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(共14张PPT)
第12章 机械能
单元整体提优 整理与提升
大概念体系构建
练习与提升
建议用时：20分钟
一、机械能的变化与大小比较
1. 2023年5月8日，中国选手全红蝉以五跳两满分的成绩，夺得跳
水世界杯第二站比赛的冠军。全红蝉在空中加速下落过程中( )
B
A.动能不变 B.动能变大 C.重力势能变大 D.机械能变大
2. 2023年5月10日，天舟六号货运飞船成功发射，如图所示。天
舟六号加速升空过程中，关于能量变化说法正确的是( )
A.重力势能增大，动能增大 B.重力势能减小，动能减小
C.重力势能增大，机械能减小 D.重力势能减小，机械能不变
A
3.东南海域水质的改善，给了中华白海豚一个温
馨的家。如图所示，下列说法正确的是( )
B
A.海豚跃出海面减速上升过程，动能不变
B.海豚跃起到最高点时，重力势能最大
C.海豚从高处落回海面过程，重力势能不变
D.海豚在海面下加速下潜过程，动能变小
4.如图人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，卫星从近地点向远
地点运动时，它的重力势能______（选填“减小”或“增大”），卫星
在____（选填“远”或“近”）地点时重力势能最大。
增大
远
二、 机械能及其转化
5.如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆
动过程中，小球依次经过、、三点，、 两点高度相同， 点
为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A
A.小球在 点动能最大
B.小球从点运动到 点，重力势能转化为动能
C.、 两点速度大小不同
D.小球在C点速度最大
6.2022年5月14日，一架国产 大飞机从上海浦东机场起飞，经过3个多小时的
飞行后安全降落，这标志着首架 大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是
( )
A
A.飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大
B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变
C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变
D.飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能
7.如图所示，从 点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线
所示，、两处等高， 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
A.小球在点的机械能等于在 点的机械能
B.小球在点的动能大于在 点的动能
C.小球从点到 点的过程中，机械能不变
D.小球从点离开地面到达 点的过程中，动能转化为重力势能
8.引体向上是多地体育学业水平考试项目。如图所示，臂力小的某同
学正在借助弹力带进行训练，他用脚使劲蹬弹力带保持身体笔直，借
力身体上升，下巴过杠，此过程中，弹力带的弹性势能______（选填
“变大”或“变小”）。
变小
三、 探究影响动能大小的因素
9. 近年来，渣土车因“多拉快跑”而引发的交通事
故时有发生，引起了交通管理部门的高度重视。
小彤设计了如图所示的实验来模拟汽车超速、超
载带来的危害，通过电磁铁的控制，让质量分别
为和 的小钢球从圆弧轨道的一定
高度 由静止滚下，撞击水平面上的纸盒
并将纸盒推动一段距离（实验中的圆弧轨道、水
平面和纸盒均不变）。
（1）分析甲、乙两图可知，____（选填“甲”或“乙”）图中的小钢球在刚到达水平
面时的速度更大。
（2）比较甲、乙两图可知，在______一定时，小钢球的______越大，动能越大。
（3）比较________两图可以模拟汽车超载带来的危害。
（4）假如你是一名汽车驾驶员，请你从物理学的角度谈谈在安全行车方面需要注
意哪些事项：________________________。
乙
质量
速度
乙、丙
不超载行驶，不超速行驶(共15张PPT)
第12章 机械能
课时分层提优
第2节 机械能及其转化
一层 基础
二层 综合
三层 科学思维
建议用时：20分钟
知识点一 动能和势能的转化
1.在荡秋千的过程中，动能和势能的转化情况是( )
D
A.没有动能和势能的转化
B.秋千摆过最低点时，动能为0
C.秋千从最低点向高处摆动时，势能转化为动能
D.秋千从最高点向低处摆动时，势能转化为动能
2.如图所示的游戏、体育项目中，主要利用弹性势能与动能相互转化的是( )
B
A.荡秋千
B.跳蹦床
C.漂流
D.滑滑梯
3.《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”，指出用多股蚕丝作为弓的弦，这说
明蚕丝______好；拉弯的弓把箭射出去，是把弓的________能转化为箭的____能。
弹性
弹性势
动
4.如图所示，当蹦床运动员从高处下落过程中________能转化为____能；
与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的机械能转化为蹦床的
________能。
重力势
动
弹性势
知识点二 机械能同其他形式能量的相互转化
5.如图所示的情境中，属于机械能转化为内能的是( )
C
A.热电厂发电
B.电饭锅蒸煮
C.钻木取火
D.火箭点火升空
6.某市中小学田径比赛中，运动员跳远运动
的几个阶段如图所示，则运动员( )
A.助跑阶段机械能不变
B.经过最高点时重力势能最大
C.经过最高点时动能最大
D.起跳时机械能为零
B
7.如图所示是中国冰壶队比赛的场景，掷球员将冰壶沿水平
冰面掷出，表明力可以改变________________；冰壶前进
时将机械能转化为______；如果冰壶与冰面间的摩擦力为
零，运动的冰壶将________________（选填“静止”“逐渐停
下来”或“做匀速直线运动”）。
物体的运动状态
内能
做匀速直线运动
8.一小孩从公园中的滑梯上匀速滑下，对于其动能、势能、机械能的变化情况，下
列说法中正确的是( )
A
A.重力势能减小，动能不变，机械能减小
B.重力势能减小，动能增加，机械能不变
C.重力势能减小，动能不变，机械能不变
D.重力势能减小，动能增加，机械能减小
9.打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，
篮球的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是( )
C
A.篮球经过相同高度的、 两点时，机械能相等
B.篮球第一次反弹后到达最高点 时，动能为0
C.篮球经过、 两点时，动能可能相等
D.篮球在整个过程中机械能守恒
10.跨地理学科秦岭是我国南北的分界线 ,平均 海拔在 2 000 m左右 。如图所示是
秦岭某处 的地形及其等高线图(闭合曲线由海拔相等的点连成 ,数字表示该处的
海拔 ( )
B
A. 某人在 A、B、C、D点站立 ,在 A点的重力 势能最大
B. 山间的溪水由 A点流到 B点时重力势能 转化为动能
C.某人从 C点移动到 D点重力不做功
D. 汽车从在 A到 C间公路行驶时重力势能 变化和 C到 D间行驶时不同
11.把常用的按动式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很
高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图
甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“
按下后放手”到“获得一个向上的速度”再到“ 向上运动到达
最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“ ”阶段，__________转化
为动能，圆珠笔在“ ”阶段，动能转化为__________。
弹性势能
重力势能
12.一材多题 工人师傅用如图所示斜面运送货 物 ,将货物从O处由静止释放 ,下落
过程中 经过 P处 ,最终静止在 Q处。
12. 1. 货物在 。处的重力势能 ( 选 填 “ 大于 ” “ 等于 ” 或 “ 小于 ” ) P处的
重力势 能 ,货物在 Q处的动能 ( 选填 “ 大 于 ” “ 等于 ” 或 “ 小于 ” )O处的
动能。
12.2. 从O到 Q的过程中 ,货物的机械能将 (选填 “ 变大 ” “ 变小 ” 或 “ 不变 ” ) 。
大于
等于
变小
13. 如图所示，将两根细线上端固定在横杆上，细线的
末端固定在圆柱形金属筒上，慢慢卷起金属筒，使得细线绕在
金属筒上，从高处释放金属筒，金属筒下降的速度越来越快。
（1）这是由于金属筒受______作用，将________能转化为动
能。
重力
重力势
金属筒具有惯性
减小
（2）金属筒转动到底部后，此时由于________________保持原来的转动状态，将
会重新上升。
（3）由于摩擦阻力，机械能的总量______，从而使每次上升的高度都比原来小。(共15张PPT)
第12章 机械能
课时分层提优
第1节 动能与势能
一层 基础
二层 综合
三层 科学探究
建议用时：20分钟
知识点一 动能
1.以相同速度匀速飞行的鸽子和小燕子，比较它们的动能大小( )
C
A.小燕子的动能大 B.动能一样大 C.鸽子的动能大 D.无法判断
2.如图所示的交通标志牌显示：小汽车最高行驶速度不得超过
；大型客、货车不得超过 。原因与不同的车的
______有关：若车速相同，动能较大的是________（选填“小汽车”
或“大客车”），行驶时危险性较大。为了降低危险，质量较小的车，
车速相对______；质量较大的车，车速相对______。
质量
大客车
较快
较慢
知识点二 势能
3.如图所示，苹果树上结有甲、乙、丙三个质量相等的苹果，重力
势能最大的是( )
C
A.甲 B.乙 C.丙 D.一样大
4.如图所示是撑竿跳高运动员比赛时的情景，人对撑竿的拉力
使撑竿发生了__________而具有________能；正在上升的运动
员具有____能和________能。
弹性形变
弹性势
动
重力势
5.将一支内有弹簧的笔向下按压（如图所示），放手后笔会向上弹起一
定高度。向下按笔的过程中，笔的重力势能______，弹簧的弹性势能
______，当笔弹起离开桌面向上加速运动的过程中，笔的动能______。
（均选填“增大”“减小”或“不变”）
减小
增大
增大
6.关于功和能的说法正确的是( )
D
A.具有能的物体一定正在做功
B.物体具有的能量越大，它做的功就越多
C.物体做的功越少，它具有的能量就越少
D.物体能够做的功越多，它具有的能就越大
7.环卫清扫车的车身离地面约 高，在平直路面上匀速前进并将地面上的落叶
吸入车内，在此过程中，清扫车整体的( )
A
A.动能变大，重力势能变大 B.动能不变，重力势能变大
C.动能变大，重力势能不变 D.动能不变，重力势能不变
8.真实情境 踢毽子是一项有益的体育活动 。如 图 ,毽子某次被踢出后 ,竖直上升
经过某一位 置时 , 毽子的动能和重力势能分别为 Ek1 和 Ep1 ;下落经过同一位置
时 ,毽子的动能和重力势能分别为 Ek2 和 Ep2 ,则 ( )
B
A. Ek2 >Ek1 B. Ek2 C. Ep2 >Ep1 D. Ep2 9.如图所示 ,一段弹簧固定在水平桌面上(如图甲 所示) ,将一个小球放在弹簧上使
其处于静止状 态(如图乙所示) ,用竖直向下的力压小球至如图 丙的位置 ,然后撤去
力 F,小球向上运动到 A点 后下落(如图丁所示) ,不计空气阻力的影响。则从撤去力F
到小球运动到A点的过程中 ,下列说法中正确的是 ( )
A
A. 刚撤去 F时 ,弹簧的弹性势能最大 B. 小球在上升过程中 ,动能一直在减小
C.小球在 A点处于平衡状态 D.小球上升到 A点时 ,重力势能最小
10.2024年11月4日，神舟十八号载人飞船拖曳着美丽的降落伞，从九
天之外缓缓降落在阿拉善金色戈壁的东风着陆场，如图所示。返回
舱在空中加速下降的过程中，其动能______，重力势能______。
（均选填“增大”“减小”或“不变”）
增大
减小
11.如图a、 为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和
重力势能随高度变化的图线（不计阻力），其中___是动
能-高度关系图线，小石块上升到时的机械能为___ 。
4
12.如图是我们“探究物体动能大小与哪些
因素有关”的实验装置。
（1）该实验是通过控制变量法，研究
______（选填“小车”或“木块”）的动能大
小车
物体质量一定时，速度越大，
动能越大
从同
一高度释放小车
小和哪些因素有关的；通过观察______________________来判断动能的大小。
（2）由图甲所示实验可得出动能与速度的关系是_____________________________
________。
（3）若想用图乙所示方案探究动能大小与质量的关系，需要进行的改进是 ______
______________。
木块被推动距离的远近
13. 在模拟打桩的实验中，让“重锤”（铁块）从
“桩”（小桌）的正上方的某一高度处自由下落，将“桩”
打入沙中。
（1）要想将“桩”打得深一些，可以采用哪些方法？
方法1：______________________；
方法2：____________________。
尽可能将“重锤”举高些
选用质量大的“重锤”
（2）“重锤”重力势能的大小是通过____________________来反映的。
（3）每次实验时，沙子的松紧度是否要一样？________。
“桩”打入沙中的深度
要一样(共18张PPT)
第12章 机械能
课时分层提优
第3节 水能和风能
一层 基础
二层 综合
建议用时：15分钟
知识点一 水能
1.三峡水库修筑大坝是为了提高水位，增加水的( )
B
A.动能 B.重力势能 C.弹性势能 D.内能
2.如图所示为一瀑布的图片，飞驰而下的水的________能在逐
渐减少，____能在逐渐增加。
重力势
动
知识点二 风能
3.世界各国都把开发利用风能放在能源开发的重要位置。关于风能，下列说法错误
的是( )
D
A.风作为能源，很早就被人类开发利用
B.风能是一种无污染而且可再生的新能源
C.风力发电是人们利用风能最常见的形式
D.只要有风的地方，都可以利用风能
4.新疆的达坂城号称“百里风区”，当地的民谣说：“达坂城，
老风口，大风小风天天有，小风刮歪树，大风飞石头。”这
首民谣通俗地表达了风具有______。要实现中国2030年前
“碳达峰”的目标，需大力发展风力发电，如图所示，新疆的
动能
风力发电站可以将风能转化为______，风力发电的优点之一是__________。
电能
清洁环保
5.风能和水能可用来发电，关于风能和水能下列说法中正确的是( )
D
A.风能发电主要利用风的重力势能
B.水力发电站用水的重力势能直接转化为电能
C.水力发电站的水库提高水位是为了增加水的质量
D.水力发电和风力发电都是利用机械能对发电机做功
6.下列说法错误的是( )
A.风能利用起来比较简单且不污染环境
B.利用潮汐可以在海水涨潮、落潮时发电
C.利用水能是利用水的动能，与水位高低无关
D.现代大型水轮机不但功率大，而且效率可高达
C
7.潮汐能是一种环保无污染的新能源之一。涨潮时海水奔流而来，具有大量的___
能，随着水位的升高，____能转化为________能；退潮时，海水退落，大量海水
奔腾而去，________能转化为____能。海水在这种涨落过程中具有的动能和势能就
是潮汐能。
动
动
重力势
重力势
动
8. 我国的水资源丰富，水能
的利用，在我国得到了很好的发展。
三峡水电站是我国利用水能的最大工
程项目。
（1）从能量转化的角度说明水电站的工作原理是将水的______能转化为____能。
机械
电
选择乙图所示址好；理由是水库里的水相对于址比相对于址位置要高
得多，重力势能要大得多，转化成的电能也要多得多
（2）建设水电站选址时，是选择甲图所示址好还是选择乙图所示 址好？请说明
理由。__________________________________________________________________
______________________________________________。
第12章 机械能
课时分层提优
第4节 跨学科实践：自行车
建议用时：15分钟
【项目提出】
阅读文章 , 回答问题。
变速自行车的奥秘
变速自行车的变速系统是通过改变链条和不同的前、后大小的齿轮盘的配合来
改变车速快慢的。
如图 1 所示是变速自行车的驱动结构 ,它与普通自行车的区别在于 ,它的后齿轮
由多个半径不同 的齿轮共同组成(普通自行车的后齿轮只有一个)。 选择低挡位
时 ,链条调整到半径较大的齿轮上 ,选 择高挡位时 ,链条调整到半径较小的齿轮上。
自行车的前齿轮和脚踏板构成一个轮轴型 的省力杠杆结构 ,后齿轮和后车轮构成
另一个轮轴型的费力杠杆结构 。骑自行车时 ,人踩脚踏板 一圈 ,前齿轮跟着转动
一圈 , 带动链条转动的长 度为前齿轮的周长 。 同 时 ,链条带动后齿轮转 动 , 由于
后齿轮的半径小于前齿轮 , 为了保证链 条转动的长度相同 ,后齿轮必须转过的圈数
大于 前齿轮 。后齿轮的半径越小 ,它转过的圈数就越 多 。后齿轮同时带动后车轮
转动 ,它们转动的圈 数保持一致 。 因此 ,后齿轮越小 ,脚踩一圈 ,后车 轮转动的圈数
越多 , 即 自行车前进的距离越长。
在爬坡时 , 自行车受到的阻力较大 , 因此需 要把后齿轮的半径( 动力臂) 调整得大
一些 , 以 达到相对省力的效果 。在下坡时 , 自行车受到的 阻力较小 ,此时为了让
自行车更快前进 ,可以将 后齿轮的半径调小。
【表达交流】
(1)原自行车驱动结构中 ,前齿轮和脚踏板组成一 个 杠杆 ,后齿轮和后车轮组
成一个 杠杆 。
(2)请在图 2 中画出最省力时 ,人脚对脚踏板的力 F(作用点在脚踏板中心) ,以及这个
力对应的力臂 L 。 (提示:脚可以向各个方向用力踩脚踏板 ,脚踏板可以通过旋转来
适应脚的用力方向)
省力
费 力
(3)爬坡时 ,应将链条调整至半径较 ( 选 填“ 大”或“ 小”)的后齿轮上 ,从而达到
相对省力的目的。
大
(4)前齿轮和后齿轮在共同工作时,其特征是 。
B
A. 相同时间转过的圈数相同
B. 相同时间带动链条转动的长度相同
C. 相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度 均相同
D. 相同时间转过的圈数和带动链条转动的长度 均不相同
（5）自行车在水平道路上行驶时 ,后车轮所受的 摩擦阻力约为 30 N,一辆自行车
后车轮的半径 约为 40 cm ,若它此时链条挂在中间挡位的后齿 轮上 ,其半径为
5 cm , 由于前齿轮与后齿轮由链条连接 ,所以前、后齿轮受到的链条的拉力相同 ,
若前齿轮的半径为 10 cm ,脚踏板到轴心的长度 为 25 cm ,则 自行车匀速行驶时 ,
人蹬车的力至 少应为 N。
96
（6）从自行车的结构和使用来看 ,它涉及的物理 知识 ,下列说法正确的是 。
A
A.刹车时用力捏“刹车把”是通过增大压力来增大摩擦的
B. 车座下方的弹簧受力越大 ,其形变越小
C. 自行车静止在水平地面上时 ,地面对自行车的支持力和自行车对地面的压力
是一对平衡力

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