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第十一讲　功和机械能
第2节　动能　势能　机械能
新课标·考点通
本节主要考点
课标要求
安徽考情分析
1.动能、势能和机械能的概念及影响因素
2.动能与势能的相互转化
3.探究动能的大小与哪些因素有关
知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化
◆2025年：弹性势能与动能的相互转化，2分
◆2024年：动能、重力势能和机械能的大小变化，2分
◆2023年：弹性势能与动能的相互转化，2分
◆2022年：动能、重力势能和机械能的大小变化，2分
◆2021年：动能、重力势能和机械能的大小变化，2分
1.能：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能。
2.机械能
(1)动能：物体由于　 　而具有的能。?
(2)势能：①重力势能：物体由于处于一定的　 　而具有的能；②弹性势能：物体由于发生　 　而具有的能。?
(3)动能、势能统称为　 　。?
　机械能　
　弹性形变　
　高度　
能及机械能的概念
　运动　
考点1
考点知识梳理
易错警示　(1)判断动能和重力势能大小变化时，一定要分析物体质量是否变化，注意一些隐含的质量变化，如洒水车洒水时质量变小，卡车装货物时质量变大；(2)机械能不守恒时，总能量仍然守恒。
机械能的影响因素及转化 (5年5考)
考点2
比较项
动能
重力势能
弹性势能
影响
因素
物体的　　越大、　 　越大，它的动能就越大?
物体的　 　越大，　
　越高，它具有的重力势能就越大?
物体的　 　越大，它具有的弹性势能就越大?
相互
转化
在一定条件下，动能、势能可以互相　 　，如果只在动能和势能之间发生相互转化，转化过程中机械能的总量
　 　?
质量
速度
质量
高度
弹性形变程度
转化
保持不变
教材变式练
如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆的运动过程，发现滚摆每次上升的高度逐渐减小，直至停止。下列解释错误的是( )?
A.动能与势能可以相互转化
B.上升的最大高度逐次降低，是因为能量不守恒
C.滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能
D.滚摆整个运动过程中，机械能不守恒
B
例1　[2025·河北]图示为河北丰宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最大)的示意图。用电低谷时，通过电力将水从下水库抽到上水库；用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是( )?
A.水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小
C.放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能增大
D.水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能
机械能及影响因素
D
重难考点精讲
考点1
【解析】水从下水库被抽到上水库，质量不变，高度增大，重力势能增大，A项错误；物料运输车沿盘山路行驶，质量不变，速度增大时，动能增大，B项错误；放水发电时，水由上水库至下水库，克服摩擦做功，机械能减小，C项错误；水沿自流排水洞自动向下流动时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，D项正确。
机械能变化中的关键词解读
(1)匀速→速度不变，动能不变；加速→速度增大，动能增大；减速→速度减小，动能减小。(物体质量不变时)
(2)上升→高度增大，重力势能增大；下降→高度减小，重力势能减小。(物体质量不变时)
(3)光滑、不计阻力→无克服阻力做功→机械能守恒。(物体质量不变时)
(4)近地点到远地点→高度由低到高→重力势能增大；远地点到近地点→高度由高到低→重力势能减小。(物体质量不变时 )
变式训练1　[2025·济南]科技赋能正深刻改变着传统农业的生产方式，大大减轻了农民的负担，提高了生产效率。如图所示，一架无人机正在进行农药喷洒作业，随着农药的减少，下列情形中无人机(包括水箱和箱中农药)的机械能可能保持不变的是( )?
A.水平向前匀速飞行
B.竖直向下匀速飞行
C.斜向上匀速飞行
D.斜向下匀速飞行
C
变式训练2　[2025·四川德阳]荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程。如图所示，用细线把一个小球悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，下列说法正确的是( )?
A.小球在C点时，动能最大
B.小球在B点时，重力势能最大
C.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
D.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
C
例2　下图是跳水运动员比赛时的画面。下列有关跳水过程的说法正确的是( )?
A.起跳时，跳板的弹性势能全部转化为运动员的重力势能
B.上升时，运动员的重力势能转化为动能
C.下落时，运动员的动能转化为重力势能
D.入水后，运动员的机械能不守恒
D
【解析】跳板的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能，A项错误；上升时，运动员的动能转化为重力势能，B项错误；下落时，运动员的重力势能转化为动能，C项错误；入水后，运动员克服水的阻力做功，机械能不守恒，D项正确。
变式训练　如图所示的是蹦极游戏的示意图，游戏者从高处O点开始下落，A点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，B点是游戏者第一次下落所能到达的最低位置。下列说法正确的是( )?
A.游戏者由O点向A点下落的过程中，人的机械能转化为绳的弹性势能
B.游戏者由O点向A点下落的过程中，绳的弹性势能转化为人的机械能
C.游戏者由A点向B点下落的过程中，人的重力势能全部转化为人的动能
D.游戏者由B点回弹再上升的过程中，绳的弹性势能转化为人的机械能
D
实验　探究动能大小与哪些因素有关
1.实验器材：体积相同的实心钢球和铜球、斜面、长木板、小木块。
2.实验操作：
?
(1)如图甲、乙所示，让同一钢球从斜面上不同高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。
(2)如图丙所示，换用质量较大的铜球从斜面上与图乙相同高度由静止滚下，观察木块被撞击后移动的距离。
3.实验结论：物体动能的大小与物体的运动速度和质量有关。质量相同的物体，运动速度越大，动能　 　；运动速度相同的物体，质量越大，动能　 　。?
　越大　
　越大　
实验突破·分层
— — — — —
考点串
探究前的准备
探究时的操作
数据处理
得出结论
交流、评估与反思
能力突破练
下图是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置。实验中让钢球从斜槽的某个位置由静止滚下，撞击水平地面上的木块，将木块撞出一段距离。
◆?基础设问?◆
设计实验与制订方案
(1)[实验对象]实验中探究的是　 　(选填“钢球”或“木块”)动能大小的影响因素。?
(2)[实验方法]实验中物体动能的大小是通过观察　 　(选填“s”或“h”)的大小来判断的，这种常用的实验方法称为　 　。?
获取与处理信息
(3)[实验操作细节]在“探究动能与速度的关系”时，保持钢球的质量不变，让钢球从斜槽　 　(选填“相同”或“不同”)高度由静止开始滚下，以不同的速度撞击并推动木块运动。?
(4)让不同质量的钢球从斜槽相同高度由静止开始滚下，是为了探究物体的动能与　 　的关系。?
　质量　
　不同　
　转换法　
　s　
　钢球　
◆?能力设问?◆
交流、评估与反思
(5)[能量转化]钢球碰到木块后，由于二者受到摩擦力的作用，最终会停止。在此过程中，钢球和木块的动能转化为　 　。?
(6)[科学推理]若水平面绝对光滑，钢球和木块碰撞后将做　 　运动。?
　匀速直线　
　内能　

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