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(共26张PPT)
第十章　机械与人
10.6（2）动能和势能的相互转化
同步训练
沪科版 八年级下
知识点1 动能与势能之间的转化
1.“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，描写了苏轼拉弓射箭的豪迈心情。人用力将弓弦拉弯，拉弯的弓将箭射出去，这里发生的能量转化情况是 　弹性势能转化为动能 。
弹性势能转化为动能
2.[2023·济南模拟]引体向上是体育学业水平测试项目。如图所示，臂力小的小北借助弹力带进行训练，他用脚蹬弹力带，弹力带对他施加一个向上的力。在小北身体上升过程中，弹力带的 　弹性势　 能转化为小北的重力势能，其实质是弹力带对他 　做功　 的过程。
弹性势　
做功　
（第2题）
【解析】
随着小北身体上升，弹力带的弹性形变越来越小，即弹力变小；随着小北身体上升，弹力带的弹性势能转化为小明的重力势能。
知识点2 探究机械能之间的相互转化
3.[实验设计能力]在“探究动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来，将小球从位置B拉到位置A，由静止释放小球，观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变化，并测出了小球在A、B、C三个位
置时动能和重力势能的值，从而分析
这一过程中动能和重力势能之间的转
化，数据如下表所示。
运动过程或位置 A A→B B B→C C
动能Ek/J 0 增加 4.98 减少 0
重力势能Ep/J 5.00 减少 0 增加 4.97
（1）小球在图中的C位置，受到 　2　 个力的作用。（不计空气阻力）
【解析】
小球在题图中的C位置，受到重力、细线对它的拉力，共2个力的作用。
2　
（2）从实验中可以看出，小球从A→B的过程中速度不断 　增加　 ，高度不断降低，这个过程中是 　重力势　 能逐渐转化为 　动　 能；在能量转化的过程中，机械能在逐渐减少，这主要是由于小球受到 　空气阻力　 造成的。
增加　
重力势　
动　
空气阻力　
【解析】
小球从A→B的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中重力势能逐渐转化为动能。在能量转化的过程中，由于受到空气阻力的作用，机械能在逐渐减少。
（3）在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变，那么，小球到达B位置时的机械能 　大于　 （填“大于”“小于”或“等于”）质量为m的小球到达B位置时的机械能。
大于　
【解析】
在实验中，如果换用质量为2m的小球，其他条件不变，那么，由于重力势能与质量有关，小球开始时的重力势能大，所以到达B位置时的动能也大，即小球到达B位置时的机械能大于质量为m的小球到达B位置时的机械能。
4.[2023·武汉]电动叉车托着质量为100 kg的货物，在5 s内沿着水平方向行驶10 m，如图甲所示；接着在10 s内把货物匀速竖直提升1 m，如图乙所示。下列说法正确的是（g取10 N/kg）（　　）
A.叉车水平行驶过程中，货物的重力
做功为1×104 J
B.叉车提升货物过程中，克服货物的
重力做功为1×103 J
C.叉车水平行驶过程中，叉车的重力势能转化为货物的动能
D.叉车提升货物过程中，货物的动能转化为货物的重力势能
【解析】
功是力和力的方向上移动的距离的乘积，所以水平行驶过程中，货物的重力没有做功，故A错误；叉车提升货物的过程中，克服货物重力做功W＝Gh＝mgh＝100 kg×10 N/kg×1 m＝1×103 J，故B正确；叉车水平行驶过程中，叉车的质量没有变化，高度也没有变化，因此叉车的重力势能没有变化，所以不是叉车的重力势能转化为货物的动能，故C错误；
货物上升过程中，质量不变，速度不变，动能不变，高度变大，重力势能变大，因此不是货物的动能转化为货物的重力势能，故D错误。
【答案】B
5.[立德树人 文化自信][2023·潍坊]巡航导弹是导弹的一种，具有突防能力强、难以拦截的特点。如图所示的为某巡航导弹的飞行路线图，在发射升空段，发动机点火，导弹以极快的速度穿出大气层升至高空；在俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度；在巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，弹翼的升力与重力平衡，可以实现远距离“巡航状态”，最后精确打击目标。下列关于该巡航导弹的说法正确的是（　　）
A.整个过程中，在F点动能最大
B.O点到E点的过程中，机械能不变
C.G点到H点的过程中，机械能不变
D.I点到J点的过程中，不消耗导弹携带的燃料
【解析】
在F点后俯冲加速段，发动机处于关闭状态，导弹向下俯冲，会被加速到极高的速度，说明F点的速度不是最大，则动能不是最大，故A错误；O点到E点的过程中，发动机点火加速升空，速度变大，动能变大，高度增大，重力势能增大，机械能变大，故B错误；G点到H点的过程中，在大气层外，没有空气阻力，机械能守恒，即机械能不变，故C正确；在巡航阶段，主发动机的推力与阻力平衡，发动机工作消耗燃料，故D错误。
【答案】C
6.[易错题][2023·上海期中]如图所示，轻弹簧竖直放置，下端固定于地面，上端位于O点时弹簧恰好不发生形变。现将一小球放在弹簧上端，再用力向下把小球压至图中A位置后由静止释放，小球将竖直向上运动并脱离弹簧，假设小球和弹簧组成的系统机械能守恒，则小球（　　）
A.运动至最高点时，受平衡力作用
B.运动至 O 点时，小球受到的合力为零
C.运动至最高点，小球增加的重力势能等于弹簧减少的弹性势能
D.从 O 点向上运动过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能
（第6题）
【解析】
从A点释放，弹性势能转化为小球的动能和重力势能，小球离开弹簧继续运动，动能转化为重力势能，到达最高点，只具有重力势能。小球和弹簧组成的系统机械能守恒，所以运动至最高点，重力势能的增加量等于弹性势能的减小量，故C正确。
【答案】C
7.北京2023年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。下列说法正确的是（　　）
A.比较三处动能：b＞c＞a
B.比较三处重力势能：a＞c＞b
C.比较三处动能：c＞b＞a
D.比较三处重力势能：b＞a＞c
（第7题）
【解析】
重力势能大小的影响因素是质量和高度，运动员在全程中质量不变，a、b、c三处的高度关系为ha＞hb＞hc，所以三处重力势能相比，有a＞b＞c。运动员在a点时速度为零，动能为零，从a到c重力势能转化为动能，到c点时动能最大，从c到b动能转化为重力势能，b点时的动能小于c点时的动能，则三处动能相比较，有c＞b＞a。
【答案】C
8.[2023·淮北一模]如图所示的是投篮过程中篮球运动的轨迹示意图（空气阻力不能忽略），其中 A、B两点距离地面等高，则篮球在A点时的动能E1和B点时的动能E2的大小关系是E1 　＞　 （填“＞”“＝”或“＜”）E2。
＞　
【解析】
篮球运动过程中，由于受到空气阻力的作用，一部分机械能转化为内能，使得篮球的机械能逐渐减小，所以A点的机械能大于B点的机械能；由于A、B等高，篮球的质量不变，所以A、B点篮球的重力势能相同，则A点的动能大于B点的动能，即E1＞E2。
9. [创新 新视角]质量相等的甲、乙两个物体在同一斜面下滑过程中，每隔相等时间曝光一次得到的频闪照片如图所示。（1）甲在斜面上运动的过程中，动能 　增大　 ，重力势能 　减小　 ，机械能 　减小　 。（均填“增大”“不变”或“减小”）
增大　
减小　
减小　
（2）甲、乙两物体到达斜面底端的动能分别为E甲和E乙，则E甲 　＞　 （填“＞”“＝”或“＜”）E乙。
＞　
【解析】
由题图可知，甲运动的时间小于乙运动的时间，又运动的路程相同，由v＝可知，甲的速度大；因为甲、乙的质量相同，所以甲的动能大，即E甲＞E乙。
（3）甲、乙两物体从初始位置运动到斜面底端过程中，重力做功的功率分别为P甲和P乙，则P甲∶P乙＝ 　2∶1　 。
【解析】
甲、乙在重力的方向上通过的距离相同，由W＝Gh可知，重力所做的功相同；由题图可知，乙运动的时间是甲运动的时间的2倍，由P＝可知，P甲∶P乙＝2∶1。
2∶1　

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