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(共40张PPT)
第一部分 教材梳理
第一板块 力学
第七讲　功和机械能
动能和势能　机械能及其转化
一、动能和势能(5年2考)
1.物体能够　　　　　　　，我们就说这个物体具有能量，简称能.能量的单位是　　　　.
注意：一个物体具有能量，是说物体具有做功的能力，不一定要做功.例如静止在高山上的石头，具有重力势能(能量)，但是没有做功.
对外做功
焦耳
2.动能
(1)定义：物体由于　　　　而具有的能.一切运动的物体都具有动能.
(2)物体的动能大小与物体的质量和运动速度有关：
①质量相同的物体，　　　　　　　　越大，它的动能越大；
②运动速度相同的物体，　　　　越大，它的动能越大.
运动　
运动的速度
质量
3.势能
(1)重力势能
①定义：物体由于　　　　　　　并处在一定高度时而具有的能.
②影响因素：物体的　　　　越大，　　　　越高，它的重力势能就越　　　　.
③一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零.
受到重力
质量
位置
大
(2)弹性势能
①物体由于发生　　　　　　　而具有的能.
②影响因素：物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越　　　　.
二、机械能及其转化(5年3考)
4.机械能：　　　　、　　　　势能和　　　　势能统称为机械能.
5.机械能间的转化
弹性形变
大
动能　
重力
弹性
增大
高度
速度
6.机械能守恒：大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的总和　　　　，或者说，机械能是　　　　的.
注意：在只有重力、弹力做功时，机械能是守恒的，有其他力做功时，机械能不守恒.
7.水能和风能：水电站是利用水的　　　　　　　来发电的，风力发电机是利用风的　　　　来发电的.
不变
守恒
重力势能
动能
1. 滚摆从图中的位置1静止释放，下降到位置2后再上升到达最高点3，这三个位置中，滚摆重力势能最大的是位置
　　　　，速度最大的是位置　　　　(前两空选填序号).在此过程中滚摆的机械能是　　　　　(选填“守恒”或“不守恒”)的.
1
2
不守恒
2. 跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置，如图所示.不考虑摩擦和空气阻力，运动员从A运动到B的过程中，　　　　　　能转化为　　　　能；运动员从C运动到D的过程中，机械能_____ (选填“变大”“变小” 或“不变”).
重力势
动　
不变
3. 如图所示是蹦床运动员参加比赛时的情景，运动员在空中上升的过程中，将动能转化为　　　　能，运动员从接触蹦床到下落至最低处的过程中，　　　　能转化为　　　　能.
重力势
动
弹性势
4. 如图所示是水电站发电的剖面图，水力发电是水能利用的主要形式.上游的水沿着导管向下运动的过程中，水的　　　　能转化为　　　　能，水轮机带动发电机发电，将　　　　能转化为电能.
重力势
动
机械
5. 毛泽东诗词《沁园春·雪》中有一句：“一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕”.其中“弯弓”能把箭射出去，是因为拉弯的弓具有　　　　　　能，被射出去的箭具有　　　　能；“弯弓”的过程中，弓的机械能　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).
6. 如图所示，人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运动.卫星从近地点向远地点运行时，它的重力势能　　　　，动能　　　　(前两空选填“增大”“减小”或“不变”)；卫星在大气层外运行，不受空气阻力，则机械能　　　　(选填“守恒”或“不守恒”).
弹性势
动
变大
增大
减小
守恒
易错点1 机械能守恒的判断方法
【例1】(2025德阳改编)荡秋千的过程可简化为一个球的摆动过程.如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等
高，摆球到达B点时动能为　　　　J；摆球从A点到O点的过程中，
　　　　　能转化为动能.整个过程中，摆球的机械能　　　　　(选填“守恒”或“不守恒”).
0
重力势
守恒
【解析】A、B两点等高，说明摆球由A点静止释放，经过最低点O到达B点的过程中没有能量损失，即从A点到B点的过程中机械能守恒，则B点的动能等于A点的动能，摆球在A点静止，动能为0 J，所以摆球到达B点时动能为0 J；摆球从A点到O点的过程中，质量不变，高度降低，速度变大，则重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能.
【变式训练1】(2025扬州改编)如图是《天工开物》记载的我国古人磨面的场景.水从高处流下来，　　　　　　能转化为　　　　能.在这个过程中，水的机械能　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).
重力势
动
变小
【解析】水从高处流下来，即高度变低，速度变大，因此将重力势能转化为动能，在这个过程中，水要克服阻力做功，因此水的机械能变小.
易错点2 全面分析动能、势能及机械能的变化
【例2】 如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，与原来相比，战斗机的动能　　　　，重力势能　　　　，机械能　　　.(均选填“变小”“变大”或“不变”)
变大
变大
变大
【解析】影响动能的因素为速度和质量，影响重力势能的因素为高度和质量.加油后战斗机的质量增加，速度和高度不变，因此战斗机的动能变大，重力势能变大，机械能变大.
分析动能、势能和机械能的变化时要全面，既要考虑动能的常见影响因素“速度”和势能的常见影响因素“高度”，也不能忽略另一影响因素“质量”.
【变式训练2】(2025甘肃改编)始终水平匀速直线飞行的飞机，在向目标处空投物资后，飞机的机械能　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)；物资在空中加速下落的过程中，将　　　　能转化为　　　　能.
变小
重力势
动
【解析】始终水平匀速直线飞行的飞机，在向目标处空投物资后，质量减小，飞机的动能、重力势能减小，因此飞机的机械能将减小；物资在空中加速下落的过程中，高度变小，速度变大，因此将重力势能转化为动能.
实验　探究物体的动能跟哪些因素有关(教材重点小实验)
如图甲所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，让钢球从高度为h的斜槽上由静止开始滚下，运动的钢球碰到水平面上的木块后，能将木块撞出一段距离，实验数据如表.请你完成下列问题.
实验序号 钢球的质量m/kg 钢球下落的高度h/cm 木块移动的距离s/cm
1 0.1 10 8
2 0.2 10 15
3 0.3 10 22
4 0.3 15 30
5 0.3 20 34
甲
(1)实验中探究的动能是指　　　(选填字母).钢球动能是由　　　　能转化来的，实验中通过观察　　　　　 　　　　来判断动能的大小.
A.钢球撞击木块时的动能　
B.钢球撞击木块后的动能　
C.木块被钢球撞击后的动能
A
重力势
木块被推动距离的大小
(2)本实验用同一个钢球是为了控制　　　　相同，让同一钢球从斜面的不同高度由静止开始滚下是探究动能大小与　　　　　　关系的.
(3)比较第1、2、3次实验数据，可以得出结论：___________________
_______________________________________.
(4)比较第　　　　、　　　　、　　　　次实验数据，可以得出的结论是：质量相同时，速度越大，物体的动能越大.
质量　
运动速度
速度相同时，质量越大，物体的动能越大
3
4
5
实验序号 钢球的质量m/kg 钢球下落的高度h/cm 木块移动的距离s/cm
1 0.1 10 8
2 0.2 10 15
3 0.3 10 22
4 0.3 15 30
5 0.3 20 34
(5)［实验器材分析］若用如图甲中的器材探究阻力对物体运动的影响，必须增加的器材是　　　　　　　　　　　　　　.
(6)［实验现象分析］木块最终会停下来的主要原因是_______________
　　　，在此过程中木块通过　　　　的方式把动能转化为内能.
粗糙程度不同的水平面
受到摩擦力的
作用
做功
甲
(7)［联系生活实际］如图乙所示为某段道路的标志牌，请结合所学知识解释.
①对机动车限定最高行驶速度的原因：__________________________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
②对不同车型限定不一样的最高行驶速度的原因：_______________
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.
乙
质量一定时，速度越大，
动能越大
速度相同时，质量越大，动能越大
【解析】(5)增加粗糙程度不同的水平面，可以改变木块运动时受到的阻力，从而探究阻力对物体运动的影响.
(6)木块在运动过程中受到摩擦力的作用，速度逐渐减小，最终会停下来，此过程中木块具有的动能通过做功的方式转化为内能.
(7)①道路对机动车限定最高行驶速度，是因为车辆的质量一定时，行驶的速度越快，车辆具有的动能越大，会有较大的安全隐患.②不同车型的质量不同，速度相同时，质量越大，动能越大，因此要对不同车型限定不一样的最高行驶速度，质量越大的车型限制的最高行驶速度越小.
【课标内容】3.2.1 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.
1.(2025广西)如图所示，智能机器狗驮着货物匀速上山的过程中(　　)
A.动能增大 B.动能减小
C.重力势能增大 D.重力势能减小
考点
动能和势能
C
2.(2025四川)如图所示，在2025年春节联欢晚会上，机器人手持手绢欢快地扭秧歌.抛出的手绢在加速下落过程中(　　)
A.重力势能不变
B.重力势能转化为动能
C.动能减小
D.重力势能变大
B
3.［传统文化］如图所示为我国宋代研制的一种攻击武器——床弩，拉弯的弓具有　　　　能.扣动扳机，箭被发射出去，最远可至三百步，箭离开驽弦后能继续向前运动，原因是弩弦将　　　　能转化为箭的　　　　能.
弹性势
弹性势
动
考点
【课标内容】3.2.1 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.
机械能及其转化
4.(2025连云港)2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号运载火箭成功将三名航天员送入中国空间站.关于神舟二十号飞船加速升空的过程，下列说法正确的是(　　)
A.动能增加，重力势能不变，机械能增加
B.动能增加，重力势能增加，机械能增加
C.动能不变，重力势能减小，机械能减小
D.动能减小，重力势能增加，机械能不变
B
5.［传统文化］抖空竹是中国传统游戏，早在宋代的《梦粱录》中便有详细记载.如图所示，空竹被抛向高处的过程中，空竹的　　　能转化成　　　　能，由于存在空气阻力，空竹的机械能将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).
动
重力势
变小
6.如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机，在它竖直向上匀速运动的过程中的能量变化情况是动能　　　　，重力势能　　　　，机械能　　　　.(均选填“增大”“不变”或“减小”)
不变　
增大
增大
7.(2025东莞一模)如图为嫦娥六号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球的部分轨迹简化图.返回器在AB段的动能　　　　，在BC段的机械能　　　　，在CD段的重力势能　　　　.(均选填“变大”“变小”或“不变”)
变小
不变
变小
【解析】AB段，返回器的质量不变，高度变大，部分动能转化为重力势能，即在AB段动能变小；由于BC段在大气层之外，没有克服空气阻力做功，机械能守恒，保持不变；CD段返回器质量不变，高度降低，重力势能变小.
8.(2024广州节选)如图，某同学将篮球掷向地面，经过甲位置后碰到地面，接着向上反弹经过乙位置，忽略空气的作用力.篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示，则篮球与地面碰撞过程中损失的机械能为　　　　J，在乙位置时的动能为　　　　J.
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
1　
2
【解析】由表可知，篮球经过甲、乙两位置时的机械能由13 J变为12 J，篮球与地面碰撞过程中损失的机械能为1 J；篮球在乙位置时机械能为12 J，其中重力势能为10 J，所以在乙位置时的动能为2 J.
9.(2022广东)图甲中过山车从A点出发，先后经过B、C、D、E点.图乙是过山车在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图，则过山车的动能在　　　　点最大，B点重力势能的大小　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)E点动能的大小.在这个过程中，过山车的机械能是　　　　(选填“变化”或“不变”)的.
C
等于
变化

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