辽宁省葫芦岛市海滨九年一贯制学校中考物理 第23讲 动能和势能 机械能及其转化复习学案.doc

第25讲 动能和势能 机械能及其转化考纲要求备考指津1知道动能、重力势能（包括了解弹性势能）与哪些因素有关，知道机械能的概念。2能举例说明物体的动能和势能之间是可以相互转化的。日常生产、生活中动能和势能的变化及其相互转化，机械能的变化，经常以选择题形式出现在中考试题中，有时结合社会热点问题考查。影响动能和势能大小的因素的实验探究也会出现在试题中。能用实例说明物体的动能和势能及影响其大小的因素，动能和势能之间可以相互转化，将是今后命题的热点问题。考点1动能和势能（1）能量：一个物体能够_，就说这个物体具有能。能量是表示物体_本领大小的物理量，能量的大小可用能够做功的多少来量度，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。（2）动能定义：物体由于_而具有的能叫做动能。影响因素：物体动能的大小与物体的_和运动的_有关，物体的质量越大，运动的速度越大，具有的动能就_。（3）重力势能定义：物体由于_而具有的能叫做重力势能。影响因素：重力势能的大小与物体的_和_有关，物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就_。（4）弹性势能定义：物体由于_而具有的能叫做弹性势能。影响因素：弹性势能的大小与物体_的程度有关，物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就_。考点2机械能及其转化（1）机械能定义：动能和势能统称为机械能，机械能是最常见的一种形式的能量。影响因素：机械能的影响因素有_能、_能和_能的大小。（2）动能和势能可以相互转化自主测试1如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回。下列说法正确的是（）a锁不断地来回摆动，是因为动能不断增加b锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能c锁摆到最低点后会继续上升，是因为受重力作用d锁摆动的过程中，机械能总量不变，所以摆回来时会碰到鼻子2如图所示，是探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验：（1）用质量不同的a、b两个小球（mamb）碰撞静止在同一水平面上的纸盒。实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时_相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较a、b两个小球的_的大小。（2）将甲与乙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_有关。将甲与丙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的_有关。（3）本次实验采用物理最常用的一种实验方法是_。重难突破巧判动能和势能大小的方法（1）不能仅凭速度比较动能的大小，物体的动能由物体的质量、物体的速度共同决定。（2）不能仅凭高度比较重力势能的大小，重力势能的大小由物体的质量和高度共同决定，比较不同物体的重力势能的大小，必须同时考虑质量、高度两个因素。【例】下列说法中正确的是（）a高速飞行的子弹比缓慢飞行的飞机动能大b一根弹簧被拉长时弹性势能增大，被压缩时弹性势能减小c天空中一滴雨的高度比被举起的夯的重力势能大d刚刚离开飞机的跳伞运动员在下落的某个过程中动能可能不变解析：a选项不正确，原因是不能单纯从速度上比较动能的大小，动能的大小是由速度和质量共同决定的，只有知道质量的大小和速度的大小以及动能的计算方法，才能比较子弹和飞机的动能大小。b选项不正确，弹簧被拉长和弹簧被压缩时弹簧的弹性势能都在变大。c选项不正确，选项所给出的条件不足，即质量和高度没有具体的数值，所以它们的重力势能无法进行比较。d选项正确，理解的关键在“可能”，若某段时间跳伞运动员在空中匀速下降时，其速度不变，且质量也未变，故动能不变。答案：d方法归纳 决定重力势能大小的“高度”因素，在没有指明的情况之下，一般来说是指相对于地面而言的，判断物体是否具有重力势能的方法：看物体是否被举高。易错剖析易错点对于动能和势能的概念缺乏全面理解或陷入思维误区【例】洒水车在水平公路上匀速行驶，行驶中不断洒水，在此过程中洒水车（）a动能不变b动能减小c动能增大d无法判断动能变化情况错解：a错因：错选a者是认为洒水车匀速运动，其速度不变故动能不变。解析：本题中洒水车不断洒水，其质量不断减小，所以尽管其速度不变，但动能在减小。答案：b1把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能（e）与篮球离地高度（h）的关系（）2如图所示，把物体自2 m高的a点释放，使其自由下落（不计空气的阻力）。则下列关于物体在经过b点和c点的相关比较中，错误的是（）a质量相同b密度相同c机械能相同 d动能相同3如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65 j，则滑到底端的动能是（）a35 j b50 jc55 j d65 j4一跳伞运动员跳离飞机，当降落伞张开后，他开始做匀速下降，此时他的重力势能_，他的动能_。（均选填“增大”“减小”或“不变”）5图示为探究“物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验。实验步骤如下：让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。让不同质量的钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。回答下列问题：（1）步骤是为了研究动能大小与_的关系。（2）步骤是为了研究动能大小与_的关系。（3）该实验中斜面的作用是为了控制钢球_的大小，木块的作用是为了比较钢球_的大小。1某同学家住高层住宅，当他乘坐电梯从一层匀速上升至十五层的过程中，他的（）a动能不变，重力势能增大 b动能和重力势能都增大c动能减小，重力势能增大 d动能和重力势能都减小2如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引体向上”，下列说法中正确的是（）a身体悬挂不动时，势能为零b身体上升时，重力做功，势能减少c身体下降时，重力做功，势能增加d身体上升时，克服重力做功，势能增加3某市为了杀灭美国白蛾调动了直升机，在灾区上空喷洒生物农药，飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的（）a动能减小，重力势能减小b动能不变，重力势能不变c动能减小，重力势能不变d动能增大，重力势能减小4跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（）a助跑阶段机械能不变b起跳时机械能为零c经过最高点时动能最大d经过最高点时重力势能最大5“歼20”是我国自主研制的新一代隐身歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能_，重力势能_。（选填“增大”或“减小”）6公园中有一种叫“蹦床”的游戏，深受同学们的喜爱。如图所示，该同学离开蹦床上升的过程中动能变_，这一过程中动能逐渐转化为_能。7如图所示为南京市标志性建筑紫峰大厦的外观图，大厦总高度450 m。小明乘坐大厦内电梯匀速上升的过程中，以电梯为参照物，小明是_的。匀速上升过程中，他的动能_，重力势能_（选填“增大”“减小”或“不变”）。7题图 8题图 9题图8如图所示，质量为40 g的金属小球从导轨的a处自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下。在从a到b的过程中，重力做功为_ j；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为_j。9如图是探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的装置。让同一小车从斜面上不同的高度由静止开始运动，碰到同一位置的相同木块上。目的是探究小车动能的大小与_的关系；若小车推动木块移动的距离越大，说明小车对木块_越多，从而判断小车的动能越_（选填“大”或“小”）；若水平面绝对光滑，本实验将_（选填“能”或“不能”）达到探究目的。10在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小雨提出了如下猜想：猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关；猜想二：物体的重力势能可能与物体所在高度有关。为此他设计了如图甲所示的实验装置，将两端开口、长约1 m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上，将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内o点处（塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦）；其他器材还有：刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到o点位置的木棒（如图乙所示）。请你帮助小雨回答下列问题：（1）探究“猜想一”时，应使用质量_（选填“相同”或“不同”）的钩码从_（选填“相同”或“不同”）的高度在玻璃管内由静止下落，去冲击o点的泡沫塑料块，然后用该刻度尺分别测量_，从而比较出重力势能的大小。（2）设计探究“猜想二”的记录实验数据的表格。参考答案导学必备知识自主测试1b锁不断地来回摆动，是由于动能和重力势能之间相互转化，选项a错误；锁向下摆的过程中，重力势能转化为动能，选项b正确；锁摆到最低点后会继续上升，是因为锁具有惯性，选项c错误；锁摆动的过程中，机械能不断转化为内能，机械能减小，所以摆回来时不会碰到鼻子，选项d错误。2解析：（1）实验中控制小球的高度相同，是为了控制两球到达底端时速度相同；实验中通过观察纸盒被推动的距离的大小，可以比较a、b两个小球的动能的大小。（2）由题图甲、乙可知，在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，说明小球的动能的大小与小球的速度有关；由题图甲、丙可知，在速度一定时，物体的质量越大，动能越大，说明物体动能的大小与物体的速度有关。（3）通过以上分析可知，本次实验采用的是控制变量法。答案：（1）速度动能（2）速度质量（3）控制变量法品鉴经典考题1a把篮球抛向空中，忽略空气阻力，只有动能和势能的相互转化，机械能守恒，机械能不变。2d物体由a到b、c的过程中，质量不会发生变化，密度不会发生变化，机械能总量不变，但高度在降低，重力势能减小，速度增大，动能增加。3d一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下时，在能量转化过程中能量是守恒的，65 j的重力势能全部转化为动能，所以滑到底端时的动能为65 j。4答案：减小不变5解析：（1）让同一钢球从斜面不同的高度由静止滚下，控制了钢球的质量，改变的是钢球到达水平面的速度，因此探究的是动能大小与速度的关系。（2）让不同质量的钢球从斜面相同的高度由静止滚下，控制了钢球到达水平面的速度，改变的是钢球的质量，因此探究的是动能与质量的关系。（3）该实验中斜面的作用是控制钢球滚到水平面的速度。钢球推动木块运动的距离，来比较钢球动能大小，这里采用了转换法的思想。答案：（1）速度（2）质量（3）速度动能研习预测试题1a该同学在电梯中匀速上升的过程中，速度不变，高度增加，所以动能不变，重力势能增大，故选项a正确。2d重力势能的大小决定于物体的质量和高度，身体悬挂不动时，人仍然有一定高度，所以重力势能不为零，故a选项错误；身体上升时，克服重力做功，高度增加，重力势能增加，故b选项错误，d选项正确；身体下降时，重力做功，高度减小，重力势能减小，故c选项错误。3a物体的动能与物体的质量及物体的速度有关，质量越大，速度越大，物体的动能就越大；重力势能与物体的质量和高度有关，质量越大，提升的高度越大，物体的重力势能就越大。飞机在某一高度水平匀速飞行时，飞机的高度和速度都不变，但喷洒农药后，飞机的质量变小，所以飞机的动能和势能都减小。本题选a。4d助跑阶段速度越来越大，动能越来越大，重力势能不变，机械能变大，故a选项错误；起跳时运动员具有较大的动能，因此机械能不为零，故b选项错误；经过最高点时，动能转化为重力势能，因此重力势能最大，动能最小，故c选项错误；经过最高点时，运动员位置最高，重力势能最大，故d选项正确。5解析：动能的大小决定于物体的质量和速度，重力势能的大小决定于物体的质量和高度，歼击机在空中加速向下俯冲时，质量不变，速度增大，高度减小，所以它的动能增大，重力势能减小。答案：增大减小6解析：该同学在离开蹦床上升的过程中，质量不变，速度越来越小，所以动能变小，而高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能。答案：小重力势7解析：若以电梯为参照物，小明是静止的。在匀速上升过程中，他的质量和速度都不变，因此他的动能不变，而他的高度不断增大，因此他的重力势能不断增大。答案：静止不变增大8解析：在从a到b的过程中，重力做功wgh1mgh10.04 kg10 n/kg0.5 m0.2 j，在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能等于机械能的变化量，即wghmg（h1h2）0.04 kg10 n/kg（0.5 m0.2 m）0.12 j。答案：0.20.129解析：物体动能的大小决定于物体的质量和速度，同一小车，质量不变，从斜面的不同高度滑下时，速度不同，目的是探究动能大小与速度的关系；物体能够做功多，我们就说物体具有的能量大，所以小车的动能可以用它对木块做功的多少衡量，对木块做功越多，物体的动能就越大；如果水平面绝对光滑，则木块被小车碰撞后就不会停止，这样就无法衡量小车对木块做功的多少，也就无法判断小车动能的