【备考 志鸿优化设计】（湖南专用）中考物理总复习 第26讲 动能和势能机械能及其转化（基础讲练+锁定考试目标+导学必备知识+探究重难方法）（解析版） 新人教版.doc

第26讲动能和势能机械能及其转化考纲要求备考指津1.实验探究影响动能大小的因素，并能解释日常生活中的现象。2能用实例说明动能和势能的相互转化及机械能和其他形式能的转化。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有时会出现在中考试题中。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，将是今后中考的热点问题。考点梳理考点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在一定条件下，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。自主测试1如图所示，某同学将两个相同的斜面并排放在水平桌面上，利用它们探究动能或重力势能与哪些因素有关。(1)将a、b两球(mamb)分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到它们并排滚动且始终相对静止。这表明在滚动的任一时刻，两球的速度_，且两球的速度跟_无关。(2)分别在水平桌面上的c、c处放置相同的木块，再将两球分别从两斜面的相同高度处由静止同时释放，观察到_球将木块撞得更远。由此可得出结论：_；_。2如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程中(不计空气阻力)，下列说法正确的是() a“套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大b“套圈”在b点的机械能大于在a点的机械能c“套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小d“套圈”由a到b再到c过程中，重力势能先变大后变小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(2012湖南娄底中考)“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动。如图所示，过山车时而从轨道的最低点d上升到最高点a，时而从最高点a飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是() aa点机械能小于b点机械能bd点动能最大，a点势能最大cd点动能最大，a点机械能最大da点势能最大，机械能最大2(2012湖南岳阳中考)图中，荡秋千的小孩由最低点荡向最高点的过程中()a速度增大b动能增大c重力势能增大 d重力势能转化为动能3下列关于功、能和热量的描述中正确的是()a“嫦娥一号”飞船在加速升空的过程中，机械能总量不变b地震形成的“堰塞湖”有潜在的危险性，是因为积蓄在高处的湖水有很大的重力势能c物体的温度越高，具有的热量就越多d物体的内能越多，具有的功就越多4(2012湖南长沙中考)2012年4月30号，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭成功发射两颗北斗导航卫星，这是中国北斗卫星导航系统首次采用“一箭双星”方式发射两颗北斗卫星轨道卫星(如图所示)。在火箭加速上升的初始阶段，卫星的动能_、重力势能_。5(2012湖南株洲中考)2011年11月3日凌晨，我国自主设计的“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功实现安全对接，携手遨游太空。对接后，“神舟八号”相对于“天宫一号”是_的(选填“运动”或“静止”)；它们沿椭圆形轨道绕地球运行时，动能较小的点是_。(选填“近地点”或“远地点”)6(2012湖南娄底中考)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_。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”)。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。参考答案考点1(1)做功做功(2)运动质量速度越大(3)被举高质量被举高的高度越大(4)发生弹性形变弹性形变越大考点2(1)动重力势弹性势导学必备知识自主测试1解析：两个相同的斜面，质量不同的两球同时由静止释放，两球相对静止，说明两球的速度相同，与球的质量无关，当滚动到水平面上时，两球速度相同，质量不同，质量大的b球推动木块运动的距离远，说明推动木块做功多，从而说明运动速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大；同时也说明，高度相同的物体，质量越大，滚到底端时，重力势能转化成的动能就越大，即高度相同时，质量越大，它的重力势能越大。答案：(1)相同质量(2)b运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大(物体的动能与它的质量有关)高度相同的物体，质量越大，它的重力势能越大(物体的重力势能与它的质量有关)2d从题图可以看出，套圈由a到b的过程是上升的，其动能减小，重力势能增加，而由b到c的过程中是下落的，其重力势能减小，动能增加，由于不计空气阻力，所以机械能不变，因此只有选项d正确。品鉴经典考题1b若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的，不变。影响动能的因素是质量和速度，过山车运动到d点时的速度最大，故动能最大。影响重力势能的因素是质量和高度，过山车在a点时高度最大，所以在a点时，过山车的重力势能最大。2c小孩在荡秋千的过程中质量不变，到达最高点时，高度最高，速度为零，重力势能最大，动能最小，因此将动能转化为重力势能。3b飞船在加速升空的过程中，速度增加，动能增加；所处高度增加，重力势能增加，故机械能的总量增加。物体所处的高度越高，具有的重力势能越大。热量、功是过程量，不能用“具有”来表示。4解析：火箭加速上升的初始阶段，卫星的质量不变，速度增大、动能增大；高度增大、重力势能增大。答案：增大增大5解析：“天宫一号”和“神舟八号”对接后，“神舟八号”飞船与“天宫一号”飞行器一起运动，相对位置没有发生变化，所以“神舟八号”飞船相对于“天宫一号”飞行器来说是静止的；以地面为参照物，飞船与地面间的距离越来越远，则飞船是运动的；在远地点时，距离地面的高度最大，速度最小，重力势能最大，动能最小，在近地点时，速度最大，高度最小，重力势能最小，动能最大。答案：静止远地点6解析：(1)让小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时能够具有相同的速度；本题采用了转换法，通过比较撞击纸盒距离的长短来判断小球的动能大小。(2)甲与乙两实验中两球的质量相同，高度不同，所以到达底端的速度不同，所以可以探究动能与速度大小的关系；甲与丙两实验中两球的高度相同，这样到达底端的速度相同，但它们的质量不同，所以可以探究动能与质量大小的关系；(3)实验过程中分别控制质量和速度不变来探究出影响动能的因素，这种研究问题方法是控制变量法。答案：(1)速度动能(2)速度质量(3)控制变量法研习预测试题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，