家教必备讲义学案教案动能 势能机械能及其转化文档格式.docx
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C
知识点三：
判断动能、势能的变化
[例3]一架竖直匀速上升的直升机，它的（）
A.动能增加，重力势能不变
B.动能不变，重力势能不变
C.动能和重力势能都增加
D.动能不变，重力势能增加
飞机匀速上升速度不变，高度变大，质量不变，所以动能不变，重力势能增加。
D
方法提炼：
看物体动能的变化时，只要看物体的质量和物体速度的变化；
看物体势能的变化时只要看物体质量和物体高度的变化。
跟踪巧练1：
物体做匀速直线运动时，它（）
A.受到的合力一定为零B.具有的动能一定不变
C.具有的机械能一定不变D.具有的势能一定不变
A
提示：
匀速运动的物体只能说速度大小不变，而质量和高度可能变化。
知识点四：
探究决定重力势能大小的因素
[例4]（05年孝戚市中考·
课改卷）张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，找来质量分别为50g、100g、200g的三个小钢球、刻度尺和装满松软细砂子的木箱，按图情景进行实验；
先将木箱中的细砂抹平，再让小钢球从距地面H处由静止释放，小钢球砸进细砂并陷入其中，测出小钢球在细砂中下陷的深度d和释放前小球的高度H，下表是他5次实验的数据。
请回答下列问题：
（1）实验中他根据判断物体重力势能的大小；
（2）分析表中序号1、2、3的实验数据，得出的结论是，实验中，他使小球的保持不变；
（3）分析表中序号为2、4、5的实验数据，得出的结论是，实验中，他使小球保持不变。
（1）细砂陷得越深，说明小球做的功越多，具有的能也越大。
（2）从1、2、3看出，小球质量相等，但下落初始高度不相等，下陷深度不相等，所以说同一物体，位置越高，重力势能越大。
（3）由2、4、5数据看出，三次初始高度相等，但小球质量不相等，而下陷深度不相等，所以同一高度物体质量越大，重力势能越大。
（1）小球在细砂中下陷的深度（d）
（2）同一物体，位置越高，重力势能越大；
质量
（3）同一高度，物体质量越大，重力势能越大；
下落高度
评注：
用控制变量法研究物理问题，是我们常用的一种方法，要学会熟练应用。
跟踪巧练2：
如图所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离。
放在同一水平面上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大。
现用质量不同的钢球从同一高度滚下，看哪次木块被推得远。
回答以下问题：
（1）设计本实验的目的是研究。
（2）让不同的钢球从同一高度滚下是为了。
（3）此实验得出的结论是。
（4）如表中给出了一头牛行走和一名普通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因素是，你这样判断的依据是。
解：
（1）动能与质量的关系
（2）使钢球到达斜面底端时的速度大小相同
（3）速度相同时，质量越大，动能越大
（4）速度；
人的质量约是牛的1/12，而速度约是牛的12倍，此时动能约是牛的12倍，所以速度对物体动能的影响较大
知识点五：
功和能的理解
误把功和能混为一个概念。
一个物体能够做功我们就说他具有能，而不是一个物体做了功我们说他具有能。
做了功的物体不一定具有能，而具有能的物体不一定正在做功。
如静止在桌面上的物体虽然具有重力势能，但并没有做功。
机械能及其转化
机械能的概念、及机械能的相互转化
（1）动能和势能之间可以相互转化。
（2）动能和势能之和称为机械能。
动能是物体时具有的能量，势能是物体由于具有或物体发生弹性形变具有的能量。
（3）如果只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。
如单摆（或滚摆）实验：
当由低处向高处运动时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；
当由高处向低处运动时，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。
思考：
人造卫星绕地球运行的过程中，动能和势能是怎样转化的？
人造地球卫星绕地球运行的过程中，动能和势能转化关系是：
由近地点向远地点运动时，重力势能增加，动能减小；
由远地点向近地点运动时重力势能减小，动能增加。
[例1]在滚摆实验中，滚摆在最低处具有最大的能，在最高处具有最大的能，从最高处向最低处滚动时，能转化为能。
滚摆在最高处高度最大，速度为零；
在最低点，高度最小，速度最大；
在下降过程中，速度越来越大，高度越来越小，由势能转化为动能。
势；
动
利用能量转化解释物理现象
对能量转化的理解，事实表明，能量既不会凭空也不会凭空，它只会从一种转化为形式，因此动能和势能之间可以相互转化。
如果只有动能和势能相互转化，则机械能总和不变，即机械能守恒，否则机械能不守恒。
如滚摆的运动中，上升的最大高度会逐渐降低，最终会停下，机械能不守恒的原因是由于有空气阻力和摩擦，滚摆在运动中要克服这些阻力，产生热量，因此一部分机械能转化成了内能。
在分析动能和势能的相互转化时，特别要注意物体在运动过程中是否受摩擦力，是否考虑摩擦阻力的情况。
[例2]皮球从手中落到地上，几乎又被弹跳到原来的高度，为什么？
从能量转化角度分析，皮球从手中落到地上，是重力势能转化为动能的过程；
皮球接触地面，皮球表面变形——变平，皮球的动能减小，弹性形变逐渐变大，皮球的弹性势能增大，在这个过程中，动能转化为弹性势能。
紧接着，皮球将要恢复原状，弹性形变逐渐变小，皮球的弹性势能减小，动能增大，在这个过程中，弹性势能转化为动能，然后，由于皮球具有动能，向上运动，动能转化为重力势能，所以皮球从手中落到地上，又弹跳起来。
因为皮球受到阻力的作用很小，所以几乎达到原来的高度。
利用机械能转化解释现象
[例3]（05年宁夏中考·
课改卷）如图所示，骑自行车上坡前，往往要用力紧蹬几下脚踏板，这是为了（）
A.减少自行车所受阻力
B.增大自行车的惯性
C.增大自行车的动能
D.增大自行车的势能
用力紧蹬几下自行车，可以增大自行车上坡时的动能，有更多的动能转化成势能，自行车就上得越高。
机械能转化现象现实生活中的例子很多，要注意观察，会运用机械能转化的知识解释现象。
小松去百货大楼购物，自动扶梯把她从一楼匀速送到二楼的过程中，她的（）
A.动能增大，重力势能增大，机械能增大
B.动能增大，重力势能增大，机械能不变
C.动能不变，重力势能增大，机械能不变
D.动能不变，重力势能增大，机械能增大
物体匀速上升，速度不变，高度增加，所以物体动能不变，势能增加，机械能增加。
探究动能和势能的相互转化
[例4]探究问题：
怎样使易拉罐能来回滚动？
步骤：
（1）如图所示，在铁罐的盖子和底部各打两个洞。
（2）把橡皮筋剪断成一长条，把橡皮筋穿过铁罐上的四个洞，在铁罐中央交叉，然后在罐底打结。
（3）把铁螺帽绑在罐子中央橡皮筋交叉处。
（4）把罐子的盖子压紧，然后让罐子往前滚。
拓展延伸：
现实生活中应用动能、势能相互转化的实例很多，如：
弹簧门、机械表、秋千等。
请你帮助小明设计一个实验来验证：
弹性势能可转化为动能。
（1）把刻度尺折弯，松手后将橡皮弹出去，说明刻度尺的弹性势能转化成橡皮的动能。
（2）把弹簧压缩，在它上面放上木块，松手后弹簧将木块弹出去。
说明弹簧的弹性势能转化成木块的动能。
（3）用一只手捏住橡皮筋的两端，用另一只手捏住夹在橡皮筋之间的铅笔，将橡皮筋拉长，松手后橡皮筋将铅笔弹出去，说明橡皮筋的弹性势能转化成铅笔的动能。
判断动能、势能转化时，分不清什么能转化为什么能
在能的转化分析中，先要明确研究对象起始时的速度、高度以及形变情况，再确定终止状态时的速度、高度以及形变情况，抓住速度的变化分析动能如何变化，抓住高度的变化分析重力势能的变化，抓住形变的大小变化分析弹性势能的改变，变大的能是由变小的能转化而来的。
一个物体的动能（或势能）减小，其势能（或动能）可能增加，也可能不增加，如果物体对外做了功（如运动过程中有摩擦力），这时机械能不守恒。
动能和势能部分
【当堂训练】
一.选择题
1.下列实例中具有动能的是（）
A.射箭运动员把弓拉弯，给弓存储了能量
B.被球拍击扁的网球，也具有能量
C.停在空中的直升机
D.流水能推动竹排
2.下列实例中具有弹性势能（）
A.滑雪运动员从高处滑下时具有了能
B.飞行的网球
C.正在上升的火箭
D.被压缩的弹簧
3.关于能的概念，下列说法正确的是（）
A.一个物体能够做功，就说这个物体具有能
B.用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能
C.一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
D.一个物体做了功，说明这个物体具有能
4.比较下列情况中物体具有的机械能的大小，正确的是（）
A.一个人和一头大象以相同的速度在平路上行走时，人的动能大
B.两辆完全相同的拖拉机在同一水平公路上行驶，甲车（速度20km/h）比乙车（速度10km/h）的动能大
C.坐在三楼教室里的学生，一人质量为60kg，另一人质量为50kg，则前者的势能小于后者的势能
D.高处的石块具有的势能一定比低处的石块具有的势能大
二.填空题
5.物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。
从探究的结果看，质量和速度中对物体的动能影响更大。
6.与其他形式的能一样，动能和势能的单位也是，简称，重量为1N的物体，被提升m所获得的能量为1J。
7.跑百米的运动员具有的动能约为J。
8.体积相同的泡沫块与砖块都在二楼的阳台上，具有的重力势能相比较，大。
三.简答题
9.鸟儿低速飞行，一旦被飞机撞着的话，对于飞机好像中了弹一样，这是什么道理？
10.如图所示，从斜面上滚下的铁球A碰上物体B后，能将B推出一段距离，试分析能量转化过程。
【家庭作业】
1.（2005·
山东淄博）下列关于机械能的说法中正确的是（）
A.汽车匀速下坡机械能不变
B.运动的物体只具有动能
C.带动钟表转动的发条，将势能转化为动能
D.人造地球卫星在远地点势能最小
2.（2005·
浙江丽水）跳水过程中有关能的说法正确的是（）
A.起跳时跳板发生了形变，跳板具有势能
B.运动员在向上运动时，势能减少
C.运动员在下落时，速度增大，动能转化为势能
D.运动员落到水面时，动能为零
3.（2005·
四川南充）汽车匀速上坡的过程中，下列说法中正确的是（）
A.动能减小B.机械能不变
C.动能不变D.动能转化为重力势能
4.（2005·
宁夏）如图所示，骑自行车上坡前，往往要用力紧蹬几下脚踏板，这是为了（）
A.减少自行车所受阻力B.增大自行车的惯性
C.增大自行车的动能D.增大自行车的势能
5.（2005·
新疆）因地球自西向东自转的速度约为430m/s，所以，世界各国在向太空发射航天器时，一般都顺着地球自转方向发射，这主要是航天器获取了一定的（）
A.动能B.势能C.质量D.引力
6.说明下列物体各具有哪种机械能：
（1）被举过头顶的杠铃具有
（2）抛向空中正在飞行的标枪具有
（3）在水平桌面上行驶的汽车具有
（4）一张拉开的弓具有
7.2003年5月21日13时40分，中国登山队成功登上世界最高峰珠穆朗玛峰，完成了对世界之巅的“零距离接触”，队员们手中的五星红旗在珠峰上迎风招展。
在登山过程中，大气压随高度的增加而，登山队员的重力势能随高度的增加而。
（填“增大”、“减小”或“不变”）
8.“神舟五号”飞船的发射成功，标志着我国在载人航天领域迈进了一大步。
“神舟五号”飞船在加速升空的过程中，其动能，势能（选填“增大”、“减小”或“不变”）
三.阅读题
9.如图所示，在“研究物体动能和哪些因素有关”的实验中，将A、B、C三小球先后从同一装置的
高处滚下（
），推动纸盒运动一段距离后静止。
（1）要研究动能与质量的关系，我们应选择两图来进行比较。
（2）从图中可以看出A、B、C三个小球刚到达水平面时，球的动能最大。
10.请阅读下面的文章：
同学小明在某建筑工地看工人打桩，他们先把重锤高高举起，重锤落下就能把水泥柱打入地里，小明想：
重锤被举高具有了重力势能，重力势能的大小与质量和高度有何关系？
针对此问题，小明提出四种猜想：
（1）重力势能在质量一定时，位置越高，重力势能越大；
（2）重力势能在质量一定时，位置越高，重力势能越小；
（3）重力势能在位置高度一定时，质量越大，重力势能越大；
（4）重力势能在位置高度一定时，质量越小，重力势能越小。
①小明要完成探究任务，思维程序应为：
提出问题→→→→得出结论。
②在实验中应该采用法。
③本次活动的结论为。
④这个结论在日常生活中有何应用？
请举一例。
拓展探究典型题
山西）某同学在探究：
“物体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作：
步骤一：
让铁球甲从斜面F点滚下，打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置B。
步骤二：
让铁球甲从斜面E点滚下，打到相同的小木块上，推动木块使木块从位置A移动到位置C。
步骤三：
换一铁球乙（
）从斜面上F点滚下，打到相同的小木块上，推动木块从位置A移动到位置D。
分析步骤一、二，得出的结论是：
。
分析步骤一、三，得出的结论是：
2.（2003·
新疆）我国研制的高压水流切割器的技术已达到国际先进水平，这种很细的高速水流一次可以顺利切割25层牛皮，或2.3mm厚的钢板……如果在水中加入某种砂质磨料，在水的流速相同的情况下，可切割厚300mm的花岗岩，或130mm厚的钢板……
请简要回答：
（1）高速水流为什么能切割坚硬物体？
（2）为什么加入砂质磨料后，在流速相同的情况下切割能力大大提高了？
机械能及其转化部分
1.下列过程中属于弹性势能转化为动能的是（）
A.拉开弹簧门的过程
B.用力拉弹弓橡皮条的过程
C.弹簧枪将“子弹”射出去的过程
D.跳水运动员将跳板踏弯的过程
2.物体从光滑斜而的顶端滑至底端的过程中，如图所示，它的能量变化是（）
A.动能转化重力势能
B.重力势能转化为动能
C.动能不变，机械能减少
D.动能增加，机械能减少
3.体积相同的实心铜球和木球在水平地面上以相同的速度做匀速直线运动，下列说法中正确的是（）
A.铜球动能大，机械能小
B.木球动能大，机械能小
C.铜球动能大，机械能大
D.木球动能大，机械能大
4.一个沿竖直方向匀速上升的气球，它的（）
A.动能不变，势能不变
B.动能不变，势能增加
C.动能增加，势能增加
D.动能增加，势能不变
5.为了使快速降落的“神舟五号”返回舱安全着陆，返回舱从距离地面几米处向下迅速喷…高温高压气体。
从开始喷气到安全着陆，返回舱的（）
A.动能增大，重力势能减少，机械能不变
B.动能不变，重力势能减少，机械能减小
C.动能减小，重力势能增加，机械能不变
D.动能减小，重力势能减少，机械能减少
6.唐诗中有“黄河远上白云间，不尽长江滚滚来”的诗句，前一句生动形象表明黄河水蕴藏着大量的能，后一句表明长江水具有大量的_________能。
7.在“9·
11”事件中恐怖分子利用所劫持的飞机具有较大的_________撞击世贸大厦对其做功，导致大厦最终成为一片废墟。
8.滚摆上升时，________能转化为________能，滚摆下降时，________能转化为________能，这里能量转化的多少可以用________力的做功多少来量度。
9.当跳高运动员碰到泡沫塑料垫子后陷下去直至速度为零的过程中，人的________能转化为垫子的能。
10.试按图所示的装置做一做，并回答问题：
（1）球在A点具有________能。
（2）球在D点具有________能。
（3）球在C点具有________能。
（4）球从A→B→C→D→E的过程中能量如何转化?
一选择题
1.一只乒乓球由高处下落撞击地板后又上升，在这个过程中，乒乓球机械能转化情况是（）
A.势能→动能→势能
B.动能→势能→动能
C.动能→势能→动能→势能→动能
D.势能→动能→势能→动能→势能
2.蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动（如图）。
当运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的（）
A.动能增加，势能减少B.动能增加，势能增加
C.动能减少，势能减少D.动能减少，势能增加
3.蹦极运动员从几十米高的高台上竖直跳下，橡皮绳的一端固定在高台上，另一端系在运动员脚上，运动员从起跳到下落至最低点的过程中（）
A.重力势能减小，动能增加
B.重力势能和动能之和不变
C.当运动员所受的弹力和重力相等时，动能最大
D.当运动员所受的弹力和重力相等时，弹性势能最大
4.如图所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（）
A.重力势能减小，弹性势能增大
B.重力势能增大，弹性势能增大
C.重力势能减小，弹性势能减小
D.重力势能增大，弹性势能减小
5.现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭。
关于门在自动关闭过程中能的转化的下列说法，正确的是（）
A.弹簧的弹性势能转化为门的动能
B.门的动能转化为弹簧的弹性势能
C.门的势能转化为弹簧的动能
D.弹簧的动能转化为门的势能
6.向上抛出的小球在上升过程中，重力势能________，动能________，如果不计空气阻力，则机械能________（填“增加”、“减少”或“不变”）
7.2003年3月20日在美英联军对伊拉克的军事打击中，两军调用了大量空降部队。
在空降兵离开机舱、尚未打开降落伞的一段时间里，他们在空中加速下落，若不计空气阻力，那么在这段时间里，空降兵的重力势能________，动能________，机械能________（填“增加”、“减小”或“不变”）。
8.如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点，用手把小球拉到A点后松开，小球便摆动起来，在摆动过程中。
小球的重力势能在________点最大，在________点最小；
小球的动能在________点最大，在________点最小。
9.通讯卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把________能转化为________能，供卫星使用。
10.如图所示，用绳子拴住一个苹果并悬挂起来，把苹果托近自己的鼻子静止，松手后，苹果将向前摆去，接着又反向摆回来，你原地不动，苹果会打到你的鼻子上吗？
为什么？
1.有一种全自动的机械手表不用上发条，也不用电池，只要你带在手上，它就能永不停息地走下去。
但是，你若把它放在柜子里，过一、二天后它便停止走动。
请问，该手表指针走动的动能来源于哪里？
2.在空气阻力不计的情况下，一个皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中：
（1）说明皮球机械能转化情况；
（2）指出皮球在哪几个位置时的动能为零？
（3）分析皮球不能回到原来高度的原因？
3.“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼。
”你知道这诗句是宋代哪位诗人的名句吗?
它表达了诗人怎样的雄心壮志？
诗句中拉弯的弓把箭射出去，这一过程中能量的转化情况是怎样的？
【答案】动能势能机械能及其转化
夯实基础典型题
1.D
2.D提示：
A项具有重力势能和动能，B项具有动能，C项具有重力势能和动能，D项具有弹性势能，故D正确。
3.A
4.B提示：
因为物体的动能应与物体的质量、速度有关，A项应为大象的动能大，A项错误，B项正确，重力势能与物体的质量和高度有关，C项应是60kg人重力势能大，D项重力势能的大小难以确定，故C、D错。
5.速度
6.焦耳；
焦；
1
7.2000
8.砖块
9.虽然鸟儿低速飞行，但飞机的速度很大，故鸟儿相对于飞机的速度是相当大的，根据一定质量的物体具有的速度越大，其动能也越大的道理，鸟儿相对于飞机也具有相当大的动能，故鸟儿与飞机相撞的话，对于飞机好象中了子弹一样，具有很大的伤害作用。
10.A的重力势能转化为动能，与B碰撞后，A的机械能一部分转移给B，A、B在前进过程中克服阻力做功将机械能转化为内能。
能力提高典型题
1.C提示：
A中动能不变，重力势能减少，机械能减少，A错。
B中除了具有动能外，还有可能具有重力势能等，B错，D中卫星势能应最大，D项错误，C项正确。
2.A
3.C提示：
汽车匀速上坡时，动能不变，重力势能增加，机械能增加，消耗了燃料的内能，故C对，A、B、D错。
4.C
5.A
6.
（1）重力势能
（2）动能、重力势能（3）动能（4）弹性势能
7.减小；
增大
8.增加；
增加
9.
（1）a、c
（2）c
10.①建立假设，实验验证，归纳分析②控制变量③物体的重力势能的大小与物体的质量和高度有关，物体的质量越大，高度越高，它具有的重力势能就越大④人们用石夯夯地时，总是将石夯抬得高高的突然放下，利用
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