資源簡介

12.1 動能 勢能 機械能
姓名：_________________ 日期：_____月______日 等第___________
【知識講解】
一、動能
1、定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能。物體的動能越大，它可以對其他物體做的功就越多。
2、探究動能的大小與哪些因素有關
（1）探究過程
①讓質量相同的小車從斜面的不同高度滑下，使小車到達水平面時速度不同，探究動能與物體速度的關系；
②讓質量不同的小車從斜面的同一高度滑下，使小車到達水平面時速度相同，探究動能與物體質量的關系；
③通過觀察木塊移動的距離來反映物體動能的大小。
（2）實驗結論
①動能與速度有關，質量相同的物體，速度越大，動能越大。
②動能與質量有關，速度相同的物體，質量越大，動能越大。
典型例題：某小組進行“探究動能大小與質量是否有關”的活動。
（1）小明用兩輛相同的小車，在其中一輛小車上放一個砝碼，然后讓它們從同一斜面的同一位置由靜止釋放，撞擊置于水平面上的木塊，如圖（a）。
①將小車從同一位置處釋放，目的是為了控制小車到達水平面的　 　相同。
②通過比較　 　來比較小車動能大小。根據實驗得出結論：動能大小與質量大小有關。
（2）小紅改變實驗方案：讓同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊水平面上的木塊，如圖（b）。發現：木塊滑行的距離不一樣遠。根據這一現象，能做出以下哪個判斷？　 　。
A．動能大小與質量無關，一定還與其他因素有關
B．動能大小除了與質量有關外，一定還與其他因素有關
C．不能判斷物體動能大小是否與質量有關，動能大小一定與質量外的其他因素有關
二、勢能
1、重力勢能
（1）定義：物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能，叫做重力勢能。
（2）重力勢能的影響因素
物體的重力勢能與物體的質量和所處高度有關。物體質量越大，位置越高，重力勢能越大。
2、彈性勢能
（1）定義：發生彈性形變的物體能對其他物體做功，它具有的能叫做彈性勢能。
（2）彈性勢能的影響因素
物體彈性勢能與物體材料和彈性形變程度有關。彈性形變程度越大，彈性勢能越大。
三、機械能
1、定義：在物理學中，將動能和勢能統稱為機械能。
一個物體可以同時具有動能和勢能。如起重機正在起吊中的重物，正在跳水中的運動員等，大量事實說明，動能和勢能是可以相互轉化的。
2、動能和勢能相互轉化
四、機械能守恒
1、定義：在只有動能和勢能相互轉化的過程中，物體的機械能總量保持不變，或者說，機械能是守恒的。
2、機械能的利用：①水力發電；②風力發電。
【鞏固練習】
（ ）、如圖是“天宮一號”飛行器運行軌道的示意圖；若“天宮一號”飛行器沿橢圓軌道繞地球運行的過程中機械能守恒，則它從遠地點向近地點運行的過程中
A．重力勢能增加、動能減小 B．重力勢能減小、動能增加
C．重力勢能增加、動能增加 D．重力勢能不變、動能不變
（ ）、跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員
A．助跑過程中機械能不變 B．起跳后升空的過程中，動能轉化為重力勢能
C．經過最高點時動能為零 D．經過最高點時重力勢能最小
（ ）、把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，如圖所示的哪一幅圖像能正確反映球離手后至落回地面前，機械能E與籃球離地高度h的關系
（ ）、汽車勻速直線上坡的過程中，各物理量隨時間變化關系正確的是
（ ）、現代衣業利用噴藥無人機噴酒農藥，安全又高效，如圖所示，噴藥無人機在農田上方沿水平方向勻速飛行，同時均勻噴酒農藥。此過程中，噴藥無人機的
A.動能減小、重力勢能減小 B.動能減小、重力勢能不變
C.動能不變、重力勢能減小 D.動能不變、重力勢能不變
（ ）、我們居住的城市高樓林立，如不小心發生高空墜物事件，則可能會給人的生命財產造成損害，更不可有意為之。日前，某小區的陳先生在早上下樓取車時發現車的后擋風玻璃被穿了一個孔，上面還插著一個可樂瓶，肇事的可樂瓶里大約還有1/5的可樂。對此，下列描述正確的是
A．可樂瓶從高空墜落，動能會轉化為重力勢能
B．可樂瓶對擋風玻璃沒有做功
C．可樂瓶從高空墜落，重力勢能會轉化為動能
D．可樂瓶砸在擋風玻璃的瞬間，具有很大的重力勢能
（ ）、如圖所示，足球以初速度v沿著凹凸不平的草地從a運動到d，足球
A．在b、d兩點動能相等 B．在a、d兩點動能相等
C．從b到c的過程機械能減少 D．從c到d的過程重力勢能減少
（ ）、有一種運動叫蹦極，如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端
固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，A點處彈性繩自然伸直。
B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達
的最低點，運動員從O點到C點的運動過程中忽略空氣阻力，則
A．從O至C運動員速度一直減小
B．從O點至A點運動員機械能不守恒,從A點至C點機械能守恒
C．從O至A過程中運動員速度增大，從A至C過程中運動員速度減小
D．從O至B過程中運動員速度增大，從B至C過程中運動員速度減小
（ ）9、質量為m的小環穿在固定的光滑曲桿上，從某點A靜止釋放后沿曲桿運動，如圖所示.不計空氣阻力，下列說法正確的是
A.只要A點高于D點，小環就能到達D點 B.若小環能到達D點，離開D點后將豎直向下運動
C.小環從A點到D點，重力勢能一直減小，機械能不變
D.小環從A點到B點，動能一直增加，機械能不變
10、如圖所示是皮球落地后彈起過程中每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片．由圖可知，下落過程中，皮球的速度＿＿＿＿，離開地面上升的過程中，皮球重力勢能＿＿＿＿，動能＿＿＿＿．皮球運動過程中的機械能＿＿＿＿．（均選填“增大”、“減小”或“不變”．）
11、如圖所示，捻動滾擺的軸使它升高后釋放，可以觀察到滾擺沿著懸線向下運動，此過程中，它的＿＿＿＿＿能減小，＿＿＿＿＿能增加。滾擺到最低點后又上升，每次上升的高度逐漸減小，這說明滾擺具有的機械能＿＿＿＿（填“減小”、“增大”或“不變”）．
12、如圖所示，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們 套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則小球從a運動到c的過程中，在_____（選填“a” “ b”或“c”）位置機械能最大；從b到c的過程中，小球的動能轉化為彈簧的__________。
13、李明等幾位同學準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關”。同學們猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量和彈簧粗細有關。他們設計的實驗裝置如圖，彈簧左端固定在墻上，放在水平面上，水平面A點左側光滑，右側粗糙。物體P壓縮彈簧到B點后從靜止釋放，運動到C點彈簧恢復到原長與物體脫離，物體運動到D點停止。請補充完成他們的探究過程：
（1）對同一根彈簧，物體P壓縮彈簧至B點，從靜止釋放，運動到D點。測量＿＿＿之間的距離和＿＿＿之間的距離，并改變＿＿＿之間的距離，測多組數據，分析數據得到：彈簧長度變化量越大，彈性勢能越大。
（2）對原長相同、只有粗細不同的兩根彈簧，物體P分別壓縮彈簧至同一位置B點，從靜止釋放，運動到D點。分別測量＿＿＿之間的距離。改變壓縮量，重復試驗，分析數據得到：彈性勢能與彈簧粗細有關。
14、小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質量不同兩個鋼球m和M（M的質量大于m），分別不從同的高度h和H（H＞h）靜止開始放下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離。實驗過程如圖所示。
（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，他利用的研究方法是　 　（選填“控制變量法”或“轉換法”）；若水平面絕對光滑，本實驗將　 　（選填“能”或“不能”）達到探究目的。
（2）由甲、乙圖可得實驗結論：物體的動能大小與　 　有關。
（3）小明根據甲、丙兩圖得出論：物體的動能大小與質量有關，她的看法是否正確？
　 　（選填“正確”或“錯誤”），理由是：　 　。12.1 動能 勢能 機械能
姓名：_________________ 日期：_____月______日 等第___________
【知識講解】
一、動能
1、定義：物體由于運動而具有的能，叫做動能。物體的動能越大，它可以對其他物體做的功就越多。
2、探究動能的大小與哪些因素有關
（1）探究過程
①讓質量相同的小車從斜面的不同高度滑下，使小車到達水平面時速度不同，探究動能與物體速度的關系；
②讓質量不同的小車從斜面的同一高度滑下，使小車到達水平面時速度相同，探究動能與物體質量的關系；
③通過觀察木塊移動的距離來反映物體動能的大小。
（2）實驗結論
①動能與速度有關，質量相同的物體，速度越大，動能越大。
②動能與質量有關，速度相同的物體，質量越大，動能越大。
典型例題：某小組進行“探究動能大小與質量是否有關”的活動。
（1）小明用兩輛相同的小車，在其中一輛小車上放一個砝碼，然后讓它們從同一斜面的同一位置由靜止釋放，撞擊置于水平面上的木塊，如圖（a）。
①將小車從同一位置處釋放，目的是為了控制小車到達水平面的　 　相同。
②通過比較　 　來比較小車動能大小。根據實驗得出結論：動能大小與質量大小有關。
（2）小紅改變實驗方案：讓同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊水平面上的木塊，如圖（b）。發現：木塊滑行的距離不一樣遠。根據這一現象，能做出以下哪個判斷？　 　。
A．動能大小與質量無關，一定還與其他因素有關
B．動能大小除了與質量有關外，一定還與其他因素有關
C．不能判斷物體動能大小是否與質量有關，動能大小一定與質量外的其他因素有關
【分析】（1）要探究動能大小與質量的關系，需控制速度相同。則讓質量不同的小車從同一高度滾下；通過對木塊推出距離的多少可看出小球動能的大小；
（2）同一小車保證了質量相同，從斜面的不同高度滑下，到達水平面時的速度不同，木塊被撞后移動的距離越遠，推力做功越多，就可以說明木塊的動能越大，從而得出質量相同時，速度越大的物體動能越大。動能的大小與物體的質量和速度有關。
【解答】解：（1）要探究動能大小與質量的關系，需控制速度相同，為了使小車在水平面運動時的起始速度相等，需將質量不同的小車從斜面上的同一高度處由靜止滑下；通過木塊被推出距離的多少可看出小車動能的大小；
（2）同一小車，從同一斜面的不同高度由靜止釋放，那么小車到達水平面時的速度就不同，小車推動木塊做功，運動距離越遠，做功越多，動能越大，小車質量一定，不能判斷物體動能大小是否與質量有關，動能大小一定與質量外的其他因素有關；故選C。
【答案】（1）速度；木塊被推出的遠近；（2）C。
【點評】掌握影響動能大小的影響因素，利用控制變量法和轉換法，探究動能大小跟各因素之間的關系。
二、勢能
1、重力勢能
（1）定義：物體由于受到重力并處在一定高度時所具有的能，叫做重力勢能。
（2）重力勢能的影響因素
物體的重力勢能與物體的質量和所處高度有關。物體質量越大，位置越高，重力勢能越大。
2、彈性勢能
（1）定義：發生彈性形變的物體能對其他物體做功，它具有的能叫做彈性勢能。
（2）彈性勢能的影響因素
物體彈性勢能與物體材料和彈性形變程度有關。彈性形變程度越大，彈性勢能越大。
三、機械能
1、定義：在物理學中，將動能和勢能統稱為機械能。
一個物體可以同時具有動能和勢能。如起重機正在起吊中的重物，正在跳水中的運動員等，大量事實說明，動能和勢能是可以相互轉化的。
2、動能和勢能相互轉化
四、機械能守恒
1、定義：在只有動能和勢能相互轉化的過程中，物體的機械能總量保持不變，或者說，機械能是守恒的。
2、機械能的利用：①水力發電；②風力發電。
【鞏固練習】
（ ）、如圖是“天宮一號”飛行器運行軌道的示意圖；若“天宮一號”飛行器沿橢圓軌道繞地球運行的過程中機械能守恒，則它從遠地點向近地點運行的過程中
A．重力勢能增加、動能減小 B．重力勢能減小、動能增加
C．重力勢能增加、動能增加 D．重力勢能不變、動能不變
（ ）、跳遠運動的幾個階段如圖所示，則運動員
A．助跑過程中機械能不變 B．起跳后升空的過程中，動能轉化為重力勢能
C．經過最高點時動能為零 D．經過最高點時重力勢能最小
（ ）、把籃球拋向空中，忽略空氣阻力，如圖所示的哪一幅圖像能正確反映球離手后至落回地面前，機械能E與籃球離地高度h的關系
（ ）、汽車勻速直線上坡的過程中，各物理量隨時間變化關系正確的是
（ ）、現代衣業利用噴藥無人機噴酒農藥，安全又高效，如圖所示，噴藥無人機在農田上方沿水平方向勻速飛行，同時均勻噴酒農藥。此過程中，噴藥無人機的
A.動能減小、重力勢能減小 B.動能減小、重力勢能不變
C.動能不變、重力勢能減小 D.動能不變、重力勢能不變
（ ）、我們居住的城市高樓林立，如不小心發生高空墜物事件，則可能會給人的生命財產造成損害，更不可有意為之。日前，某小區的陳先生在早上下樓取車時發現車的后擋風玻璃被穿了一個孔，上面還插著一個可樂瓶，肇事的可樂瓶里大約還有1/5的可樂。對此，下列描述正確的是
A．可樂瓶從高空墜落，動能會轉化為重力勢能
B．可樂瓶對擋風玻璃沒有做功
C．可樂瓶從高空墜落，重力勢能會轉化為動能
D．可樂瓶砸在擋風玻璃的瞬間，具有很大的重力勢能
（ ）、如圖所示，足球以初速度v沿著凹凸不平的草地從a運動到d，足球
A．在b、d兩點動能相等 B．在a、d兩點動能相等
C．從b到c的過程機械能減少 D．從c到d的過程重力勢能減少
（ ）、有一種運動叫蹦極，如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端
固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，A點處彈性繩自然伸直。
B點是運動員受到的重力與彈性繩對運動員拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達
的最低點，運動員從O點到C點的運動過程中忽略空氣阻力，則
A．從O至C運動員速度一直減小
B．從O點至A點運動員機械能不守恒,從A點至C點機械能守恒
C．從O至A過程中運動員速度增大，從A至C過程中運動員速度減小
D．從O至B過程中運動員速度增大，從B至C過程中運動員速度減小
（ ）9、質量為m的小環穿在固定的光滑曲桿上，從某點A靜止釋放后沿曲桿運動，如圖所示.不計空氣阻力，下列說法正確的是
A.只要A點高于D點，小環就能到達D點 B.若小環能到達D點，離開D點后將豎直向下運動
C.小環從A點到D點，重力勢能一直減小，機械能不變
D.小環從A點到B點，動能一直增加，機械能不變
10、如圖所示是皮球落地后彈起過程中每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片．由圖可知，下落過程中，皮球的速度＿＿＿＿，離開地面上升的過程中，皮球重力勢能＿＿＿＿，動能＿＿＿＿．皮球運動過程中的機械能＿＿＿＿．（均選填“增大”、“減小”或“不變”．）
11、如圖所示，捻動滾擺的軸使它升高后釋放，可以觀察到滾擺沿著懸線向下運動，此過程中，它的＿＿＿＿＿能減小，＿＿＿＿＿能增加。滾擺到最低點后又上升，每次上升的高度逐漸減小，這說明滾擺具有的機械能＿＿＿＿（填“減小”、“增大”或“不變”）．
12、如圖所示，彈簧的左端固定，右端連接一個小球，把它們 套在光滑的水平桿上，a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置，b是彈簧原長時小球的位置，c是小球到達最右端的位置。則小球從a運動到c的過程中，在_____（選填“a” “ b”或“c”）位置機械能最大；從b到c的過程中，小球的動能轉化為彈簧的__________。
13、李明等幾位同學準備探究“彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關”。同學們猜想：彈簧彈性勢能可能與彈簧長度變化量和彈簧粗細有關。他們設計的實驗裝置如圖，彈簧左端固定在墻上，放在水平面上，水平面A點左側光滑，右側粗糙。物體P壓縮彈簧到B點后從靜止釋放，運動到C點彈簧恢復到原長與物體脫離，物體運動到D點停止。請補充完成他們的探究過程：
（1）對同一根彈簧，物體P壓縮彈簧至B點，從靜止釋放，運動到D點。測量＿＿＿之間的距離和＿＿＿之間的距離，并改變＿＿＿之間的距離，測多組數據，分析數據得到：彈簧長度變化量越大，彈性勢能越大。
（2）對原長相同、只有粗細不同的兩根彈簧，物體P分別壓縮彈簧至同一位置B點，從靜止釋放，運動到D點。分別測量＿＿＿之間的距離。改變壓縮量，重復試驗，分析數據得到：彈性勢能與彈簧粗細有關。
14、小明在“探究物體的動能大小跟哪些因素有關”的實驗中，選用質量不同兩個鋼球m和M（M的質量大于m），分別不從同的高度h和H（H＞h）靜止開始放下，觀察木塊B被撞擊后移動的距離。實驗過程如圖所示。
（1）小明通過觀察木塊B移動的距離長短，來判斷小球動能的大小，他利用的研究方法是　 　（選填“控制變量法”或“轉換法”）；若水平面絕對光滑，本實驗將　 　（選填“能”或“不能”）達到探究目的。
（2）由甲、乙圖可得實驗結論：物體的動能大小與　 　有關。
（3）小明根據甲、丙兩圖得出論：物體的動能大小與質量有關，她的看法是否正確？
　 　（選填“正確”或“錯誤”），理由是：　 　。
參考答案：
1、B；2、B；3、D；4、D；5、A；6、C；7、C；8、D；9、D；
10、增大；增大；減小；減小；11、重力勢；動；減小；
12、b；彈性勢能；13、（1）BC；AD；BC；（2）AD；
14、轉換法；不能；速度；錯誤；沒有控制速度相同；

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