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一、动能
1、动能：物体因运动而具有的能量，这种能量叫做动能。
2、探究影响动能大小的因素
实验方法：控制变量法、转换法。
实验步骤：①让小钢球从斜面不同高度静止开始滚下，比较木块被小钢球推出的距离大小。
②让质量不同的小钢球从同一斜面同一高度静止开始滚下，比较木块被小钢球推出距离的大小。
实验结论：①质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能就越大。
②速度相同的物体，质量越大，它的动能就越大。
二、势能
1、重力势能：物体因被举高而具有的能量。
2、探究影响重力势能大小的因素
实验方法：控制变量法、转换法
实验步骤：①让同一小钢球，从不同高度静止下落，比较小球陷入沙坑的深度
②让体积相同，质量不同的小钢球，从同一高度静止下落，比较小球陷入沙坑的深度
实验结论：①质量相同的物体，被举高的高度越高，它具有的重力势能越大。
②被举高的高度相同的物体，质量越大，它具有重力势能就越大。
3、弹性势能：物体因发生弹性形变而具有能量。
在弹性限度内，形变量越大弹性势能越大
如图，木块以一定的速度滑过A、B点，到C点滑出下落至D点。A和B、C和D之
间的垂直距离均为h。若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的
分析，正确的是(　　)
A.
D点与A点相比，动能增加，势能减少，机械能不变
B.
A点到C点减少的重力势能大于C点到D点减少的重力势能
C.
B点的动能可能等于A点的动能，但一定大于C点的动能
D.
B点的动能可能等于D点的动能，但一定大于A点的动能
例2、图为探究物体（钢球）动能大小跟哪些因素有关的实验装置。
（1）实验原理：
①钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关。起点位置越高，该速度越______，实验中是通过____________________
来反映小球的动能大小。
②钢球从平滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，运动钢球所具有的动能越_______。
（2）实验现象：
①同一钢球从斜面上不同高度处由停止向下运动。在水平木板上撞击木块，钢球开始向下运动的起点位置越_____。木块运动的距离越长。
②体积相同质量不同的钢球，从同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块，钢球的质量越_______
，木块运动的距离越长。
从以上实验中可得出物体动能的大小与_______
和_______有关。
例3、某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）．实验测得A、B两球陷入沙深度分
别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。
（1）本实验中，铅球的重力势能大小是通过__________________来反映的。
（2）比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结：当下落高度一定时______。
（3）比较______两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的
高度越高，物体的重力势能越大。
（4）比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径______（选填：“有关”或“无关”）。
（5）小球在下列过程陷入沙面前，将重力势能转化为______能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为______能。
例4、小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表：
次数
橡皮条
橡皮条宽/cm
橡皮条长/cm
弹射的水平距离/m
1
a
0.50
20.00
10.10
2
b
0.50
30.00
8.20
3
c
1.00
20.00
14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较____________来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的________有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的____有关；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是________
A、窄而长的
B、宽而长的
C、窄而短的
D、宽而短的
例5、如图所示，小物块A和弹簧放在光滑的水平面上，弹簧左端固定于竖直墙面。向左移动物块A并压缩弹簧至B处，静止释放物块A，此后物块的动能（　　）
A．一直变大
B．一直不变
C．先变大后不变
D．先变大后变小
例6、如图是上海”明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将_______能转化为_______能储存起来，此过程中机械能总量_______。（选填“减小”“变大”“不变”）
例7、如图是皮球从高处自由落下，撞击地面后又弹起的频闪（每
隔相等时间拍一次）照片。皮球从
A
到
B
的过程中重力势能转化为_______能，从刚接触地面到发生最大形变的过程中_______能转化为　
　
能。进一步分析可知：皮球在下落、弹起、上
升的循环过程中机械能的总量_______（填变化情况），判断的依据是_______。
1、如图所示，一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面低端，如果小球经过A点时具有的重力势能为50J，若不计空气阻力，以下说法不正确的是（　　）
A．小球到达底端时动能一定大于50J
B．小球从顶端到达底端的过程中，重力势能转化为动能
C．小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能
D．小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能
2、跳伞运动员从空中匀速下落，对其机械能的有关分析，正确的是（　　）
A．动能增加，势能减小，机械能增大
B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能减小，势能减小，机械能减小
D．动能不变，势能不变，机械能不变
3、羽毛球是一项室内室外都可以进行的体育项目，在我国有很好的群众基础，关于这项运动，以下说法正确的是（　　）
A．羽毛球在飞行过程中，人对球做了功
B．球拍对羽毛球的弹力是因为球发生形变而产生的
C．羽毛球向上飞行的过程中，动能转化为重力势能
D．羽毛球离开球拍能继续飞行是因为受到惯性作用
4、把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图所示四个选项图象中哪一个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（　　）
A
B
C
D
5、关于如图四个情景的机械能，说法正确的是（　　）
A．图甲正在作业的洒水车在水平马路上匀速直线行驶，机械能保持不变
B．图乙单摆最终会停下来，说明摆球的机械能在逐浙减少
C．图丙空中加油过程中，大型加油机在水平方向上做匀速直线运动，机械能增大
D．图丁电梯匀速上升过程中，机械能保持不变
6、如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（　　）
A．a点
B．b点
C．c点
D．d点
7、小丽从学校回家过程中如图示是她的s﹣t图象，则小丽动能最大的时间段是（　　）
在t1﹣t2时间内
B．在t2﹣t3时间内
C．在0﹣t1时间内
D．无法确定
8、在如图所示的滚摆实验中，下列说法正确的是（　　）
A．滚摆下降时，动能减小，重力势能增加
B．滚摆运动时，有部分机械能转化为其它形式的能
C．滚摆运动至最低点时，动能为零
D．滚摆运动至最高点时，一切外力突然消失，滚摆会继续向上转动
9、如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到A点运动员的机械能不变
D．运动员在A点时速度最大
10、为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，小勇同学设计了如图所示的探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后停止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：
（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度_________。（选填“相等”或”不相等）
（2）用来研究超载安全隐患时，我们应选择________两个图所示实验进行比较。
11、在探究弹簧的弹性势能的大小与哪些因素有关时，小阳提出了如下猜想：
猜想1：弹性势能的大小与弹簧被压缩的长度有关；猜想2：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想3：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关；猜想4：弹性势能的大小与弹簧的原长有关；
接下来，小阳首先选用弹簧、小球、木块和长刻度尺各一个，按照如图所示的实验进行探究。实验中木块起始位置相同，实验记录的数据如下表。
弹簧的原长l0/cm
10
10
被压缩后弹簧的长度l/cm
8
5
弹簧被压缩的长度△l/cm
2
5
木块移动的距离s/cm
11
15.5
（1）弹簧将小球弹开的过程中，是将弹簧的弹性势能转化成小球的　
　能；
（2）由于弹性势能的大小不便于用仪器测量，本实验中把弹性势能的大小转换为　
　，这种研究问题的方法叫转换法；
（3）分析表中数据可以验证猜想　
　；（选填序号）
（4）如果要探究弹性势能的大小与弹簧的粗细是否有关，需要控制的变量有　
　、　
　、　
　。
12、某学校“牛顿小组”的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1＜m2＝m3，实验的情景如图所示。
（1）通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的物理方法是　
　（选填“转换法“或“类比法”）。
（2）分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的　
　有关。
（3）小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为　
　能。
（4）同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为　
　。
实验次数
1
2
3
4
5
6
h/米
2.45
4.9
7.35
9.8
12.25
14.7
t2/秒2
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
13、在探究动能大小与质量关系的两次实验中，小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图所示，木板固定在水平面上。该实验中，通过比较木块在木板上滑行的　
　来比较动能大小的。图中错误的操作是　
　。改正错误后进行实验，发现乙图木块滑出的远些，则可以做出判断，在　
　相同的情况下，　
　越大，动能越大。
1、甲、乙两辆客车，在同一条平直的公路上匀速行驶，甲车的速度为72km/h，乙车的速度为20m/s，则它们的动能大小关系为（　　）
A．甲车大
B．乙车大
C．一样大
D．条件不足，无法确定
2、嫦娥四号﹣﹣世界首颗在月球背面软着陆的航天器，由长征三号运载火箭发射成功。如图所示，是发射时的情景。在此过程中，嫦娥四号的（　　）
A．动能增大，势能不变，机械能增大
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能减小，势能增大，机械能不变
D．动能不变，势能减小，机械能减小
3、如图所示，将同一物体从A点开始沿三个光滑的弧面AB、AC、AD自由滚下，到达同一水平面时的动能分别为E1、E2、E3，则（　　）
A．E1最大
B．E2最大
C．E3最大
D．E1、E2、E3一样大
4、如题图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是（　　）
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
D．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
5、如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．铅球由a→b时，重力势能转化为动能
B．铅球到达c
点时动能最大
C．铅球由b→c
时，机械能逐渐减小
D．铅球在b
点时动能为零
6、如图所示，让同一个小球在同一高度以相同的速度分别向三个不同方向抛出去，设小球刚落地时的速度大小分别为v1、v2、v3，如果不计空气阻力，则其速度大小关系正确的是（　　）
A．v1＝v2＝v3
B．v1＜v2＜v3
C．v1＞v2＞v3
D．无法比较其速度大小
7、如图所示，质量为m的小球从静止下落，落在A点、竖直放置静止的轻弹簧上，到达与B点时小球重力与弹簧的弹力大小相等，图中与C点是小球到达的最低点（不计空气阻力）。下列说法正确的是（　　）
A．下落过程中，小球重力势能减小、动能增大、小球与弹簧机械能总量不守恒
B．下落过程中，小球重力势能一直减小、动能先增大后减小、小球与弹簧机械能总量守恒
C．到达C点时，小球的动能为零，受到的重力大于弹簧的弹力
D．从B到C，小球只有重力势能转化成弹性势能
8、在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，如图所示，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块。请回答下列问题：
（1）该实验的目的是研究　
　（选填：“铁球”或“木块”）动能的大小与　
　的关系；
（2）让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放的目的是　
　；
（3）该实验是通过观察　
　来比较铁球动能的大小；
（4）通过甲乙两图的实验探究可以得出的结论是：　
　。
9、在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中的情况如图所示。
（1）在此实验中，我们是通过观察　
　
来比较铁块的重力势能大小，　
　铁块的重力势能最大；
（2）若A、B两铁块质量相等，则两铁块下落的高度的关系是hA　
　hB；
（3）若A、C两铁块下落高度相同，两铁块质量大小关系是mA　
　mC；
（4）由（2）、（3）分析可得出的结论是：物体的重力势能大小跟物体的　
　和　
　有关。
10、同学们所用的笔，有些在靠近笔端的地方装有一个轻质弹簧，如图甲所示。小文和小军各自拿自己装有弹簧的笔玩弹笔游戏。结果发现小军的笔弹得高一些。小文分析：笔弹起的高度与笔内弹簧的弹性势能的大小有关，那么弹簧弹性势能的大小又跟什么因素有关呢？
小文猜想：①弹簧弹性势能的大小可能跟它的材料有关；
②弹簧弹性势能的大小可能跟它弹性形变的程度有关。
（1）为了验证猜想②，小文利用两个外形完全相同但材料不同的弹簧A和B、一个小钢球、一个轻木块，在同一水平面上进行了如图乙所示的实验：
a．将小球置于弹簧A的右端，使弹簧被压缩的长度为2cm，放手后小球被弹出，并与一木块相碰，木块被推动了一段距离S1；
b．将另一个弹簧B压缩的程度稍大一些，把小球置于弹簧的右端，观察小球撞击木块后木块移动的距离S2；
（2）请你指出小文实验中存在的问题　
　。
（3）写出改进措施　
　。
参考答案
例1、C
例2、（1）①大；推动木块前进的距离；②大；（2）①高；②大；（3）速度；质量。
例3、（1）球陷入沙面的深度；（2）质量越大，物体重力势能越大（3）A、C；（4）无关（5）动；内
例4、（1）弹珠被弹射的水平距离；（2）长度；（3）宽度；（4）D
例6、动；重力势；减小
例7、动；动；弹性势；变小；每次能弹起的最大高度逐渐变小。
1、C
2、B
3、C
4、A
5、B
6、C
7、C
8、B
9、C
10、（1）相等；（2）甲、丙；（3）甲、乙；
11、（1）动；（2）木块移动的距离；（3）1；（4）弹簧的材料；弹簧的原长；弹簧被压缩的长度。
12、（1）转换法；（2）质量；（3）内；（4）h＝4.9t2
13、距离；没有将木块放在木板的最左端；
速度；
质量
1、D
2、B
3、D
4、D
5、B
6、A
7、B
8、（1）铁球；速度；（2）使小球到达水平面获得不同的速度；（3）木块被铁球推动的距离；（4）质量相同时，物体的速度越大，物体动能越大。
9、（1）木桩陷入沙坑中的深度；B；（2）＜；（3）＜；（4）质量；高度
10、（2）没有控制弹簧材料相同；（3）选取同一根弹簧分别压缩不同的程度释放弹出小钢珠，比较轻木块被小钢珠撞击后移动的距离。
2020浙教版科学九年级上册“冲刺重高”讲义（十）
机械能

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