1、专题16 动能和势能、机械能及其转化考点1动能、势能和机械能要点概念特点决定大小的因素共同特点动能物体由于_而具有的能量一切运动的物体都具有动能质量、速度具有能的物体都能够做功势能重力势能物体由于被_而具有的能量一切被举高的物体都具有重力势能质量、高度弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能量一切发生弹性形变的物体均具有弹性势能形变程度、材料机械能能量一个物体能够_，我们就说这个物体具有_。(1)能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量；(2)一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功，也不一定要做
2、功。考点2机械能守恒及其转化机械能间的转化无外力作用下能的转化机械能守恒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，但机械能的总和保持不变实验1动能的大小与什么因素有关1实验器材：木球、铁球(与木球体积相同)、_、_。2实验方法：_和_。3实验现象：(1)同一铁球从不同高度滚下，高度越高，到达水平面的速度_，撞得木块运动的距离越远。(2)木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度_，铁球撞得木块运动得远。4实验结论：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量_，速度_，物体具有的动能就越大。5问题探究：(1)在实验中，铁球动能的大小是如何显示的？_。(2)在实验中，为什么让不同的小球从
3、斜面的同一位置释放？_。(3)在实验中，为什么让同一小球从斜面的不同位置释放？_。(4)在实验中，应注意什么问题？_。基础检测(限时30min)一、单选题1如图所示，小明和同学一起荡秋千下列说法正确的是（）A通过最低点时的动能为零B下降过程中的动能转化为重力势能C到达最高点的重力势能最大D上升过程中的重力势能转化为动能2如图是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图。雨滴在t1t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3，不考虑下落过程中雨滴的质量变化，则动能的大小关系是（）AE1E2E2E3CE1E2=E3DE1=E2E33“嫦娥一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全
4、着陆，在返回舱减速下降的过程中（）A动能减小，势能减小，机械能减小B动能不变，势能减小，机械能减小C动能不变，势能减小，机械能不变D动能增大，势能减小，机械能不变4打篮球是很受中学生喜欢的体育运动，下列说法中正确的是（）A篮球被抛出后，在上升过程中，动能增大，重力势能也增大B篮球在离开手后，继续飞行，是因为人仍然在对篮球做功C在相互传球的过程中，篮球被抛出后，在上升到最高点时，动能，重力势能都为0D篮球被抛出后，在下落过程中，动能增大，重力势能减小二、填空题5游乐园的小朋友从滑梯上匀速下滑过程中，小朋友动能_（选填“增大”、“减小”或“不变”），机械能_（选填“增大”、“减小”或“不变”），同
5、时臀部有灼热感，这是通过_的方式来改变内能的。6在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有_；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，_（选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。7如图所示为一名消防队员正在进行模拟演习训练。当消防队员沿着竖立在地面上的钢管匀速下滑时，他的动能_（选填“减小”、“不变”或“增大”）。在下滑过程中，他感到手心发烫，这是通过_的方法使其内能增加的，这个过程中，_能转化为内能。8如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能_B点的重力势能（选填“大于”、“小于”或“等
6、于”）。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为_能。三、实验题9在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小是弹簧的材料有关。为此，小明选用材料不同的两根弹簧A和B（长度和粗细相同），小球、木块和长刻度尺各一，设计了如图所示的实验装置进行探究。实验中，木块起始位置相同，最后得出以下实验记录表：实验次数使用的弹簧被压缩后弹簧的长度/cm木块移动的距离1弹簧A5s12弹簧A8s23弹簧B5s34弹簧B8s4(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离，这种研究
7、方法叫 _ 。(2)请将探究猜想一的方案补充完整，将弹簧A、小球、木块按如图安装好；压缩弹簧，使其长度为5cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动了一段距离s1；压缩弹簧，使其长度为 _ cm，放手后，小球被弹出，推动木块移动 _ 。比较分析实验数据 _ ，得出结论。(3)弹簧将小球弹开的过程中，是弹簧的弹性势能转化成小球的 _ 能。10在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小欣同学设计了如图甲、乙、丙所示的三次实验。让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止。（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保证铁球到达水
8、平面的_相同，为了达到这一目的所采取的具体操作方法是使小球_；（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是：物体质量相同时，_；（3）三次实验中，碰撞前动能最小的是图_（选填“甲”、“乙”或“丙”）中的小球，原因是_；（4）小欣同学联想到“探究阻力对物体运动的影响”时，也用到了斜面，让小车从斜面顶端由静止滑下，比较在不同表面滑行的距离（如下表），小车在三个表面克服摩擦力做功_（选填“相等”或“不相等”）；若水平面绝对光滑，小车将做_运动。表面毛巾棉布木板摩擦力最大较大最小小车运动距离最近较远最远四、综合题11过山车当你在游乐场乘过山车奔驰之际，你是否会想到：过山车为什么不需要引擎来推动就能“翻山越
9、岭”呢？过山车在开始旅行时，是靠一个机械装置推上最高点的，但在第一次下行后，就再没有任何装置为它提供动力了，从这时起带动它沿轨道行驶的唯一“发动机”就是重力势能。过山车的重力势能在处于最高点时达到最大值，当它开始下行时，它的势能不断减小，动能不断增大；由于摩擦，损耗了少量的机械能，所以随后的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低（如图所示）：（1）过山车从A到B的过程它的重力势能先_后_，动能先_后_（以上均选填“变大”“变小”或“不变”）；（2）从过山车在轨道的最低处，运动最快，动能最大，说明物体的动能与_有关，后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，这是因为过山车在运动过程中会将部分
10、机械能转化为_。12近年来，衢州城市面貌焕然一新，这离不开环卫工人们的辛苦付出。如图，洒水车某次在平直的道路上以15千米/时的速度匀速行驶，进行洒水作业。洒水车的部分参数如下表。项目数值空载质量（吨）2.4满载装水量（吨）20满载时车轮与水平地面接触总面积（米2）0.4正常洒水流量（吨/时）50(1)若洒水车满载并按正常洒水流量洒水，它在本次洒水过程中最多可连续喷洒多少路程？_(2)求洒水车满载时，停在水平地面上对地面的压强；_(3)在本次洒水过程中，洒水车的机械能大小变化情况是_。拔高检测(限时30min)一、单选题1如图所示，小敏穿旱冰鞋推墙，墙没被推动自己却后退了。关于该现象下列说法中正
11、确的是（）A墙没动是因为墙受到的推力小于小敏受到的推力B小敏受到的推力是因为手在推墙时发生了弹性形变C小敏在后退过程中克服摩擦阻力所做的功小于她推墙时获得的动能D手和墙接触的过程中，弹性势能和动能相互转化2如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定.右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AOOB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断不正确的是（）A小球的动能先增大后减小B弹簧的弹性势能先减小后增大C小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变3“蹦极”
12、就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图所示。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动，据图可知运动员（）A重力大小为F0Bt0时刻重力势能最小Ct0时刻动能最大D所受拉力F对其始终不做功4向地板上抛乒乓球，要使乒乓球弹跳起来的高度比原来抛球的位置高，应该（）A让乒乓球自由落下B用力向上抛C用力向下抛D沿水平方向抛出二、填空题52022年9月22日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼举行，首战中国女篮107比44大胜韩国队。如图所示是篮球落地后又弹起的示意图。则_（A/B）点的机械能较大，_（B/C/D）点的动能
13、肯定小于A点。6如图所示是玩弹弓的情景。经验表明，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越_，这说明橡皮筋的弹性势能与物体发生_大小有关；若橡皮筋被拉的长度相同，所用“子弹”的质量不同，则发现射出时的速度也_（选填“相同”或“不相同”）。在此过程中，橡皮筋对“子弹”做的功_（选填“相同”或“不相同”）。7如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度_（选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0t1过程中，小球的动能_（选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此
14、过程中小球动能的变化量_（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力势能变化量。8如图，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在_（选填“a”、“b”或“c”）位置动能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的_，小球从a运动到b的过程机械能总量_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。三、实验题9小江同学利用一个圆形玻璃弹珠、一个泡沫块、三根长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能除了跟橡皮的伸长量有关，是否跟橡皮条的长度、宽度有关？”。他依次将橡皮条固定在弹
15、弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠沿水平方向射向用泡沫块做成的靶子，测得弹珠打靶的最远距离，数据如下表，请回答以下问题：次数橡皮条宽度/cm橡皮条长度/cm打靶的最远距离/m10.5020.0010.1020.5030.008.2031.0020.0014.00（1）实验中，是通过比较 _来间接反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠射出时将弹性势能转化为 _能；（2）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 _有关；（3）根据以上实验数据可推理出，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条应是 _；A窄而长的 B宽而长的 C窄而短的 D宽而短的（4）请结
16、合所学物理知识猜想，橡皮条的弹性势能还可能与 _有关。（请写出一种合理猜想即可）10在探究物体的动能大小跟哪些因素有关的实验中，同学们设计了如图实验。实验中让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，在底部与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中、h2h1（不考虑空气阻力）。（1）实验中是通过观察_来判断钢球的动能大小；（2）用来研究超速安全隐患时，我们应选择_两图所示实验来进行比较；（3）在图甲、丙中，小球下滑到斜面底端时的速度 ，若，则表明物体的动能与质量的关系是：_；（4）实验中钢球碰撞木块后继续向前运动一段距离，则开始时钢球的重力势能_木块克服摩擦力所做的功（选
17、填：“”“”或“”）；（5）小敏利用丁图来研究动能和势能相互转化，图中两个相同的光滑弧形槽，一个为凸形，一个为凹形，A、B两个相同的钢球分别进入两弧形槽的速度都为v，运动到槽的末端速度也都为v，A小球通过凸形槽的时间为t1，B小球通过凹形槽的时间t2，则时间较长的是：_（选填“t1”或“t2”）。四、综合题11检测机构为了检测汽车的刹车性能在同一场地做了如下实验：（1）某车以不同车速行驶时，测得有关数据如图甲所示其中反应距离是指司机发现情况，决定刹车到脚踩在刹车踏板上时，车通过的距离；刹车距离是指脚踩在刹车踏板上，使车减速，到车停时车通过的距离如果司机以60千米/时的速度驾驶，从发现情况，决定
18、刹车到车停止时，车通过的距离为_米（2）汽车的刹车方式有两种：方式一：刹车时，车轮不能滚动，只能滑行，直至车停方式二：刹车时，车轮仍保持滚动，但滚动减慢，直至车停图乙反映的是以方式一和方式二刹车所产生的刹车距离的比较从图中可知，在车速相同时，采用_（刹车方式一/刹车方式二）刹车方式刹车后，刹车距离较短（3）检测中，相同的A、B两车均以v1速度行驶，A车采取方式一刹车，B车采取方式二刹车，刹车时车与障碍物的距离相等（距离小于S1，如图），则撞击时_（A/B）车对障碍物的破坏程度更大，理由是_（请结合图乙中曲线说明）12当只有重力做功的时候，物体的动能和重力势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变在物理学中把这个规律叫做机械能守恒定律动能大小与物体质量和速度的具体关系为：EK=mv2；重力势能的大小与物体的质量和高度的关系为：EP=mgh（1）小球甲在真空中自由下落，另一个完全相同的小球乙在阻力很大的液体中匀速下落，它们都由高度为h1的地方下落到高度为h2的地方，在这两种情况下，小球 _守恒（2）一个物体从高为h的光滑斜面顶端，由静止开始滑下，不计空气阻力，物体滑到斜面底端时的速度是多少？_（3）把一个小球用细绳悬挂起来，就成为一个单摆，若摆长为L，小球摆到最高处时，最大偏角为，如图，则当小球运动到最低处时的速度是多少？_
