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运动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举高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做功，我们就说这个物体具有能。(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
2、定要做功。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)、斜面、木块。2实验方法：控制变量法和转换法。3实验现象：(1)同一铁球从不同高度滚下，高度越高，到达水平面的速度越大，撞得木块运动的距离越远。(2)木球与铁球从同一高度滚下，到达水平面的速度相同，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，质量越大，速度越大，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？水平面上木
3、块被撞出的距离显示了铁球动能的大小，木块被撞出得越远，铁球的动能越大。(2)在实验中，为什么让不同的小球从斜面的同一位置释放？目的是控制不同质量的球在撞击木块时具有相同的速度。(3)在实验中，为什么让同一小球从斜面的不同位置释放？目的是控制相同质量的球在撞击木块时具有不同的速度。(4)在实验中，应注意什么问题？使用同一斜面(粗糙程度、倾斜程度都不变)；被撞击的是同一个木块；木块放置的水平面粗糙程度不变；使球运动的路线与木块的中心在同一直线上。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
4、点的重力势能最大D上升过程中的重力势能转化为动能【答案】C【解析】A人的质量一定，通过最低点时速度最大，动能最大，故A错误；B下降过程中高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能转化为动能，故B错误;C到达最高点时，高度最大，重力势能最大，故C正确；D上升过程中，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，故D错误。故选C。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=E2E3【答案】C【解析】因为t1t3三个时刻速度v1v2=v3，不考虑下落过程中
5、雨滴的质量变化，所以动能E1 t1【解析】（1）1物体动能的大小无法直接体验，所以通过小球对木块做功的多少来体现小球动能的多少，即通过木块被推动的距离来判断小球动能的大小，所用方法为转换法。（2）2超速是指汽车的质量一定，速度越大，动能越大，所以应选择质量相等、速度不同的小球进行实验，据此可知应甲、乙两图进行比较。（3）3在图甲、丙中，小球的质量不同，下滑的高度相同，小球下滑到斜面底端时的速度，若 ，这说明丙中小球对木块所做的功多，丙中小球的动能大，故结论为：物体速度相同时，质量越大，动能越大。（4）4钢球滚下时，钢球的重力势能转化为钢球的动能，钢球与木块碰撞后继续运动，钢球的一部分动能转化为
6、木块的动能，木块克服摩擦力运动过程中，动能转化为内能，所以钢球的动能大于木块克服摩擦力所做的功，钢球的动能是由钢球的重力势能转化而来的，故开始时钢球的重力势能大于木块克服摩擦力所做的功。（5）5在凸形滑道运动的物体，在运动到最高点的过程中，要将动能转化为重力势能，最高点的运动速度小于初速度；在下落过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，重力势能再全部转化为动能，末端的速度等于初速度；整个过程的平均速度小于初速度v；在凹形滑道运动的物体，在加速运动到最低点的过程中，要将重力势能转化为动能，最低点的运动速度大干初速度；在减速上升过程中不计滑道的摩擦，机械能守恒，动能再转化为重力势能，末端的速度等于初速度
7、；整个过程的平均速度大于初速度v；因此在凸形滑道运动物体的平均速度小于在凹形滑道运动物体的平均速度，由可知，通过A滑道用的时间t1大于通过B滑道用的时间为 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
8、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）【答案】 35 刹车方式二 B 由图象可知，在撞击时B车的车速较大，因此其动能更大，破坏性更厉害【解析】（1）由图可知，汽车的反应距离为15m，刹车距离是20m，因此汽车的刹车距离s15m+20m35m；（2）由图象可
9、知，当以相同速度行驶时，方式二刹车时，通过的距离小，所以在车速相同时，应采用方式二刹车；（3）当以相同速度行驶时,刹车后,通过的距离小于s1时，第二种刹车方式的速度大，则车的动能大，对障碍物的破坏程度更大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？_【答案】 甲 【解析】(1)小球甲在下落过程中，不受阻力作用，机械能守恒，乙受阻力，匀速下落，机械能减小；(2)物体从斜面滑下机械能守恒：则mgh=mv2解得v=；(3)设小球在最低点时为零势能，mgl(1cos)=mv2，解得v=
