shù)使用的彈簧被壓縮后彈簧的長度/cm木塊移動的距離

1彈簧A551

2彈簧A852

3彈簧B5S3

4彈簧B8S4

⑴由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉(zhuǎn)換為測量木塊移動的

距離，這種研究方法叫。

(2)請將探究猜想一的方案補充完整，

①將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；

②壓縮彈簧，使其長度為5cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離為；

③壓縮彈簧，使其長度為cm,放手后，小球被彈出，推動木塊移動_

④比較分析實驗數(shù)據(jù)，得出結論。

⑶彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的能。

10.在探究"物體動能的大小與哪些因素有關"的實驗中，小欣同學設計了如圖甲、乙、丙

所示的三次實驗。讓鐵球從同一斜面上某處由靜止開始向下運動，然后與放在水平面上的

紙盒相碰，鐵球與紙盒在水平面上共同移動一段距離后靜止。

（1）要探究動能大小與物體質(zhì)量的關系，應保證鐵球到達水平面的相同，為了達到

這一目的所采取的具體操作方法是使小球;

（2）選用甲、丙兩次實驗可以得出的結論是：物體質(zhì)量相同時，；

（3）三次實驗中，碰撞前動能最小的是圖（選填"甲"、"乙"或"丙"）中的小球，原

因是:

（4）小欣同學聯(lián)想到"探究阻力對物體運動的影響”時，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端

由靜止滑下，比較在不同表面滑行的距離（如下表），小車在三個表面克服摩擦力做功

（選填"相等"或"不相等"）；若水平面絕對光滑，小車將做運動。

表面毛巾棉布木板

摩擦力最大較大最小

小車運動距離最近較遠最遠

四、綜合題

11.過山車

當你在游樂場乘過山車奔馳之際，你是否會想到：過山車為什么不需要引擎來推動就能“翻

山越嶺”呢？過山車在開始旅行時，是靠一個機械裝置推上最高點的，但在第一次下行后，

就再沒有任何裝置為它提供動力了，從這時起帶動它沿軌道行駛的唯一"發(fā)動機"就是重力

勢能。過山車的重力勢能在處于最高點時達到最大值，當它開始下行時，它的勢能不斷減

小，動能不斷增大；由于摩擦，損耗了少量的機械能，所以隨后的“小山丘”設計的比開始

時的“小山丘”低（如圖所示）：

（1）過山車從A到8的過程它的重力勢能先后,動能先

后（以上均選填"變大""變小"或"不變"）；

（2）從過山車在軌道的最低處，運動最快，動能最大，說明物體的動能與有

美,后面的"小山丘”設計的比開始時的"小山丘”低，這是因為過山車在運動過程中會將部

分機械能轉(zhuǎn)化為。

12.近年來，衢州城市面貌煥然一新，這離不開環(huán)衛(wèi)工人們的辛苦付出。如圖，灑水車某

次在平直的道路上以15千米/時的速度勻速行駛，進行灑水作業(yè)。灑水車的部分參數(shù)如下

表。

項目數(shù)值

空載質(zhì)量（噸）2.4

滿載裝水量（噸）20

滿載時車輪與水平地面接觸總面積（米2）0.4

正常灑水流量（噸/時）50

⑴若灑水車滿載并按正常灑水流量灑水，它在本次灑水過程中最多可連續(xù)噴灑多少路程?

⑵求灑水車滿載時，停在水平地面上對地面的壓強；

⑶在本次灑水過程中，灑水車的機械能大小變化情況是

拔高檢測（限時30min）

一、單選題

1.如圖所示，小敏穿旱冰鞋推墻，墻沒被推動自己卻后退了0關于該現(xiàn)象下列說法中正確

的是（)

A.墻沒動是因為墻受到的推力小于小敏受到的推力

B.小敏受到的推力是因為手在推墻時發(fā)生了彈性形變

C.小敏在后退過程中克服摩擦阻力所做的功小于她推墻時獲得的動能

D.手和墻接觸的過程中，彈性勢能和動能相互轉(zhuǎn)化

2.如圖所示，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定.右端連接一金屬小球，0點是彈

簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做

往復運動（已知AO=OB）。小球從A位置運動到8位置的過程中，下列判斷不正確的是

（）

A.小球的動能先增大后減小

B.彈簧的彈性勢能先減小后增大

C.小球運動到。點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等

D.任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變

3."蹦極"就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節(jié)等處，從幾十米高處跳下的一種極

限運動。某運動員做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示。將

蹦極過程近似為在豎直方向的運動，據(jù)圖可知運動員（）

「

l-〒

-T

-十

十

-十tv

r

寸tr

-Tnr

lmT

-

TT

TuT

T

T—

A.重力大小為Fo

B.to時刻重力勢能最小

C.to時刻動能最大

D.所受拉力F對其始終不做功

4.向地板上拋乒乓球，要使乒乓球彈跳起來的高度比原來拋球的位置高，應該（）

A.讓乒乓球自由落下B.用力向上拋

C.用力向下拋D.沿水平方向拋出

二、填空題

5.2022年9月22日，女籃世界杯在澳大利亞悉尼舉行，首戰(zhàn)中國女籃107比44大勝韓

國隊。如圖所示是籃球落地后又彈起的示意圖。則（4/8）點的機械能較大，

（8/C/D）點的動能肯定小于A點。

@O?

c°oDno°o

°?oooo

non

6.如圖所示是玩彈弓的情景。經(jīng)驗表明，橡皮筋拉得越長，同樣的"子彈"射得越,

這說明橡皮筋的彈性勢能與物體發(fā)生______大小有關；若橡皮筋被拉的長度相同，所用"子

彈”的質(zhì)量不同，則發(fā)現(xiàn)射出時的速度也（選填"相同"或"不相同"）。在此過程中，

橡皮筋對"子彈”做的功（選填"相同"或"不相同。

7.如圖甲所示，將一根彈簧和一個質(zhì)量為1kg的金屬球（球上有小孔）套在鐵架臺的金屬

桿AB上面。現(xiàn)將小球提到B端后松手，小球的高度隨時間變化情況如圖乙所示，彈簧原

來的長度（選填"大于"、"小于"或"等于"）40cm,在0?力過程中，小球的動

能（選填"增大"、"減小"、"先增大后減小"或"不變"），此過程中小球動能的

變化量___________（選填"大于"、"小于"或"等于"）重力勢能變化量。

8.如圖，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們套在光滑的水平桿上，〃是壓縮彈

簧后小球靜止釋放的位置，6是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則小

球從a運動到c的過程中，在（選填或"c"）位置動能最大；從6到c的過

程中，小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的，小球從a運動到人的過程機械能總量______（選

填"變大"、"變小"或"不變"）。

三、實驗題

9.小江同學利用一個圓形玻璃彈珠、一個泡沫塊、三根長寬不同的橡皮條，探究"橡皮條

的彈性勢能除了跟橡皮的伸長量有關，是否跟橡皮條的長度、寬度有關？"。他依次將橡皮

條固定在彈弓上，如圖所示，在彈性范圍內(nèi)，拉伸相同的伸長量，將彈珠沿水平方向射向

用泡沫塊做成的靶子，測得彈珠打靶的最遠距離，數(shù)據(jù)如下表，請回答以下問題：

次數(shù)橡皮條寬度/cm橡皮條長度/cm打靶的最遠距離/m

10.5020.0010.10

20.5030.008.20

31.0020.0014.00

（1）實驗中，是通過比較來間接反映橡皮條的彈性勢能大小，彈珠射出時將彈性勢

能轉(zhuǎn)化為能；

（2）比較第1次和第3次實驗可知，拉伸相同的伸長量，橡皮條的彈性勢能與橡皮條的

_____有關；

（3）根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可推理出，拉伸相同的伸長量，彈性勢能最大的橡皮條應是—:

A.窄而長的B.寬而長的C.窄而短的D.寬而短的

（4）請結合所學物理知識猜想，橡皮條的彈性勢能還可能與有關?（請寫出一種合

理猜想即可）

10.在探究物體的動能大小跟哪些因素有關的實驗中，同學們設計了如圖實驗。實驗中讓

鋼球從斜面上某個高度由靜止沿斜面滾下，在底部與靜止在水平面上的木塊發(fā)生碰撞，木

塊沿水平方向向右運動直至停止，其中心>班、h2>h!（不考慮空氣阻力）。

（1）實驗中是通過觀察來判斷鋼球的動能大小；

（2）用來研究超速安全隱患時，我們應選擇兩圖所示實驗來進行比較;

（3）在圖甲、丙中，小球下滑到斜面底端時的速度匕=%，若S3>M，則表明物體的動能

與質(zhì)量的關系是：;

（4）實驗中鋼球碰撞木塊后繼續(xù)向前運動一段距離，則開始時鋼球的重力勢能木

塊克服摩擦力所做的功（選填：或"="）；

（5）小敏利用丁圖來研究動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，圖中兩個相同的光滑弧形槽，一個為凸

形，一個為凹形，A、B兩個相同的鋼球分別進入兩弧形槽的速度都為v,運動到槽的末端

速度也都為v,A小球通過凸形槽的時間為力，B小球通過凹形槽的時間0則時間較長的

是：（選填"/或。

四、綜合題

11.檢測機構為了檢測汽車的剎車性能.在同一場地做了如下實驗：