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(共34张PPT)
第十讲　机械能及其转化
1.知道动能、势能和机械能。
2.通过实验,了解动能和势能的相互转化。
3.举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
运动
高度
弹
性形变
质量
速度
质量
弹性形变程度
高度
1.[八下,P95,图10-1-4]在《中华人民共和国道路交通安全法》及其《实施条例》中,专门规定了各种道路、各种车型和各种情形的最高时速。机动车在道路上行驶,不得超过限速标志标明的最高时速,下列交通标志牌上的车型和限速标志中,你认为正确的组合是( )
C
A
B
C
D
2.[八下,P98,图10-2-5]如图所示,运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯,其主要目的是( )
A.增大箭的弹性势能 B.增大弓的弹性
C.增大弓的弹性势能 D.使箭沿直线运动
C
3.[八下,P101,图10-2-5]如图甲所示的是人造地球卫星随火箭加速上升的情景;如图乙所示的是人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行的情景,离地球最近
的点叫近地点,最远的点叫远地点。下列说法正确的是( )
A.图甲:在加速上升的过程中,人造地球卫星的动能转化为重力势能
B.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从远地点向近地点运行时,其机械能减小
C.图乙:在运行过程中,当人造地球卫星从近地点向远地点运行时,其重力势能增大,速度减小
D.甲、乙两图中,人造地球卫星的机械能都不变
C
乙
甲
[典例1](2022东营模拟)2022年4月,“神舟十三号”载人飞船顺利返航,三名航天员完成半年的太空生活,回到地球,为我国航天事业创造多项纪录。返回舱进入大气层加速下降过程中,动能　 　,重力势能　
　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
动能、势能
增大
减小
[变式训练]
1.下列诗句描述的物体具有弹性势能的是( )
A.会挽雕弓如满月
B.飞流直下三千尺
C.春风十里扬州路
D.群峰倒影山浮水
2.禁止从建筑物中抛掷物品,高空抛物存在巨大的安全隐患,是因为高处的物体具有较大的( )
A.重力 B.惯性
C.动能 D.重力势能
A
D
[典例2](2023淄川区模拟)如图所示,橡皮筋两头分别固定在罐子两端,中间系一个钩码,就制成了一个魔罐,将魔罐在水平地面上滚出,橡皮筋的弹性势能　 　(选填“变大”“不变”或“变小”);魔罐能自动滚回来,滚回的过程中　 　能转化为　 　能。
机械能及其转化
变大
弹性势
动
[变式训练]
3.(2022泰安)如图所示,物理项目学习小组在空旷的室外测试某型号无人机负重飞行的能力。测试时将重20 N的物体A固定在无人机上,并控制无人机完成以3 m/s的速度匀速上升、在空中悬停、以2 m/s的速度匀速下降三个阶段的测试项目,同时利用系统软件记录多次测量的相关信息,并做出测评报告。下列说法中( )
①匀速上升阶段,物体A相对于地面是运动的
②匀速上升阶段,物体A的机械能不变
③匀速下降阶段,物体A的重力势能转化为动能
④物体A匀速下降阶段的动能小于匀速上升阶段的动能
A.只有①③正确 B.只有②④正确 C.只有①④正确 D.只有①②③正确
C
4.(2023凉山州)如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法不正确的是( )
A.小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B.小球在C点的动能大于在F点的动能
C.小球从E点到F点的过程中,机械能不变
D.小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能
A
5.(2023肥城模拟)如图所示,小球从A点由静止释放,沿光滑轨道下滑,经B点到达右侧最高点C,则下列大致反映小球相关能量随时间变化的图象中( )
A.只有①④正确
B.只有②④正确
C.只有①③正确
D.只有②③正确
B
①　 ②　 ③　 ④
方法技巧 判断质量、速度、高度的变化情况
1.判断质量的变化
正在洒水的洒水车、投放救灾物资的飞机——m减小
2.判断速度大小的变化
匀速——v不变
加速——v增大
减速、刹车——v减小
3.判断高度的变化
上升——h增大
下落、下滑、下降——h减小
水平路面——h不变
近地点——h最小
远地点——h最大
注意:“光滑”“忽略空气阻力”表示无摩擦阻力做功,机械能不变;
“粗糙”表示需要克服摩擦阻力做功,机械能减少。
实验　探究动能的大小与哪些因素有关
[实验全面剖析]
一、实验器材
1.斜面:使钢球获得速度,并控制　 　的大小。
2.刻度尺:测量木块　 　。
3.质量不同的钢球。
4.木块。
速度
被推动的距离
二、过程及现象
1.让质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下的目的是使质量不同的钢球到达水平面的　 　相同。
2.让同一钢球从斜面的不同高度由静止滚下的目的是使钢球到达水平面的初速度　 　。
3.实验方法
(1)转换法:通过　 　来反映动能的大小,木块被推动得越远,钢球的动能就越　 　。
初速度
不同
大
木块被推动的距离
(2)控制变量法
①探究动能的大小与速度的关系:控制钢球的　 　相同(选用　
　钢球),改变小球的　 　大小(从斜面的　 　高度由静止释放),观察木块被推动距离的远近。
②探究动能的大小与质量的关系:控制钢球的　 　 相同(从斜面的　
　高度由静止释放),改变小球的　 　大小(选用　 　的钢球),观察木块被推动距离的远近。
4.实验中木块被撞出了水平长木板的改进措施
(1)用更长的长木板。
(2)探究动能与质量的关系时可增大水平面的粗糙程度或减小钢球的下落高度。
(3)探究动能与速度的关系时可减小钢球质量。
质量
同一
速度
不同
速度
同一
质量
质量不同
三、实验结论
物体的动能大小与物体的　 　和　 　有关。质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能　 　;　 　相同的物体,　
　越大,它的动能越大。
质量
速度
越大
运动速度
质量
例(2023大庆模拟)在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中,让小车从斜面上自由下滑,然后在水平面上撞击相同的木块,木块在水平面上滑行一定距离后到达虚线位置,如图a、b、c所示,已知h0s1a
b
c
(1)本实验的研究对象是　 　(选填“小车”或“木块”),比较三次实验中小车滑行到斜面底端时的速度va”“=”或“<”)vc。
小车
=
(2)通过比较a、b两次实验,可得出结论:在　 　相同时,物体的　
　越大,动能越大。
(3)通过比较　 　两次实验,可得出物体的动能大小与物体的质量有关。
(4)若水平面绝对光滑,本实验　 　(选填“能”或“不能”)进行,原因是　 　。
[拓展延伸]
(5)木块最终停下来的原因:受到水平面　 　的作用。
(6)能量转化分析:钢球从斜面滚下的过程中机械能的转化是将　 　能转化为　　能。钢球与木块碰撞后在水平面运动一段距离停下来的过程中能量的转化是将　 　能转化为　 　能。
质量
速度
b、c
不能
木块在绝对光滑的平面上做匀速直线运动,无法比较距离s
摩擦力
重力势
动
机械
内
(7)交通规则中“严禁超载”就是通过限制车辆装载货物的质量,减小车辆的惯性和　 　,防止造成重大伤害。
(8)小明发现,这个实验装置和“探究阻力对物体运动的影响”的实验装置很相似,只要去掉木块,添加毛巾、棉布就可以完成,为了能在实验的基础上进一步科学推理出物体不受力时的运动状态,在水平桌面上三种实验材料的铺垫顺序应是　 　。实验中,钢球在毛巾、木板表面整个滚动过程中克服阻力做功的功率分别是P1、P2,则P1　
　P2。
(9)在不更换、不添加器材的情况下,还可以怎么避免木块从木板右端滑出 你的方法是　 　。
动能
毛巾、棉布、木板
>
降低释放钢球的高度或减小斜面坡度
1.(2023泰安)北京时间2023年5月10日,搭载“天舟六号”货运飞船的“长征七号”遥七运载火箭,在我国文昌航天发射中心成功发射。天舟六号“快递员”给空间站携带了各类补给物资,是世界现役的上行载货能力最强的货运飞船。在火箭发射升空的过程中,下列说法正确的是
( )
A.以火箭为参照物,飞船是运动的
B.飞船携带的各类补给物资质量变小
C.飞船的重力势能变大
D.飞船的机械能不变
机械能及其相互转化
C
2.(2021聊城)如图所示,小明从滑梯上滑下,在运动越来越快的过程中,下列说法正确的是( )
A.以滑梯为参照物小明是静止的
B.小明的重力势能减小,动能增大
C.小明的重力势能全部转化为动能
D.小明的机械能守恒
B
3.(2021潍坊)体育课上小明同学进行传接篮球的训练,他将球斜向上抛出,球的运动轨迹如图所示,a、b、c、d为轨迹上的点,其中a、c两点高度相同,不计空气阻力,则篮球在( )
A.a、c两点的动能相等
B.a点的机械能比d点机械能大
C.a点动能比d点动能大
D.b点的动能最大
A
4.(2023烟台)跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,下列关于跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
C
5.(2022临沂)东京奥运会上,我国选手获得女子10 m跳台跳水冠军。比赛中的运动员在( )
A.起跳过程中,运动状态保持不变
B.上升过程中,重力势能转化为动能
C.下落过程中,动能保持不变
D.入水过程中,所受水的浮力逐渐增大
D
6.(2022烟台)如图所示,用绳子把一块橡皮悬挂起来,把橡皮贴近自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,橡皮向前摆去又摆回来,不会碰到鼻子。下列说法正确的是( )
A.橡皮在摆动过程中机械能保持不变
B.橡皮摆动到最低点时动能最小
C.橡皮在下降过程中,重力势能转化为动能
D.橡皮在上升过程中,重力势能转化为动能
C
7.(2020济南莱芜区)如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中,它的　 　转化为动能;弹性小球在B点的机械能　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)它在C点的机械能。
重力势能
大于
8.(2021淄博)小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。如图所示,把小桌放在透明的沙箱中,让重物从高处落下,撞击小桌,通过观察桌腿陷入沙子的深度来探究“重力势能的大小与哪些因素有关”。
(1)实验探究的是　 　(选填“重物”或“小桌”)的重力势能。
(2)通过实验,发现同一个重物从不同高度落下,高度越高,能够对外做功越　 　,说明它的重力势能越　 　。
探究重力势能的大小与哪些因素有关
重物
多
大
(3)要进一步探究“重力势能与质量的关系”,应换用不同的重物,让它们从同一高度落下,观察桌腿陷入沙子的深度。
9.(2023潍坊)为探究物体的动能跟哪些因素有关,利用斜槽、钢球、木块等器材在同一水平面上进行探究活动。钢球从高为h的斜槽上滚下,在水平面上运动,运动的钢球碰上木块后,能将木块撞出一段距离s,如图所示。
(1)实验中探究的“物体的动能”是指　 　(填字母)。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.木块被撞击后的动能
探究物体的动能与哪些因素有关
B
(2)若水平面是光滑的,则　 　(选填“能”或“不能”)达到探究目的。
(3)实验过程中,发现木块移动的距离较短而不易进行观察和比较。对此请你写出一条改进措施:　 　。
不能
增大钢球滚落前的高度
谢谢观赏！

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