机械能专题-(学生用)

中国领先的中小学教育品牌精锐教育学科教师辅导学案学员编号： 年 级：初二 课时数：学员姓名： 辅导科目：物理 学科教师：授课类型复习提高教学目标机械能授课日期及时段2014年3月 日教学内容1、 概念梳理(一)、动能和势能1能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。理解：能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的 石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2知识结构： 3、动能和势能记忆公式 （1）动能Ek： 记忆公式：。 （2）重力势能Ep：记忆公式：。4探究决定动能大小的因素： （1）猜想：动能大小与物体质量和速度有关。 （2）实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量。如何判断动能大小：看小钢球能推动木块做功的多少。如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同。如何改变钢球速度：使钢球从不同高度滚下。 （3）分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大。保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。物体质量m/kg速度v/（ms-1）动能E/J牛约600约05约75中学生约50约6约900练习：上表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是速度。你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍，此时动能为牛的12倍，说明速度对动能影响大。5机械能：动能和势能统称为机械能。动能、势能、机械能的单位都是焦耳. 理解：有动能的物体具有机械能；有势能的物体具有机械能；同时具有动能和势能的物体具有机械能。(二)、动能和势能的转化 1知识结构： 2动能和重力势能间的转化规律：质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能。质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。3动能与弹性势能间的转化规律：如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能。如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。4动能与势能转化问题的分析：首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。 还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失机械能不守恒。2、 典型应用例：下面哪种情况动能、重力势能都是增加的：A跳伞员张开伞后，匀速下降B汽车沿斜坡匀速向下行驶C电梯从楼下加速上升D列车在平直轨道上匀速行驶分析与解：动能和势能统称为机械能。动能的大小决定于它的质量和速度，重力势能的大小决定于它的质量和高度。A选项中，跳伞员张开伞匀速下降的过程中，它的质量不变，高度减小，所以他的重力势能减小。而下降过程中速度没有变化，所以他的动能不变。B选项中，汽车匀速下坡，也是势能减少，而动能不变。C选项中，电梯上升，质量不变，而高度变大。电梯重力势能增加，加速上升时，质量不变，而速度变大，则动能增加，动能、势能都变大。D选项中，列车在平直轨道上匀速行驶。列车的质量、高度，速度都没有变化，既动能、重力势能都没有变化。本题的正确答案，应选C说明：（1）物体匀速下降时，它的势能减少，有的同学就认为势能转化为动能，动能就一定增加。这种分析是错误的。当物体匀速下降时，它一定受到了摩擦力， 这时一部分机械能转化为物体的内能，机械能减少。（2）在研究动能或热能大小时，要注意它们各自是由两个因素决定的。 三、上海往年考试试题精选（一）、选择题 1抛出后的小球在空中运动轨迹如图1所示，则小球的重力势能-（ ）。图1 A 一直增大。 B 一直减小。图1 C 先增大后减小。 D 先减小后增大。 2如图1所示，苹果从树上掉落后在空中竖直加速下落过程中，它的 （ ）A 重力势能增大，动能减小。 B 重力势能增大，动能增大。C 重力势能减小，动能减小。 D 重力势能减小，动能增大。3下列现象中，动能和势能都增加的是 ( ) A水从高处流向低处B越来越快地上升的气球 C列车在平直轨道上匀速行驶D玩具手枪将“子弹”水平射出 42010年广州亚运会体操男子单杠决赛中，中国选手张成龙以总分16.225分的绝对优势夺冠。他从图1所示位置下落再回到这个位置的过程中，下列判断正确的是 （ ） A动能一直增大 B动能先减小后增大图1 C重力势能一直减小 D重力势能先减小后增大 5、如图是一同学正在体育课中进行实心球投掷训练，投出的实心球在上升过程中（） A动能不变、重力势能增加B重力势能不变、动能增加 C动能转化为重力势能D重力势能转化为动能 6如图是“天宫一号”飞行器运行轨道的示意图；若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则它从远地点向近地点运行的过程中 （） A重力势能增加、动能减小B重力势能减小、动能增加C重力势能增加、动能增加D重力势能不变、动能不变 7. 如图2 所示, 铅球从出手到将要落地的过程中, 下列说法正确的是( 不计空气阻力) ( ) A. 铅球由a b 时, 动能逐渐增大 B. 铅球在b 点的机械能大于a 点的机械能 C. 铅球由b c 时, 机械能逐渐减小 D. 铅球在c 点时动能最大 8 .顾客站在商场自动扶梯的水平台阶上随自动扶梯匀速上升。顾客在上升过程中 ( ) A.机械能保持不变 B.运动状态在不断变化 C.相对于其站立的台阶是静止的 D.受到重力、支持力扣摩擦力的作用 9 .如图1，滚摆上升的过程中 ( ) A.动能增大 B.重力势能减小 C.重力势能转化为动能 图1 D.动能转化为重力势能 10如图所示的四个实例中，机械能正在减小的是 ( ) A蓄势待发的火箭 B水平匀速飞行的飞机 C匀速下降的热气球 D加速上升的飞艇第10题11、一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，把小球拉离竖直位置松 手，让他摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小， 最终停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法不正确的是 ( ) A小球从高处向低处摆动过程中，势能部分转化为动能 B小球从低处向高处摆动过程中，动能部分转化为势能 C小球摆动过程中机械能守恒 D小球依次经过最低点时，动能会逐渐减少 12右图是老师在课堂上进行的滚摆演示实验示意图，下列说法不正确的是 ( ) A滚摆运动过程中，机械能守恒 B滚摆向下运动时，重力势能部分转化为动能 C滚摆向上运动时，动能部分转化为重力势能 D滚摆上升的最大高度逐渐降低 13.如图所示.人骑自行车下坡，速度会越来越快，在这过程中 ( ) A.人和车的动能保持不变 B.人和车的动能增大 C.人和车的动能减小 D.人和车的重力势能增大 14 、如图所示，苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相等的苹果，哪一个苹果的重力势能最大（） A甲B乙C丙D一样大 15 对在高速公路上行驶的汽车要进行限速，其实质是限制了汽车的 （ ） A摩擦力 B势能 c动能 D惯性 （二）、填空题 12006年2月24日在意大利都灵举办的第二十届冬季奥运会自由式滑雪男子空中技巧决赛中，中国选手韩晓鹏以250.77分荣获金牌，右图为他决赛时滑雪的雄姿。则他在空中加速下落的运动过程中，他的重力势能在_，他的动能在_（选填“增大”、“减小”或“不变”）。落地后由于_不能立刻停下来。 2、物体在大小为10牛的水平拉力作用下，10秒内沿水平地面匀速前进2米，则拉力做的功为 （7） 焦，功率为 （8） 瓦；物体与地面之间由于存在摩擦，在前进过程中物体的 （9） （选填 “ 动能”、“内能”或“势能”）会 增加。 3、重500牛的乘客坐在绿色环保的超级电容公共汽车上，汽车在水平路面上沿直线匀速行驶500米；若以车为参照物，乘客是 (13) 的(选填“静止”或“运动”)，乘客的重力所做的功为 (14) 焦，此过程中汽车的动能将 (15) (选填“减少”、“不变”或“增加”)。 4“蹦极”运动中包含着大量的物理知识，其中，运动员到达最低处时，“绳子”的长度明显变长，说明力的作用能改变物体的 _；在“绳子”回复过程中，运动员又被向上拉起，说明力的作用能改变物体的 _，此过程中“绳子”对运动员做了一定的功，说明被拉长的“绳子”具有_能（选填“动”或“势”）。图3 5图3所示的情景主要表明了力能使物体发生 (4) ；当羽箭被射出后能在空中继续飞行，是因为羽箭具有保持 (5) 的性质；羽箭射入靶内对目标做功，是因为羽箭具有 (6) 。 6图5中是我国歼8飞机正在空中加油，此时的航速恒定为125米/秒，加油过程中两机保持水平直线飞行，歼8飞机相对于加油机是 （7） 的（选填“运动”或“静止”），加油100秒，歼8飞机飞行的路程是 （8） 米，同时加油机的机械能 （9） （选填“减小”、“不变”或“增大”）。 7、 一个质量为0.5千克的物体在重力作用下竖直下落，它受到的阻力大小为1牛，则该物体受到的重力为 （13） 牛，重力与阻力的合力为 （14） 牛，这个过程中物体的运动状态 （15） （选填“发生”或“不发生”）改变，物体的重力势能将 （16） （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（a） （b） 图4 8、为倡导“节能减排”，超级电容城市客车于今年1月在上海崇明岛正式投入运营。若某客车以60千米/时的速度匀速行驶，0.5小时内通过的路程为 （7） 千米；以坐在该车内的乘客为参照物，客车是 （8） 的（选填“静止”或“运动”）。当客车驶入上坡路段，它的重力势能将 （9） （选填“减少”、“不变”或“增加”）。 9某同学为了“探究影响动能大小的因素”，利用质量不同的实心铝块A和B、弹簧、光滑轨道等器材进行实验，并通过观察弹簧被压缩的程度来比较铝块的动能大小。如图9（a）和（b）所示，他先将弹簧固定在竖直墙面上，然后让铝块A以一定的速度冲向弹簧，压缩弹簧。接着他按图9（c）、（d）所示，重新实验，其中v1 v2。请仔细观察图中铝块的运动和弹簧被压缩的程度，然后归纳得出初步结论。 比较图9中的（a）、（b）和（c）实验过程及相关条件可知： 。 比较图9中的（a）、（b）和（d）实验过程及相关条件可知： 。AAv1BBv1AAv2光滑轨道竖直墙面（a） （b）（c） （d）图9（三）、实验题 1、图-4所示，在探究物体动能的大小与什么因素有关的实验中，通过比较小球推动木块 反映小球动能的大小 图-4 2、在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。hS2mhS1m hS3m甲乙丙学科王 （1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用_两图；实验中应保证_相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是_。 （2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是_。 （3）该实验是通过观察_来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。下面的四个实例中也采用这种研究方法的是 。A认识电压时，我们可以用水压来类比B用磁感线来描述磁场C探究电功大小与哪些因素有关，通过重物提升的高度来判断电流做功的多少D保持电阻不变，改变电阻两端电压，探究电流与电压关系 （4）若水平面绝对光滑，铁球将做_运动。3某小组同学为了“研究物体的动能大小与哪些因素有关”，让若干小球先后从光滑斜面上由静止滚下，从A到B沿水平面做匀速直线运动，然后在B点分别撞击同一个小木 块，并推着木块水平移动一段距离。放在同一水平面上相同位置的木块被推得越远，表示小球撞击前的动能越大。他们在如图17所示的装置上安装了数据采集系统，自动生成小球在AB段运动中的S-t图像，并测量了不同小球在水平面推动同一木块移动的距离，部分数据记录在下表中。图18所示是其中两次质量为0.1千克的小球中从不同高度滚下来在AB段运动的S-t图像。来源:.Com图17图18第一次第二次（1）请根据S-t图所提供的信息将