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(共47张PPT)
　动能和势能　机械能及其转化
第三板块 能量
目录
CONTENTS
04 实验过关
02 回归教材
03 重难点过关
01 知识梳理
05 考点过关
06 综合提升
知 识 梳 理
01
一、能量
物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。能量的单位是　 　。
提醒：一个物体具有能量，是说这个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。
焦耳(J)
二、动能与势能
动能 势能 重力势能 弹性势能
定义 物体由于　 　而具有的能。一切运动的物体都具有动能 物体由于受到　 　并处在一定高度时所具有的能 物体由于发生
　 　而具有的能
影响 因素 ①速度：质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越　 　 ②质量：运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越　 　 ①高度：质量相同的物体，高度越　 　，重力势能越大 ②质量：高度相同的物体，质量越　 　，重力势能越大 弹性形变：物体的弹性形变越　 　，它具有的弹性势能越大
提醒：一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零。
运动
重力
弹性形变
高
大
大
大
大
三、机械能及其转化
1.机械能：动能、　 　势能和　 　势能的统称。
2.机械能之间的转化(均选填“增大”或“减小”)
重力势能
动能
弹性势能
重力
弹性
　 　
　 　
　 　
　 　
3.机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，那么机械能的总和　 　，或者说机械能是　 　的。
提醒：只有重力做功时，物体的机械能守恒；有其他外力做功时，物体的机械能不守恒。
4.水能和风能：水力发电和风力发电所用的水能和风能均为机械能，其中水电站将上游水位抬高是为了使水具有更多的
　 　能。
不变
守恒
重力势
回 归 教 材
02
1.(RJ八下教材P93想想议议改编)关于如图所
示高速公路的交通标志牌，下列说法错误的
是(　 　)
A.对机动车设定限制速度，是为了限制
它的动能
B.图中所示三种车辆都以最高限速行驶，小汽车的动能最大
C.对机动车限定最高行驶速度，是因为质量相同时，速度越大动能越大
D.对不同车型限定不一样的最高行驶速度，是因为速度相同时，质量越大，动能越大
B
2.(RJ八下教材P94想想议议改编)如图所示是水电站发电的拦河拱坝图，闸门关闭后，上游水位升高，上游水的重力势能增大，打开闸门时，上游的水位逐渐降低，水流向下游流动，此过程中，水的　 　能转化为　 　能，水轮机带动发电机发电，将　 能转化为　 　能。
重力势
动
机械
电
3.(RJ八下教材P96图改编)如图所示是蹦床运动，当运动员从高处下落过程中　 　能转化为动能，运动员与蹦床面接触时的瞬时，　 　能最大；与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的　 　能。
重力势
动
弹性势
4.(RJ八下教材P97想想议议改编)
滚摆从图甲中的位置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　 　(选填“守恒”或“不守恒”)。如图乙所示，小明将小球用绳子悬挂起来，拉到A位置后松手，小球来回摆动。小球第一次从最高处A摆动到最低点B的过程中，将重力势能转化为动能，在整个摆动的过程中，小球的机械能　 　(选填“变大”“变小”或“保持不变”)。
1
2
不守恒
变小
5.(RJ八下教材P94图改编)如图甲所示，网球接触到球拍时，球拍会发生弹性形变而具有　 　；如图乙所示，射箭运动员用力将弓拉弯，弓拉得越满，箭飞得越远，由此可以推断物体的　 　 越大，它具有的势能越大，被射出去的箭由于运动而具有　 　能。
弹性势能
弹性形变
动
重 难 点 过 关
03
重难点1　动能和势能、机械能的变化
【例1】空中加油机在给战斗机加油的
过程中，一直和战斗机保持同一速度
沿水平方向匀速行驶，如图所示。在
这个过程中，战斗机的动能　 　，
重力势能　 　；加油机的动能
　 　，重力势能　 　，机械能　 　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
【名师点拨】机械能是动能和重力势能的总和。动能与重力势能的影响因素有“速度”和“高度”，还有“质量”。
增大
增大
减小
减小
减小
【变式1】(2025·广州二模)小明随手扶电梯匀速上行，同时小芳随另一手扶电梯以相同速度匀速下行，该过程忽略两人受到的空气阻力，已知小芳的质量比小明的大。
(1)小明上行的过程中，其动能　 　，重力势能变大，机械能　 　；(均选填“变大”“变小”“不变”或“大小无法判断”)
(2)如图，某时刻两人处于同一水平高度时，小明的机械能
　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)小芳的机械能；
(3)手扶电梯上只有小明，当小明在上升的过程中机械能的变化量为E1时，手扶电梯消耗的电能为E2，则E1　 　E2(选填“＞”“=”或“＜”)。
不变
变大
小于
＜
重难点2　动能和势能的转化、机械能守恒
【例2】(2025·深圳一模)一个小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图甲所示，图中位置①和位置③距离地的高度相等。图乙中的M、N两点对应图甲中“①”“②”或“③”中的两个位置，其动能和重力势能的参数如图乙所示，则
(　 　)
A.图乙中的M点对应图甲中的位置②
B.小球在位置③的速度比在位置②的大
C.M点的重力势能大于在N点的重力势能
D.小球在位置①的动能大于260 J
D
【例3】如图所示，光滑的弧形轨道
竖直固定于水平面上，一小球由A点
以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高
点B点后到达最高点C点(不计空气阻
力)，下列分析中不正确的是(　 　)
A.小球在A、B两点具有的动能相同
B.小球在A、B、C三点的速度大小关系是vA＞vB＞vC
C.从B点到C点减小的动能全部转化为小球的重力势能
D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能
B
【名师点拨】1.根据物体运动的情况判断其机械能是否守恒时的要点：往复运动中能否达到相同的最大高度。2.根据物体运动的环境判断其机械能是否守恒时，关键要看是否有除重力以外的其他力做功，当存在“不计阻力”“光滑”“真空”等说法且不受其他外力时，可认为机械能守恒。
【变式2】(2025·河北)如图为河北丰
宁抽水蓄能电站(目前世界装机容量最
大)的示意图。用电低谷时，通过电力
将水从下水库抽到上水库；用电高峰
时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是(　 　)
A.水从下水库被抽到上水库，重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小
C.放水发电时，水由上水库至下水库，水的机械能变大
D.水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能转化为动能
D
实 验 过 关
04
实验：探究物体的动能、重力势能跟哪些因素有关
为了探究物体的动能跟哪些因素有关，同学们设计了如图所示的实验(所用的木块和斜面均相同)。
【基础设问】
(1)实验是通过观察　 　来判断小球动能的大小。若木块被撞移动距离越远，说明小球对木块的推力
　 　越多，小球具有的　 　越多。这种实验方法是
　 　(选填“控制变量”“等效替代”或“转换”)法。
木块移动距离的远近
做功
动能
转换
(2)小球沿光滑斜面某一高度静止滚下的过程中，小球的
　 　转化为　 　。
(3)木块最终会停下来的主要原因是受到　 　的作用，此过程木块通过　 　的方式将机械能转化为内能。
(4)①③两次实验中，木块受到的摩擦力分别为f1、f3，则
(　 　)
A.f1＞f3 B.f1＜f3 C.f1=f3
重力势能
动能
摩擦力
做功
C
(5)如果本实验装置的水平面绝对光滑，那么　 　(选填“不能”或“仍能”)得出以上结论，理由是　 .
　。
(6)图①②让不同小球从同一高度滚下的目的是使小球到达斜面底部时　 　相同，是为了探究动能大小与　 　的关系，这种实验方法是　 　(选填“控制变量”“等效替代”或“转换”)法。
不能
木块在水平方向不
受力，将一直做匀速直线运动，无法比较木块移动的距离
速度
质量
控制变量
【拓展设问】
(7)实验后，小明联想到在许多交通事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，他想进一步了解，在影响物体动能大小的因素中，哪个因素对动能影响更大。于是他利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表：
实验序号 小球的质量m/g 小球自由滚 下的高度h/cm 木块被撞后
运动的距离s/m
1 30 10 4
2 30 20 16
3 60 10 8
①为了探究“超载”安全隐患，应选择　 　(填实验序号)两个序号的实验进行比较；
②分析表格中的实验数据可知：　 　对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。
(8)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80”字样，　 　(选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是80 km/h。
1、3
速度
大客车
(9)某同学用如图甲、乙所示的实验装置探究动能的大小与速度的关系。他将质量相同的小球从不同高度(h2＞h1)由静止释放，通过观察木块在铁板和毛巾上移动距离的远近来判断小球动能的大小。这种方法是　 　(选填“正确”或“错误”)的，原因是　 　。
错误
没有控制水平面的粗糙程度相同
(10)如图丙所示，同学们为了探究“物体的重力势能跟哪些因素有关”，选用下列实验器材：一块厚泡沫，三个相同的铁钉，质量为m1、m2和m3的三个金属块(m1=m2＜m3)。他做了如下a、b、c三次实验：将铁钉插入泡沫相同的深度，分别将三个金属块由空中静止释放撞击铁钉，铁钉进入泡沫深度如图丙所示。比较a、b实验可得出重力势能大小与　 　的关系；比较b、c实验，则m2、m3重力势能大小关系为　 　(选填“m2较大”“m3较大”“一样大”或“无法比较”)。
高度
m2较大
考 点 过 关
05
考点1　动能和势能、机械能的变化
1.(2025·齐齐哈尔)如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法正确的是 (　 　)
A.动能增大，势能增大
B.动能减小，势能增大
C.动能增大，势能减小
D.动能减小，势能减小
B
2.(2025·宿迁)2025年4月30日13时08分，神舟十九号
载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在进
入大气层一段时间后，由于受空气阻力作用会匀速下
降，此过程中，动能　 　，势能　 　，机
械能　 　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
不变
减小
减小
考点2　动能和势能的转化、机械能守恒
3.(2025·罗湖三模)如图所示，用力F将小球
压至D点(弹簧处于弹性限度内)，撤去力F后，
小球从静止开始向上运动，C位置时小球所受
弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的
位置，A位置是小球到达的最高点。整个过程
不计空气阻力，下列说法中正确的是(　 　)
A.在B位置小球的动能最大
B.在A位置，小球速度为零，处于平衡状态
C.从D到B位置过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小球的重力势能
D.从D到A位置过程中，小球受到的合力先减小再增大后不变
D
4.(2025·德阳)荡秋千的过程可简化为一个球
的摆动过程。如图所示，用细线把一个小球
悬挂起来，小球由A点静止释放后，将在A、
C两点之间来回摆动(不计空气阻力)，下列
说法正确的是(　 　)
A.小球在C点时，动能最大
B.小球在B点时，重力势能最大
C.小球从A点运动到C点的过程中，重力势能先增大后减小
D.小球从A点运动到B点的过程中，动能增大，重力势能减小
D
5.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　 .
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
综 合 提 升
06
1.(2025·广州二模)如图，在盛水的容器中，用
力将一木块浸没在水底，撤去力后，木块在水中
上浮且能跳出水面，在此过程中，木块的动能和
势能都发生变化，不计水的阻力，则下列说法正
确的是(　 　)
A.力刚撤去时，木块的势能转化为动能，跳出水
面后木块的动能转化为势能
B.力刚撤去时，木块的势能和动能都增加
C.木块上升过程中，还是浸没在水里时，浮力不变，水对木块
底部压力也不变
D.木块离开水面后，合力不为零，机械能不变
B
2.(2025·广州二模)跳远是广州市的中考体育项目之一。如图为跳远运动的几个阶段，整个过程不考虑空气阻力。起跳后，运动员(　 　)
A.能继续往前是由于受到地面弹力的作用
B.在空中运动时，运动员受力不平衡
C.运动员机械能先减小后增大
D.若在最高点时运动员受到的一切力都消失，则运动员静止在最高点
B
3.(2025·广州一模)2025年2月27日，我国成功发射了长征二号丙运载火箭，将两颗卫星送入预定轨道。某中学的一个物理兴趣小组动手实践自制了一枚如图甲所示的水火箭，其原理是压缩空气使水从“火箭”尾部向下喷出，推动“火箭”飞向空中，图乙为水火箭的运动轨迹，其依次经过ABCD位置。
(1)向瓶中充气，气体内能　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)；
(2)水火箭在B点时，水已排尽，C点为最高点，则BC段动能
　 (选填“增大”“不变”或“减小”)；
(3)A、D两点高度相同，水火箭在A点重力势能　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)D点重力势能，CD段水火箭机械能　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)。
增大
减小
大于
减小
4.(2025·广州一模)如图，小芳设想利用升降台让球越弹越高。将球从M点竖直向下以某一速度抛出，球经静止在位置a的台面反弹后，到达的最高点为N；经台面反弹后上升过程球的动能　 　(选填“增大”“不变”或“减小”)，N　 　(选填“可能”或“不可能”)比M高。球从N点下降时，台面已升至合适的位置b并保持静止，球再次经台面反弹后，到达的最高点P　 　(选填“可能”或“不可能”)比N高。
减小
可能
不可能
5.(2025·茂名三模)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。
篮球质量为0.6 kg，g取10 N/kg，则该篮球受到的重力为　 N，
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
6
1
2
6.(2025·深圳二模)小明认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关，于是进行探究。
【猜想假设】由“十次车祸九次快”猜想：动能大小可能跟
　 　有关；由“安全驾驶莫超载”猜想：动能大小可能跟质量有关。
速度
【设计实验】如图所示装置中，将一根橡皮筋的两端固定在水平长木板上，橡皮筋的中间连接在小车上，用来发射小车，小车被弹出后将木块撞出一段距离。
实验中用木块被撞后运动距离的远近来反映小车撞击木块前动能大小的物理依据是：碰撞时，小车将动能转移给木块，木块运动时克服　 　力做功而减速，根据公式　 　，在力的大小不变时，木块运动距离越远，说明木块克服这个力做功越　 　，即撞击前小车的动能越大。
摩擦
W=fs
多
【进行实验】通过给小车增加配重和调节橡皮筋被拉伸的长度来改变实验条件，多次实验后，收集数据如下表。
实验序号 小车的质量m/g 小车撞击木块前的速度v/(m·s－1) 木块被撞后运动的距离s/cm
1 200 1 5
2 200 2 20
3 300 1 7.5
【评估交流】若实验时发现木块运动距离太远，已经超出木板范围，可以采用的改进方法是：　 .
　。(写出一种方法即可)
【实践应用】综合分析表格中的数据，可以得出汽车　 　.
(选填“超载”或“超速”)行驶时危害程度更大。
减小橡皮筋被拉伸的长度
(或增大木板表面的粗糙程度或增大木块的质量)
超速

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