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功和机械能（二）
模块一：动能
知识检测
1.物体由于 而具有的能叫动能，它是由物体的 和 共同决定的。
2.探究动能大小的影响因素实验中，用到的科学方法是 、 。
3.在质量一定时，物体的速度越大，物体的动能就 。
4. 相同时，物体的质量越大，物体的动能就越大。
典型例题
例1、关于动能的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．速度大的物体具有的动能一定大
B．质量大的物体具有的动能一定大
C．运动物体只具有动能
D．一切运动的物体都具有动能
例2、 “跳高”是一项常见的体育运动，跳高运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，助跑是为了（　　）
A．增大运动员的惯性 B．增强运动员表演的观赏性
C．增大运动员的动能 D．避免运动员受伤
例3、小徐利用如图实验来研究物体动能大小与哪些因素有关。让质量不同的钢球从斜面上同一高度释放，钢球运动到斜面底部，推动木块运动一段距离后停下。实验数据见下表：21*cnjy*com21·cn·jy·com
实验次数 钢球质量m（克） 钢球到达斜面底部时的速度v（米/秒） 木块移动的距离s（厘米）
1 20 1.8 30
2 40 1.8 59
3 60 1.8 87
（1）表格中的实验数据说明了钢球的动能大小与________有关。
（2）小徐对如何判断钢球的动能大小进行深入思考后认为：可以通过比较 来判断钢球动能的大小。【出处：21教育名师】
变式训练
以同样速度行驶的大卡车和小轿车，______的动能大，故在同样道路上，不同车型限速是不同的，大卡车的最大行驶速度应比小轿车要______（填“大”或“小”）
2、如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一铜球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　）21·cn·jy·com21教育名师原创作品
A．该实验探究的是物体动能大小与高度的关系
B．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系
C．该实验中，物体的动能是指木块B的动能
D．该实验结论可以解释为什么对机动车限速
3、相关资料表明，大部分重大交通事故是因为汽车超载超速造成的。兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究，经讨论后认为，可以用小球作为理想模型，代替汽车作为研究对象，如图，将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一小木块向前移动一段距离s后停下，完成甲、乙、丙三次实验，其中hA=hB＞hC，mA=mB＜mC。【出处：21教育名师】
（1）实验中超载超速带来的危害程度用________表示；
（2）研究超载带来的危害时，选择甲、乙、丙三次实验中的______进行比较；
（3）为比较超载超速带来的危害程度，兴趣小组利用上述器材进行定量研究。得到数据如下表：
小球 质量/克 高度/厘米 木块滑动距离/厘米
A 10 5 10
B 20 5 18
C 30 5 29
D 10 10 38
E 10 15 86
已知小球在斜面上的起始高度增加一倍时，它到达斜面底部时的速度增大近50%，请根据上表数据分析，货车超载50%与超速50%两者相比，潜在危害较大的是__ ____。2
模块三：势能
知识检测
1.物体由于 而具有的能叫重力势能，它是由物体的 和 共同决定的。大量实验表明，质量相同的物体，所处的高度越高，它的重力势能就越大；所处高度相同时，质量越大的物体，它的重力势能越大。21·世纪*教育网【来源：21·世纪·教育·网】
2.物体由于 而具有的能叫弹性势能，它是由物体的 决定的。对同一个物体，物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。21
典型例题
例1、屹立在山上的巨石给人以危险的感觉，原因是它具有较大的（　　）
A．重力 B．高度 C．动能 D．重力势能
例2、甲、乙两个相同的篮球，表面是湿的，从不同高度自由落至同一地面上留下的印迹如图所示。则刚下落时篮球的重力势能较大的是（　　）www-2-1-cnjy-comwww-2-1-cnjy-com
A．甲
B．乙
C．一样大
D．无法比较
例3、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．增大箭的动能
C．增大弓的弹性势能
D．使箭沿直线运动
例4、小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想：
猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关
猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关
为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验：如图所示，将小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。21世纪21世纪教育网有21*cnjy*com
按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。
实验序号 铁块质量m/g 铁块距桌面高度H/cm 桌腿进入沙子的深度h/cm
1 20 20 1.9
2 20 30 2.9
3 20 40 3.8
4 30 20 2.9
5 40 20 4.1
（1）实验中通过比较___ ______来判断物体重力势能的大小；
（2）为了验证猜想一，需选择表中____ __（填实验序号）三组数据进行分析；
（3）分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是：质量______的物体，位置越高，具有的重力势能______。
（4）此实验用到的实验方法主要有_ _____和转换法。
三、变式训练
1、下列物体中，只具有动能的是______；只具有势能的是______；既具有动能，又具有势能的是______。既没有动能，又没有势能的是______。（设地面处物体的重力势能为零）21世纪教育网21-cn-jy.com
A．挂在屋顶上的电灯 B．被拉开的弹簧 C．空中飞行的小鸟
D．在水平地面的冰场上滑行的运动员 E．在斜坡上滚动的石头
F．在水平公路上行驶的汽车 G.地面上的一块橡皮【
2、一个人从一楼到五楼，第一次沿梯子走上去，第二次是乘电梯上去，到五楼时此人（　　）
A．第一次重力势能大
B．第二次重力势能大
C．两次重力势能一样大
D．无法比较
3、将普通塑料水管进行改装，能做多个实验。将塑料水管①侧面开口并标上刻度，再将塑卷水管②在侧面不同高度开两个大小合适的口。www.21-cn-jy.com
（1）将两根塑料管按图甲连接，选合适的滑块放入管①，将一钢球从管②的口放入后，静止释放。观察并记录___________。取出钢球，将滑块移回原位，将钢球从另一个口放入，重复实验。该实验可验证动能大小与______的关系。【版权所有：21教育】2·1·c·n·j·y
（2）将两根塑料管按图乙连接验证“重力势能大小与质量的关系”请你写出实验步骤。_____________________________________________________________________2-1-c-n-j-y
模块四：动能和势能的相互转化
知识检测
1.动能可以转化为 ，势能可以转化为 。在这个过程中，如果没有摩擦力，则 总量保持不变。【来源：21cnj*y.co*m】
2.机械能 转化成其他形式的能。
典型例题
例1、守恒是科学研究的一种重要思想方法。物体做下列几种运动，其中机械能一定守恒的是（　　）
A．从斜面上匀速下滑的小球
B．在竖直方向做匀速下降的降落伞
C．沿竹竿下滑运动的杂技演员
D．在光滑的碗内来回滚动的玻璃球
例2、如图甲所示，物体沿斜面从顶端下滑至底端。在某时间段，物体的动能Ek随时间t的变化如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）21cnjy.com
A．物体的重力势能逐渐减少
B．物体下滑过程速度逐渐增大
C．物体的重力势能全部转化为动能
D．物体的机械能不变
例3、如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法错误的是（　　）
A．小球在A、C处的势能最大
B．小球在B处只受重力作用
C．小球由A到B过程中，重力势能转化为动能
D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止
例4、2013年2月15日，俄罗斯车里雅宾斯克州发生天体坠落事件，坠落的陨石在穿越大气层时激烈摩擦发出耀眼的白光。若下落过程中不考虑陨石的质量变化，则陨石在空中加速降落时（　　）
A．重力势能不断减少，动能不断增加，机械能不变
B．重力势能不断增加，动能不断减小，机械能不变
C．重力势能不断增加，动能不断增加，机械能增加
D．重力势能不断减小，动能不断增加，机械能减小
例5、如图所示是蹦极运动的简化示意图。弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　）21教育名师原创作品
A．从O点到A点运动员的机械能不变
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到C点运动员速度一直减小
变式训练
1、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，则战斗机的（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
A．动能不变，势能不变，机械能不变
B．动能不变，势能减少，机械能减少
C．动能增加，势能不变，机械能增加
D．动能增加，势能增加，机械能增加
2、如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能______B点的重力势能（选填“大于”“小于”或“等于”）；从A点运动到B点的过程中，皮球的机械能______（选填“增大”“减小”或“不变）。2-1-c-n-j-y
3、如图是卫星的轨道示意图。人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中机械能守恒。当卫星从远地点向近地点运动时，它的重力势能______（增大/减小），速度越来越______（快/慢），动、势能的转化是_______。
4、跳水运动员在3m长的踏板上起跳，我们通过录像观察到踏板和运动员要经历如图所示的状态，其中A为无人时踏板静止点，B为人站在踏板上静止时受力平衡点，C为人在起跳过程中人和踏板运动的最低点，则下列说法中正确的是（　　）21*cnjy*com
A．从A到C的过程中，跳板的弹性势能一直在增大
B．从A到C的过程中，运动员的机械能守恒
C．从A到C的过程中，运动员的动能一直在减小
D．从B到C的过程中，运动员减少的动能等于跳板增加的势能
5、如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定。小物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后最高返回到T点。则下列说法中正确的是（　　）
A．小物块从P向M运动过程中，机械能减小
B．小物块从P向M运动过程中，重力势能增大
C．弹簧被压缩到最短时，小物块动能最大
D．小物块从M向T运动过程中，速度变快
6、如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定在水平面，一小球由A点以一定的速度υ沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C．下列分析正确是（　　）om
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在A点的惯性比在C点的惯性大
C．小球在A点的动能比在B点的动能大
D．小球在A具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
7、在中国科技馆的展厅里，摆着一个如图所示，叫做“最速降线”的展品：两个并排轨道的起点高度一样，终点高度也一样；一个是倾斜的直轨道，另一个是向下弯曲的弧形轨道。将甲、乙两个完全相同的小球同时分别从直轨道和弧形轨道的起点释放，弧形轨道上的乙球先到达终点。若不计一切摩擦阻力，则关于两小球从起点至终点的运动过程中，下列说法正确的是（　　）21cnjy.com
A．乙球的重力势能先变小后变大
B．甲球的机械能大于乙球的机械能
C．重力对甲球做的功大于重力对乙球做的功
D．重力对甲球做功的功率小于重力对乙球做功的功率
课后练习
1.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C．下列关于小球滚动过程的分析正确的是（　　）2·1·c·n·j·y
A．整个过程只有重力在对小球做功
B．小球在 A、B 两点具有的动能相同
C．小球在 A、B、C 三点的速度大小关系是 vA=vB＞vC
D．小球在 A 点具有的机械能大于它在 C 点具有的机械能
2.在探究“动能大小与速度的关系”实验中，设计如图所示的实验装置，利用同一铁球先将弹簧压缩到不同程度后释放，让铁球撞击同一木块。下列说法中不正确的是（　　）【来源：21·世纪·教育·网】
A．实验中是根据木块被撞出距离的远近来判断小球的动能大小
B．实验中铁球将弹簧压缩不同程度可以用来探究动能大小和速度的关系
C．弹簧被压缩时弹性势能转化为动能
D．在实验过程中机械能总量是不守恒的
3.如图将一小球置于一弹簧上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零，则对于此过程分析下列说法错误的是（　　）21·世纪*教育网
A．从A到B位置过程中，小球的机械能部分转化为弹簧的弹性势能
B．从A到B位置过程中，小球受到弹力一直变大
C．从A到B位置过程中，小球的速度由大变小，到B位置为零
D．从A到B位置过程中，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
4.飞行的子弹能穿透钢板，是靠子弹的______能，蓄在高处的水能用来发电，是利用水的______能，钟表里的发条能带动时针走动，是靠发条的___ ___能。2-1-c-n-j-y
5.如图同一个实心小球以同样的速度v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动，两弧槽弧形相同，弧长相等。小球到达B点的动能______（选填“大于”“小于”或“等于”下同）到达D的动能，小球通过甲弧槽的时间______小球通过乙弧槽的时间。（空气阻力不计）【出处：21教育名师】
6.如图所示，从斜面上滚下来的小球，接触弹簧后，将弹簧压缩至最短。在这一过程中，小球的______能转化为______能又转化为弹簧的__ ____能。21教育名师原创作品
7.实验小组的同学用如图所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”。将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。21*cnjy*com
（1）本实验使钢球获得动能的操作方法是____________________，钢球动能的大小是通过观察______________来判断的。
实验次数 钢球质量/g 钢球下摆高度/cm 木块滑行距离/cm
1 20 20 20
2 40 20 58
3 60 20
（2）从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的______相同，从而探究动能与______的关系。21世纪教育网版权所有
（3）在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度。你认为应当采用______同学的建议。
（4）由上述实验数据和现象可得出结论：_____________________________。
8.某兴趣小组提出利用“研究动能的大小与哪些因素有关”的实验装置（如图所示）与所需器材（斜面、木块、不同质量的小钢球）来探究“影响重力势能大小的因素”的设想。请你帮助完成如下实验方案。
（1）实验中通过观察________的大小，来判断小球重力势能的大小。
（2）本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论，原因是____________________________。
（3）实验中为了要探究重力势能与物体质量的关系要选用______图所示的实验，具体的操作方法是让小球从______（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。21*cnjy*com
（4）要探究重力势能与物体高度的关系要选用______图所示的实验，具体的操作方法是让小球从______（选填“相同”或“不同”）的高度由静止滚下。【来源：21cnj*y.co*m】
（5）通过比较分析可以得出的结论是______________________________________________。

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