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(共39张PPT)
第13课时　机械能
过 基 础
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___________。
焦耳(J)
知识点　 　能量
1．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。
运动
知识点　 　动能和势能
大
大
2．重力势能
(1)定义：物体由于受到________并处在一定________时所具有的能。
重力
高度
高
大
3．弹性势能
(1)定义：物体由于发生____________而具有的能。
4．__________能和__________能是常见的两种势能。
弹性形变
大
重力势
弹性势
1．机械能：_____能、_________能和_________能统称为机械能。
动
知识点　 　机械能及其转化
重力势
弹性势
图1
2．机械能间的相互转化(如图1所示)：
3．机械能守恒：只有______能和______能相互转化时，机械能是守恒的。
动
4．水能和风能：水力、风力发电是利用水、风的________能来发电的。
势
注意　在只有重力、弹力做功时，机械能是守恒的；有其他外力做功时，机械能不守恒。
机械
过 易 错
易错点　 　分析动能和重力势能时忽略质量的变化
例1　代号“鲲龙”的水陆两栖飞机AG600，是全球最大的水陆两栖特种用途飞机。如图2所示，水平匀速飞行的“鲲龙”在投水灭火的过程中，其动能会________，重力势能会________。(均选填“变大” “变小”或“不变”)
变小
图2
变小
动能、重力势能都有两个影响因素，分析其变化时要同时考虑：
易错点　 　不能正确判断机械能是否守恒
例2　(2025广大附中三模改编)图3为蹦床运动简化示意图，其中运动员在O点时速度为零，A点是蹦床不发生形变时的位置。运动员到达B点时速度达到最大值，然后逐渐减慢，到达C点时速度为零，整个过程忽略空气阻力。
图3
(1)运动员从O点运动到A点的过程中，他的__________能转化为______能。
(2)运动员从B点运动到C点的过程中，他的动能______，重力势能______，机械能________，蹦床的弹性势能________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
重力势
图3
(3)整个下落过程中，运动员在______段运动时，运动员的机械能守恒。
动
减小
减小
减小
增大
OA
1．认清机械能守恒的条件：只有动能和势能相互转化时，机械能才守恒。
2．注意核心文字：如“不计空气阻力”“不计摩擦”“光滑”“太空”等，说明不用考虑摩擦力做功，机械能守恒。
3．注意隐含条件：如“物体在斜面上匀速下滑”中，隐含“斜面粗糙”这一条件，物体需要克服摩擦力做功，机械能不守恒。
过 考 点
考点　 　动能和势能
1．如图4所示，在体育考试中，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是 (　　)
A．铅球在a点时势能为零
B．铅球在b点时动能为零
C．铅球由b到c的过程中，动能逐渐增大
D．铅球由b到c的过程中，机械能逐渐增大
C
图4
2．(2023广州)图5中重物上升过程中经过M、N、O、P点，其速度在MN段不断增大，在NO段不变，在OP段不断减小，忽略空气阻力，则重物在 (　　)
A．MN段动能不变 　
B．MN段机械能不变
C．NO段机械能增大
D．OP段重力势能减小
C
图5
3．(2024荔湾区一模)如图6甲，端午之际，学校走廊挂上了粽子，同学们跳一跳顶一顶，寓意“一顶高粽(一定高中)”。某粽子在空中的运动轨迹如图乙，粽子经过A、B、C三点(图乙中未画出)时的能量如图丙。下列说法正确的是 (　　)
A．粽子在A点时的机械能为5 J
B．粽子经过B点时的速度比经过A点时的大
C．粽子可能先后经过A、C点
D．B点的高度比C点的大
图6
B
4．图7是一座高山的等高线地形图的示意图，某登山运动员从A点匀速运动到B点，运动员在A点的动能________在B点的动能，在A点的重力势能________在B点的重力势能，在A点的机械能________在B点的机械能。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
图7
等于
小于
小于
【解析】登山运动员从A点匀速运动到B点时，质量不变、速度不变，则动能不变，即运动员在A点的动能等于在B点的动能；由等高线地形图可知，B点比A点的高度大，登山运动员在A点的重力势能小于在B点的重力势能；动能不变，重力势能越大，则机械能越大，故运动员在A点的机械能小于在B点的机械能。
5．(2024广州)如图8，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下表所示，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。
1
图8
2
位置 机械能/J 重力势能/J
甲 13 6
乙 12 10
考点　 　机械能守恒及其转化
6．图9甲是跳水运动员跳水时在空中运动的轨迹。不计空气阻力，运动员从离开跳台到接触水面前，图乙中关于其动能、势能和机械能的大小随时间变化的曲线中，正确的是 (　　)
A．①③④　 B．②③④ C．①④　 D．③④
B
图9
7．(2025广州六中二模改编)图10是自由式滑雪比赛中，某滑雪运动员运动的轨迹(a→b→c→d→e)，若不计空气阻力，则下列说法错误的是 (　　)
D
A．运动员从a点下滑到b点的过程中，动能增加
B．运动员从b点运动到c点的过程中，重力势能增加
C．运动员在c点的机械能等于在d点的机械能
D．运动员在a点的重力势能等于在c点的重力势能
图10
8．如图11，小球甲、乙完全相同，在同一高度以大小相等的速度v，将两球分别竖直向下、向上抛出。
(1)刚抛出时，甲的动能________乙的动能，甲的机械能________乙的机械能。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
(2)从抛出到触地前的运动过程中：
①甲的_________能转化为______能；
等于
图11
②乙的重力势能________________，乙的动能________________。(均选填“先变大后变小”“先变小后变大”“一直变大”或“一直变小”)
等于
重力势
动
先变大后变小
先变小后变大
9．(2025华实中学二模)科学家对银河系中心附近的S2恒星进行了多年的持续观测，给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置变化，如图12所示。科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆，推测银河系中心可能存在着超大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化，根据图片信息：
图12
(1)黑洞可能位于椭圆轨道内部的_____ (选填“P”或“Q”)点；
(2)由机械能的转化与守恒可知，S2恒星在1995年时期的势能______2001年时期的势能，S2恒星在1995年时期的动能______ 2001年时期的动能。(均选填“大于” “小于”或“等于”)
Q
大于
小于
【解析】(1)根据题图可知，S2恒星在1995年时期每年移动的距离小，速度小，因而动能小，因为太空没有空气等阻力，故机械能守恒，故此时的势能大，离吸引力很大的黑洞距离远，故黑洞可能位于Q点；(2)根据题图可知，S2恒星在1995年时期的移动距离比在2001年时期的移动距离小，速度小，则S2恒星在1995年时期的动能小于在2001年时期的动能，由于机械能守恒，故S2恒星在1995年时期的势能大于在2001年时期的势能。
10．(2025黄埔区二模)如图13所示，轻质弹簧(不计重力)一端固定在墙上，另一端固定在小球上，刚开始小球静止在光滑水平面上的O点，此时弹簧处于原长。把小球水平向右拉至B点后由静止释放，小球能够一直在A、B两点之间往返运动，其中OA＝OB，空气阻力忽略不计。根据信息回答：
(1)在方框内画出小球(用·表示)在A点的受力示意图。
图13
如答图1所示
答图1
(2)小球从A点运动到O点的过程中，弹簧的弹性势能________，小球的动能________。(均选填“不变”“变大”“变小”“先变大后变小”或“先变小后变大”)
(3)小球在A、B两点之间往返运动的过程中，小球的机械能是否守恒？为什么？
______________________________________________________________________________________________________。
变小
变大
不守恒，小球在A、B两点之间往返运动的过程中，小球的动能与弹簧的势能相互转化，故小球的机械能不守恒
11．(2025花都区一模)蹦极是一项极限运动。如图14所示，质量为50 kg的小吴体验蹦极，他从平台上O点由静止开始下落，下降到A点时弹性绳刚好自然伸直，到达B点时速度最大，C点是蹦极过程中的最低点。(g取10 N/kg)
(1)小吴在O点受到的重力为_______N；他在O点时的重力________(选填“大于”“小于”或“等于”)在A点时的重力。
500
图14
等于
(2)小吴在______(选填“A”“B”或“C”)点时的动能最大。
(3)小吴从C点反弹后，能不能重新上升到O点？________。
(4)若忽略空气阻力，小吴在A点的机械能与在C点的机械能是否相等？__________。
B
图14
不能
不相等
12．(2025中山大学附中二模改编)某小球被水平抛出后，其部分运动轨迹如图15甲所示，其中①、③两点高度相等，小球在运动过程中经过M、N两点，其动能和重力势能的比例如图乙所示，且M、N两点分别为图甲中①、②或③点中的两点。
图15
(1)通过分析数据可得，小球在M点时的机械能为_______J；小球在M点时的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)在N点时的重力势能；在整个运动过程中，小球的机械能__________(选填“守恒”或“不守恒”)。
320
小于
不守恒
(2)小球经过的M点是______点，你的依据是___________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)小球在③点的速度比在②点的______(选填“大”或“小”)。
③
小球在M点的重力势能小于在N点的重力势能，因此M点的高度要小于N点的，故N点是②点。又因为小球在M点的机械能小于在N点的机械能，小球在运动过程中机械能越来越小，所以M点是③点
小
参考答案
过基础
知识点1　焦耳(J)
知识点2　1．(1)运动　(2)①大　②大
2．(1)重力　高度　(2)①高　②大
3．(1)弹性形变　(2)②大　4．重力势　弹性势
知识点3　1．动　重力势　弹性势　3．动　势
4．机械
过易错
例1　变小　变小
例2　(1)重力势　动　(2)减小　减小　减小　增大
(3)OA
过考点
1．C　2．C　3．B
4．等于　小于　小于　【解析】登山运动员从A点匀速运动到B点时，质量不变、速度不变，则动能不变，即运动员在A点的动能等于在B点的动能；由等高线地形图可知，B点比A点的高度大，登山运动员在A点的重力势能小于在B点的重力势能；动能不变，重力势能越大，则机械能越大，故运动员在A点的机械能小于在B点的机械能。
5．1　2　6．B　7．D
8．(1)等于　等于
(2)①重力势　动　②先变大后变小　先变小后变大
9．(1)Q　(2)大于　小于　【解析】(1)根据题图可知，S2恒星在1995年时期每年移动的距离小，速度小，因而动能小，因为太空没有空气等阻力，故机械能守恒，故此时的势能大，离吸引力很大的黑洞距离远，故黑洞可能位于Q点；(2)根据题图可知，S2恒星在1995年时期的移动距离比在2001年时期的移动距离小，速度小，则S2恒星在1995年时期的动能小于在2001年时期的动能，由于机械能守恒，故S2恒星在1995年时期的势能大于在2001年时期的势能。
10．(1)如答图1所示




(2)变小　变大
(3)不守恒，小球在A、B两点之间往返运动的过程中，小球的动能与弹簧的势能相互转化，故小球的机械能不守恒
答图1
11．(1)500　等于　(2)B　(3)不能　(4)不相等
12．(1)320　小于　不守恒
(2)③　小球在M点的重力势能小于在N点的重力势能，因此M点的高度要小于N点的，故N点是②点。又因为小球在M点的机械能小于在N点的机械能，小球在运动过程中机械能越来越小，所以M点是③点
(3)小

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