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1、第十五讲 动能和势能 机械能及其转化考点一、能量1.定义：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。2.实质：物体做功的过程就是能的转移或转化的过程。3.单位：焦耳，符号：J。即能的单位与功的单位相同。4.能量大小的衡量：能量的大小可以用能够做功的多少来衡量，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。5.物体做功的过程就是能的转化过程：物体做的功越多，说明某种能转化为其他形式的能越多。考点二、动能和势能1.定义:物体由于运动而具有的能，叫动能。2.影响动能大小的因素：物体的质量和物体的速度。速度对物体运动的影响更大。公式表示为：Ek=1/2mv2。（1）质量相同的物体，运动速度越大
2、，它所具有的动能越大。（2）运动速度相同的物体，质量越大，它所具有的动能越大。1.对机动车行驶速度进行限制的原因：因机动车质量一定时，速度越大，动能越大，刹车制动距离越远，越容易出现交通事故。且在相同道路上不同的车型限速也是不同的，因为车型不同的机动车质量不同，当速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，而质量小的动能小，制动距离小。所以不同车型限速不同。2.探究物体的动能跟哪些因素有关。（1）实验方法：控制变量法和转换法。（2）结论：质量相同的物体，速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。5.重力势能（1）定义：在地球表面的附近，物体由于高度所决定的能，叫做重力势能
3、。（2）影响因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量一定，高度越大，重力势能越大；高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。EP=mgh。6.弹性势能（1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。（2)影响因素：弹性势能的大小与物体的材料、弹性形变的大小有关，同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。7.势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。考点三、机械能及其转化1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能动能势能2.动能和势能的相互转化：物体在运动或发生弹性形变的过程中，动能与重力势能、弹性势能之间，都可以相互转化。3.机械能守恒：在动能和势能相互转化时，
4、机械能并不是总保持不变的。如果只有动能和势能相互转化时，机械能的总和保持不变，即机械能守恒。机械能守恒是一种理想化情况。4.机械能不守恒的情况（1)受阻力（摩擦力）的作用。（2)有重力（弹力）以外的力对物体做功。5.人造地球卫星的机械能转化从近地点到远地点：动能减小，势能增大，动能转化为势能从远地点到近地点：势能减小，动能增大，势能转化为动能1. 关于能的概念，下列说法中正确的是（）A. 高山上静止的石头不具有能 B. 物体已做的功越多，说明物体具有的能量越多C. 只要物体能够做功，说明物体具有能 D. 只有正在做功的物体才具有能2. 下列关于能量的叙述中，正确的是（ ）A.一个物体能够做功，
5、我们就说这个物体具有能B.挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能量C.一根弹簧具有弹性势能D.运动的物体具有能，静止的物体没有能3. 关于功和能的关系,下列说法中正确的是（）A.具有能的物体一定做功多 B.物体具有的能越大,它做的功越多C.物体做的功越多,它具有的能越大 D.物体能够做的功越多,它具有的能越大4. 下列说法中正确的是（ ）A.在空中飞行的炮弹只有动能 B.停在空中的气球只有重力势能C.一个压在弹簧上的铁块具有弹性势能 D.从拦河坝上游流向下游的水只有动能5. 人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（）A.放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能 B.弓被拉得越弯，人的弹性势能越大C.弓被拉
6、得越弯，弓的弹性势能越大 D.弓的弹性势能还和它的质量有关6. A、B、C三个小球，A、B两球的质量相等，C球比B球的质量大，B、C两球的速度相等，A球比C球的速度大.则它们动能大小的关系是（）A. A球大于B球 B. B球大于C球 C. A球大于C球 D. C球大于A球7. 两车质量相同、同时水平做匀速直线运动，它们运动s-t图象如图所示.分析可知（ ）A.甲车动能大 B.乙车动能大C.甲车重力势能大 D.乙车重力势能大8. 在电影斯巴达三百勇士中，波斯军队用投石车投出巨石来攻击斯巴达克城的城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是（ ）A.巨石在最高点时动能最大 B.巨石在最高
7、点时重力势能最小C.巨石的动能先增大后减小 D.巨石的重力势能先增大后减小9. 如图所示是滑雪运动员从最高处的A点由静止开始下滑到最低处B点的过程，下列说法中正确的是（）A.滑雪运动员在A点时只有重力势能，没有动能B.滑雪运动员在A点时只有动能，没有重力势能C.滑雪运动员从A点到B点的过程中，机械能不断增加D.滑雪运动员从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能10. 小星乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中，小星的（）A.动能转化为势能，机械能不变 B.动能转化为势能，机械能增大C.动能不变，势能增大，机械能增大 D.动能不变，势能不变，机械能不变11. 如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战
8、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（ ）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12. 如图，人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行，有近地点和远地点，下列说法正确的是（ ）A. 卫星在远地点时速度为零，动能为零B. 卫星从近地点向远地点运动，动能增大，势能减小C. 卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能守恒D. 卫星从远地点向近地点运动，动能增大，势能减小，机械能减小13. 如图所示,小球由静止开始沿着光滑的路面从a点向d点自由运动,其中b和d
9、两点在同一水平高度,则下列说法中错误的是（ ）A. 小球从a到c加速下滑,重力势能转化为动能B. 小球从c到d减速上坡,动能转化为重力势能C. 小球在b和d时重力势能和动能都相等D. 小球从a到d的过程中机械能减小14. 如图所示是一种游戏，叫蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点，对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（ ）A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能C.游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能D.游戏者到c点时，他的势能为零15. 一架飞机在高空中水平
10、匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中（）A.动能不变B.动能减小 C.重力势能不变 D.重力势能增大16. 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”）；此过程中皮球的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）.17. “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，小明同学让同一钢球A分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，回答下列问题：(1)小明同学在研究动能大小跟_的关系，实验中他控制了钢球的_不变。(2)钢球沿斜面滚下过程中，重力势能_，动能_（均填“增大”、“减小”或
11、“不变”）(3)实验中小明通过观察 ，来判断_（填“钢球”或“木块”）具有动能的大小；(4)若水平面绝对光滑，本实验将_（填“能”或“不能”）达到探究目的。强化练习18. 一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯A、B上分别滑下到底端，如图所示，下列说法中（）忽略运动阻力，他的重力势能全部转化为动能不忽略运动阻力，他在滑下过程中，机械能守恒忽略运动阻力，从B滑梯上滑到底端速度较大不忽略运动阻力，从A滑梯上滑到底端速度较大A.只有正确 B.只有正确 C.只有正确 D.只有正确19. 在大型游乐场里,小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”,正向最高点运动对此过程,下列说法正确的是（）A.小明的重力势能
12、保持不变 B.小明的动能保持不变C.小明的机械能保持不变 D.小明的动能先增大后减少20. 运动员在蹦床比赛过程中(不计空气阻力)，下列说法中正确的是（）A.运动员在空中下落过程中(未接触蹦床前)，动能转化为重力势能B.运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能一直在增加C.运动员离开蹦床后上升过程中，动能转化为重力势能，机械能不变D.运动员上升到最高点时，速度为零，机械能为零21. 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22. 下列物体中：拧紧的钟表发条；扔在空中的橡皮；被拉伸的弹
13、簧；充满气的气球；具有弹性势能的是（）A.B.C.只有D.只有23. 2021年4月12日万州中学45届田径运动会如期召开，如图是运动员跳高的场景，下列说法正确的是（）A.运动员在空中受到重力和空气阻力，这是一对平衡力B.运动员在离开地面之后能够继续飞行是因为受到惯性的作用C.运动员的鞋子底面有较深的花纹是通过增大压力来增大摩擦力的D.运动员队员上升的过程中，重力势能增加24. 如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验，下列说法错误的是（）A.小球从越高的位置释放，到达水平面的速度越大B.小球沿斜面运动的过程中，重力势能转化为动能C.木块被推动的越远，说明小球动能越大D.小球质量越大
14、，到达水平面时的动能越大25. 刑法修正案（十一）自2021年3月1日正式施行，高空抛物罪施行首日，江苏溧阳市人民法院审理一起高空抛物案件，被告人徐某某犯高空抛物罪被判处有期徒刑6个月，并处罚金2000元，这是全国首例高空抛物罪案。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是（）A.重力势能B.动能C.重力D.密度26. 商场的自动扶梯将小明从二楼匀速送到四楼过程中，小明的（）A.势能增加，机械能不变 B.动能减少，势能增加 C.动能不变，机械能增加 D.动能增加，势能不变27. 踢足球是我国青少年喜爱的一项体育运动，下列有关足球运动中的说法正确的是（）A.足球在下落过程中重力势能不变B.踢足球
15、时，足球对脚的作用力和脚对足球的作用力是一对平衡力C.踢出去的足球在空中能够继续飞行，是因为受到惯性力的作用D.运动员用头顶飞来的足球，足球飞行路线发生了变化，说明力能改变物体的运动状态28. 如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（）A.观光屋上升时重力势能增加、动能减小B.观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动C.由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变D.摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力29. 骑自行车下桥时，人不用力蹬车，但速度却越来越大，这是因为（）A.重力不断增大B.重力势能逐渐转化为动能C.惯性
16、不断增大D.动能逐渐转化为重力势能30. （不定项）如图所示，在光滑水平面上有一左端固定的轻质弹簧，它的右端连接一金属小球。A点是压缩弹簧后小球静止的位置，O点是弹簧原长时小球的位置，B点是小球到达最右端的位置。当小球在A、B两点之间来回运动时，下列说法正确的是（）A.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大B.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小C.小球运动到B点时的速度为零，此时小球将处于平衡状态D.小球在O点时运动速度最大31. 如图是一名跳伞运动员跳伞时的情景，当他匀速下落时，运动员和伞的重力势能_，动能_，机械能_（均选填“增大”、“减小”或“不变”）
17、。32. 2020年疫情期间，为了更好地支援抗疫工作，汽车工程师给汽车加装了雾化系统、防水系统和自动控制电路，控制喷洒启停等功能，可实现2米范围内的喷洒消毒。当消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时，动能_，重力势能_，机械能_（选填“变大”、“变小”或“不变”）。33. 如图所示，当运动员从高处下落时，感觉蹦床是运动的，是以_为参照物；在接触蹦床之前，运动员的_能转化为动能；从接触蹦床到离开蹦床的过程中，蹦床弹性势能的变化情况是_。34. 如图所示实验，让小球从斜槽A点由静止滚下，到达水平面点后继续运动一段距离静止在点。（1）请画出小球在斜槽运动过程中的受力示意图_；（2）小球由A点运动到
18、点的过程中，速度会越来越快。试从能量转化的角度分析其原因_；（3）使小球由点运动一段距离后静止在点的原因是什么？_。若要使小球继续向前运动更远的距离，可以采用的方法是_；（4）根据上述实验分析可得：物体的运动和力之间的关系是_。35. 如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。（1）该实验中所探究物体的动能是指 （选填“小球A”或“木块B”）的动能。（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越 ，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越 ，动能越大。（3）若要研究物体
19、动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面 高度由静止滚下，观察比较木块B被撞移动的距离。shAB出门考1. 2020年12月17日凌晨，嫦娥五号探测器的返回舱携带1731克月球样品在内蒙古四子王旗预定区域着陆。返回舱到达离地面一定高度时打开降落伞，一段时间后匀速下落，在匀速下落过程中，返回舱的（）A.动能增加，重力势能减少B.动能减少，重力势能减少C.动能不变，机械能减少D.动能不变，机械能不变2. 立定跳远时的动作分解如图，在此过程运动员（）A.上升时，动能减小，势能减小 B.上升时，动能增大，势能增大C.下落时，势能增大，动能减小 D.下落时，势能减小，动能增大3. 一架飞机在高空中水
20、平匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中（）A.动能不变 B.动能减小 C.重力势能不变 D.重力势能增大4. 荡秋千的人从最高点向最低点摆动过程中速度变大，则她的（）A.重力势能减小，动能不变B.重力势能不变，动能增大C.重力势能增大，动能减少D.重力势能减小，动能增大5. 某质量为m的物体以初速度v0从斜面底部A点沿斜面上滑，当物体上滑到B点时速度大小为vB，滑到C点时速度为0。然后物体从C点下滑，到达AB中点D时速度大小又为vB，则下列说法正确的是（）A.物体沿斜面上滑过程中动能全部转化为重力势能B.物体从A到C上滑过程中机械能的减小量小于从C到A下滑过程中机械能的减小量C.物体上滑到D点时具有的动能大于下滑到D点时具有的动能D.物体从C下滑到A的过程中，速度越来越大，惯性越来越大7学科网（北京）股份有限公司