資源簡介

一、動能
物體由于運動而具有的能量叫做動能。
影響動能的大小因素
提出猜想：動能的大小與物體的質量和速度有關嗎？
實驗器材：兩個相同的木塊、兩個完全相同的鋼球和一個質量較大的鋼球、斜面軌道。
實驗方法：控制變量法與轉換法
放在斜面上某一高度處的小鋼球
A
滾下時，撞擊水平面上的木塊
B，并將木塊
B
推出一段距離。木塊
B
被推出的距離越遠，說明小鋼球
A
的動能越大。
轉換法：物理學中對于一些看不見摸不著的現象或不易直接測量的物理量,通常用一些非常直觀的現象去認識或用易測量的物理量間接測量,這種研究問題的方法叫轉換法
控制變量法：把多因素的問題變成多個單因素的問題,而只改變其中的某一個因素,從而研究這個因素對事物影響,分別加以研究,最后再綜合解決的方法。
結論：在質量一定時，物體的速度越大，物體的動能就越大；運動速度相同時，物體的質量越大，物體的動能就越大。
重力勢能
影響重力勢能的大小因素
實驗器材：鋁盤、細沙、米尺、金屬小球
實驗步驟：1．在一個鋁盤中放入約2
厘米厚的細沙；2．取出大小不同的金屬小球。3．將一根米尺豎直立在細沙上，把金屬小球拿到某一高度自由釋放，如右圖所示,
記錄這一高度。4．把金屬小球從沙中拿出，觀察被金屬小球所撞出的沙坑深度和大小，并將結果記錄下來。5．抹平盤中的沙，分別從不同的高度自由釋放同一個金屬小球，觀察被金屬小球所撞出的沙坑深度和大小，并將結果記錄下來。6．抹平盤中的沙，分別從相同的高度自由釋放不同質量的金屬小球觀察被金屬小球所撞出的沙坑深度和大小，并將結果記錄下來。
實驗結論：大量事實表明，物體的質量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大.
三、彈性勢能
物體由于發生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能。
對同一個物體，物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越大
三、動能和勢能的轉化
1.研究擺錘的擺動
（1）如圖用細繩把擺錘懸掛起來，將擺錘拉到某一高度后釋放。在擺錘向下擺動的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？
在擺錘向下擺動的過程中，重力勢能減小，動能增大
（2）在擺錘擺過中點向上擺動的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？
重力勢能增大，動能減小
單擺中的小球在左、右運動的過程中，小球的動能與勢能在不斷地轉化。
如果沒有空氣摩擦阻力，擺錘每次都會上升到原來的高度
2.研究滾擺的運動
如圖把一個滾擺懸掛起來。用手捻動滾擺，使懸線纏在軸上，將滾擺升高到最高點，然后放手。
在滾擺下降的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？
在滾擺下降的過程中，重力勢能減小，動能增大。
當滾擺上升的過程中，重力勢能如何變化？動能如何變化？
在滾擺上升的過程中，重力勢能增大，動能減小。
如果沒有空氣摩擦阻力，滾擺每次都會上升到原來的高度
3、高處滾下的小球
（1）小球在A、B、C、D
各點具有什么形式的能量？小球在A點具有重力勢能、B點具有動能和最小的重力勢能、C點具有動能和重力勢能，D點具有重力勢能
（2）小球在滾動過程中能量如何轉化的。
小球在滾動過程中發生了重力勢能和動能的相互轉化的。
實驗說明：動能和勢能可以相互轉化
如圖人造衛星沿橢圓軌道繞地球運動的示意圖。衛星離地球中心最近的點叫做近地點，離地球中心最遠的點叫做遠地點。衛星在近地點的速度較大，在遠地點的速度較小，那么，衛星從近地點運動到遠地點的過程中，它的動能和勢能如何變化？
衛星由近地點運動到遠地點的過程中，高度增大，勢能增加。遠地點的速度較小，動能減小。
例1、質量不計的彈簧豎直固定在一壓力傳感器上，壓力傳感器是電阻阻值隨受到壓力的增大而減小的變阻器（壓力不超過最大值），壓力傳感器、電流表、定值電阻和電源組成一電路如圖甲所示．壓力傳感器不受力時電流表示數是I0.
t=0時刻，將一金屬小球從彈簧正上方某一高度由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復．整個過程中，不計能量損失，電流表示數I隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則不正確的是（
）
A.
t2時刻，小球動能為零
B.
t1時刻，彈簧的彈性勢能為零
C.
t2～t3這段時間內，彈簧的彈性勢能先增加后減少
D.
t2～t3這段時間內，小球增加的動能小于彈簧減少的彈性勢能
例2、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。下列分析中正確的是（??
）
A.足球在
b、d
兩點處動能相等???????B.足球在
a、d
兩點處機械能相等
C.足球從
b
到
c
的過程中機械能減小????D.足球從
c
到
d
的過程中重力勢能減小
例3、在湖北武漢舉行的亞洲田徑錦標賽中，中國選手李玲在女子撐桿跳決賽中以4.66m的成績打破亞洲記錄。請結合撐桿跳的過程示意圖（如圖），回答下列問題。
（1）在助跑階段，李玲受到地面對她的靜摩擦力而前進，這個力的方向與她前進的方向________（選填“相同”或“相反”）；助跑的目的是為了在起跳前獲得較大的________；
（2）撐桿起跳時，由于________，李玲繼續前沖，從開始起跳到碳纖維輕質撐桿（不考慮其質量）達到最大彈性形變的過程中，發生了怎樣的能量轉化？________
例4、小明和小濤在做如圖甲所示的“觀察小球擺動時動能和勢能的轉化”的實驗．
序號
瓶質量m/g
移開距離S/格
懸線長度L/格
來回時間t/s
1
20
3
12
2.1
2
40
3
12
2.1
3
60
3
12
2.1
4
60
2
12
2.1
5
60
1
12
2.1
6
60
3
9
1.9
7
60
3
6
1.5
（1）甲圖中，小球從A點由靜止開始擺動到B點的過程中，動能將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）；小球從A點由靜止開始擺動到C點的過程中，勢能的變化情況是________．
（2）小濤發現小球每擺一個來回的時間似乎都相同，于是他便產生了猜想，他認為小球來回擺動一次所用的時間t可能與小球質量m、繩子長度l、小球移開的距離s等因素有關，
為了驗證自己的猜想，他在豎直的木板上畫出方格，用瓶子代替小球，并在瓶內裝大米以改變質量（如圖乙所示），進行實驗并得到了下表中的數據：
①為了研究t與繩子長度l的關系，應選擇序號為________的數據進行分析；
②通過分析表中的數據可以得出初步的結論：t與________有關（填寫符號）．
③小濤在實驗中發現，瓶子每擺動一次所用的時間其實很難測準，請你幫他想一個更準確的測量方法，具體是：________
1．如圖所示,一小鋼球從光滑固定斜面的a點由靜止釋放,相繼經過b、c兩點,ab=bc,?則下列判斷正確的是(忽略空氣阻力的影響)(　　)
?
A.小鋼球下滑過程中慣性越來越大
B.小鋼球在ab、bc兩段內運動的平均速度相等
C.小鋼球在ab段重力勢能的減少量與在bc段動能的增加量相等
D.就a、b、c三點而言,小鋼球在a點具有的機械能最大
2.如圖所示，兩個內壁光滑、半徑不同的半球形碗，放在不同高度的水平面上，使兩碗口處于同一高度。現將質量相同的兩個小球分別從兩個碗的邊緣由靜止釋放，當兩球分別通過碗的最低點時，下列說法中錯誤的是（??
）
A.兩球的速度各自達到最大值
B.兩球具有相同的慣性
C.兩球的機械能相等
D.兩球的速度大小相等
3.如圖，同一小球在同一高度以相同速度向三個不同方向拋出(不計空氣阻力和摩擦)，設小球剛落地時的速度分別為v1、v2、v3，則（??
）
A.v1＞v2＞v3??B.v1＜v2＜v3??C.v1＝v2＝v3??D.無法確定
4.如圖所示是蹦床運動員表演的情景。運動員從最低點到達最高點的過程中,運動員的動能和重力勢能變化情況分別是(　　)
A.動能減小,重力勢能增大
B.動能增大,重力勢能減小
C.動能先增大后減小,重力勢能增大
D.動能先減小后增大,重力勢能減小
5.如圖是雜技演員演出時的過程示意圖。男演員從甲處用力向上起跳，落下后踩在蹺蹺板的a端，能把站在b端的女演員彈上乙處。由于存在阻力，故（??
）
A.男演員的質量必須要大于女演員的質量
B.甲處男演員的勢能一定要大于乙處女演員的勢能
C.男演員離開跳臺時的機械能一定大于乙處女演員的勢能
D.女演員彈起時的動能與她站在乙處時的機械能相等
6.如圖所示是農用揚場機的示意圖，谷物脫粒后，谷物、糠皮、及少量碎石沙粒的混合物在快速轉動的輪W和皮帶P的帶動下被拋出，谷物、糠皮、碎石沙粒落地的遠近不同，形成A、B、C三堆，從而達到分離的目的。其中A是________；C是________；從能量的角度看，它們在運動過程中能夠分離，是因為________。
7.某科學興趣小組利用數字實驗系統探究水的沖擊力F與高度H及流量Q的關系，實驗裝置如圖所示。水從漏斗口無初速流下沖擊正下方的力傳感器，通過計算機可顯示沖擊力F的大小。該組同學首先保持水的流量Q0不變，改變漏斗口到力傳感器間的高度H，測得沖擊力F的大小。之后他們將水的流量分別調整為0.5Q0、1.5Q0，重復上述實驗。下表是他們得到的部分實驗數據。
水的流量Q水的沖擊力F/N高度H/m
0.5Q0
Q0
1.5Q0
0.05
0.5
1
1.5
0.20
1
2
3
0.45
1.5
3
4.5
（1）漏斗口的閥門在該實驗中的主要作用是________。
（2）從表中數據可得出沖擊力F與流量Q的關系是________。
（3）分析表中數據，說明流量Q比高度H對沖擊力F的影響更大________。
（4）利用這個原理，工業上制造了超高壓水刀，水刀分純水切割和加磨料切割，磨料常用石英砂、金剛砂等，工業上常用來切割大理石、鋼板等堅硬物體。請說明工業上通過將水增壓或加入磨料使切割能力大大增加的原因是________。
1.跳傘運動員在空中勻速下落的過程中（??
）
A.動能減小，勢能不變，機械能不變
B.動能不變，勢能減小，機械能減小
C.動能減小，勢能增大，機械能不變
D.動能不變，勢能增大，機械能減小
2．如圖是滑雪運動員從山上滑下的情景,下列說法中正確的是(　　)
?
A.運動員加速下滑過程中動能增大?????????????
B.運動員下滑過程中,若一切外力都消失,他將處于靜止狀態??
C.運動員穿上滑雪板,因增大了與雪地的接觸面積,而增大了摩擦力?
D.運動員弓著腰,是通過降低重心來增大重力的?
3.跳水運動員在3m長的踏板上起跳，我們通過錄像觀察到踏板和運動員要經歷如圖所示的狀態，其中A為無人時踏板靜止點，B為人站在踏板上靜止時受力平衡點，C為人在起跳過程中人和踏板運動的最低點，則下列說法中正確的是（??
）
A.從A到C的過程中，踏板的彈性勢能一直在增大
B.從A到C的過程中，運動員的機械能守恒
C.從A到C的過程中，運動員的動能一直在減小
D.從B到C的過程中，運動員減少的動能等于踏板增加的勢能
4.小明同學以一定速度將彈性球扔向地面，彈性球經地面和墻壁兩次反彈，重新在同一高度用手接住，碰撞時小球能量損失不計，1處和2處是在同一高度。如果1處小球的動能大于2處，則下列說法錯誤的是(???
)
A.1處的機械能一定大于2處??
B.1處的動能一定大于4處
C.3處的動能一定大于4處??????D.接到小球時的速度一定小于扔出時的速度
5.彈跳桿運動是一項廣受歡迎的運動。其結構如圖甲所示。圖乙是小金玩彈跳桿時由最低位置上升到最高位置的過程，其中b是彈簧處在原長的狀態，針對此過程分析正確的是（???
）
A.a→b，小金的機械能不斷增加，在b時動能最大
B.b→c，彈簧的彈性勢能轉化為小金的重力勢能
C.在a狀態時彈簧的彈性勢能最大，人的動能最小彈簧
D.在c狀態時小金受力平衡，故速度為零
6.如圖是皮球落地后彈跳過程中，每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片。A、B是同一高度的兩點，則皮球在A點的重力勢能________(選填“大于”“小于”或“等于”)皮球在B點的重力勢能；此過程中皮球的機械能________(選填“增大”“減小”或“不變”)。
7.一重力為
G
的物體靜止在地面上，現對其施加一大小恒為
F，豎直向上的力，使物體上升。在
t0
時刻撤去力
F，物體繼續運動一段時間。整個過程不計空氣阻力，物體機械能隨時間變化的大致曲線如圖所示。根據你所學的知識，請分析物體機械能發生如圖所示變化的原因。
參考答案
例1、C
例2、C
例3、（1）相同；動能（或速度）
（2）慣性；人的動能轉化為人的重力勢能及撐桿的彈性勢能
例4、（1）變大；先變大后變小；
（2）3、6、7；懸線長度L；可以測出瓶子擺動N次的總時間,再除以N(或冋答具體次數，但必須測
10次以上，含,10次)
1.C　2.D
3.C
4.C
5.C
6.糠皮；碎石；速度相同,質量不同,動能不同
7.（1）改變水的流量
（2）在高度H一定時，沖擊力F與流量Q成正比
（3）當高度H一定時，流量Q增加1倍產生沖擊力F增加1倍；當流量Q一定時，高度H增加為4倍，沖擊力F增加為2倍
（4）水增壓后水的流速增加或加入磨料后增大質量和摩擦，從而增加水的動能，增強了水的切割能力。
1.B
2．A　3.A
4.C
5.C
6.等于；減小
7.0—t0
之間，F>G，物體向上做加速直線運動；則該物體的速度與高度均在變大，物體具有的動能和勢能就變大，機械能變大。物體做加速運動，則速度與高度的增大幅度會變快，所以動能和勢能的增大幅度變快，則機械能變大也會加快。t0之后，不計空氣阻力，物體的機械能守恒，機械能保持不變。
2021-2022學年上學期浙教版科學九年級“培優提高”講義（十七）
機械能
A
B
C
D

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