資源簡介

3.4動能和勢能(1)
學習指要
一、知識要點
1．能量：一個物體能夠做功，這個物體就具有能(量)，能量的單位是焦耳。
2．機械能
機
械
能
分類
定義
影響因素
如何影響
單位
動能
物體由于運動而具有的能
①質量②速度
質量相同的物體，運動速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的能越大
焦耳(J)
勢能
重力
勢能
物體由于被舉高而具有的能
①質量②高度
質量相同的物體，所處的高度越高，它的重力勢能越大；所處高度相同時，質量越大的物體，它的重力勢能越大
彈性
勢能
物體由于發生彈性形變而具
有的能
彈性形變大小
同一物體彈性形變越大，它的彈性勢能越大
二、重要提示
1．一切運動的物體都具有動能。
2．物體只要被舉高，就具有重力勢能；物體發生彈性形變，就具有彈性勢能。
3．動能和勢能統稱為機械能。
解題指導
【例題】如圖3一l2所示，一輛轎車和一輛貨車在平直路面上做勻速直線運動，可以判定 ( )
A．轎車的動能一定比貨車大
B．貨車的動能一定比轎車大
C．轎車的動能一定與貨車的動能相等
D．轎車的動能可能要比貨車大
【解析】物體動能的大小與物體的質量、速度兩個因素都有關，質量越大，速度越大，動能越大。因為本題中轎車和貨車的質量、運動速度都未知，故無法確定它們的動能誰大誰小。
【答案】D
同步訓練 A組
1．“跳遠”是一項常見的體育運動。跳遠運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，
樣做的目的是 ( )
A．使跳遠運動員產生慣性
B．加大跳遠運動員的沖力
C．增大了跳遠運動員的動能
D．減小了跳遠運動員的動能
2．下列說法正確的是 ( )
A．速度大的物體，動能一定大
B．形變大的物體，彈性勢能一定大
C．質量大的物體，重力勢能一定大
D．同一物體，運動速度越快，動能越大
3．如圖所示，小妍把鐵球拉近剛好貼著自己的鼻子，松開手后，頭部保持不動，鐵球由口
點沿弧線abc運動到c點，然后從c點往回擺動，則下列說法正確的是 ( )
A．鐵球位于c點時動能最大
B．鐵球位于b點時勢能最大
C．鐵球擺回時不可能碰傷鼻子
D．改用銅球會碰傷鼻子
4．如圖所示，小明在玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中，小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化情況是 ( )
A．重力勢能減小，彈性勢能增大
B．重力勢能增大，彈性勢能增大
C．重力勢能減小，彈性勢能減小
D．重力勢能增大，彈性勢能減小
5．質量較小的鴿子與質量較大的大雌在至中乜仃，如果它們的動能相等，那么 ( )
A．大雁比鴿子飛得快 B．鴿子比大雁飛得快
C．大雁比鴿子飛得高 D．鴿子比大雁飛得高
6．小東和小明分別購買了兩種橡膠球。小東說：“我的球彈性比你的好?！毙∶骰卮鹫f：“我希望你能證實你的說法?！闭埬銕椭|選擇正確的方案來解決這個問題 ( )
A．把兩球向墻擲去，測量它們反彈時離墻的距離
B．用手觸摸兩球，看哪一個球較硬
C．讓兩球于離地等高處墜下，測量哪一個反彈得高
D．把兩球向地面擲下，測量它們反彈的高度
7．甲站在0.5米／秒勻速上行的自動扶梯上，乙站在0.7米／秒勻速下行的自動扶梯上。甲、乙兩人質量相等，甲上行過程中動能 (填“增加”“不變”或“減少”)。某時刻他們的位置如圖所示，該時刻甲的重力勢能——(填“大于”“等于”或“小于”，下同)乙的重力勢能，甲的機械能 乙的機械能。若此時上行的扶梯突然停止運動，甲會向前傾，原因是
。
同步訓練 B組
8．人類在探索自然規律的過程中，總結出了許多科學研究方法，如：“控制變量”“類比”“模型”等，下面兩個例子都運用了上述 的方法說明分子也具有動能和勢能。
9．如圖所示是運動員在鉛球比賽中的場景。鉛球離手后，在空中飛行過程中動能E隨時
間t變化的曲線最接近下列四幅圖中的 ( )
10．小明為了探究動能的大小與哪些因素有關，設計了如圖所示的實驗。
①讓質量相同的兩個小球沿同一光滑斜面分別從A處和B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖甲所示。
②讓不同質量的兩個小球沿同一光滑斜面分別從B處開始向下運動，然后與放在水平面上的紙盒相碰，紙盒在水平面上移動一段距離后靜止，如圖乙所示。
根據上述甲、乙兩組實驗，請回答：
(1)要探究動能與物體運動速度的關系應選用 圖，選擇的理由是 。
(2)乙圖中讓不同質量的兩個小球從同一高度滾下的目的是 。
(3)甲、乙兩組實驗可以得出的結論是 。
參考答案
3.4 動能和勢能(1)
1．C 2．D 3．C 4．A 5．B 6．C 7．不變 等于 小于 由于慣性，身體要保持原來的速度而腳受阻不動，故向前傾 8．類比 9．A[解析：鉛球剛出手時速度快，因此動能最大，隨后鉛球不斷上升，速度越來越小，動能隨之減小，當達到最高點時，鉛球在豎直方向上速度為零，但在水平方向上速度不為零，因此動能不為零，由于重力作用往下加速運動，動能又隨之增大。] 10．(1)甲 甲裝置中兩小球質量相同，高度不同 (2)探究動能與質量的關系，使兩球速度相同 (3)物體動能的大小與物體質量和運動速度有關
3.4動能和熱能（2）
學習指要
一、知識要點
1．機械能：動能和勢能的總和。
2．機械能守恒：物體的動能和勢能可以相互轉化，在轉化的過程中，如果沒有摩擦阻力，機械能的總量保持不變。
二、重要提示
在動能和勢能相互轉化時，若有“物體勻速下落”“物體在運動過程中發熱”或“物體表面粗糙”等字樣，不提“物體表面光滑”時，均有部分機械能轉化為內能，從而使機械能不守恒。
【例l】如圖3—13所示，AB是光滑的斜面，ACD是光滑的弧面。有兩塊體積相同的鐵塊和木塊分別沿AB和ACD滑下，下列說法正確的是 (’)
A．在A處鐵塊的勢能大，在底端木塊的動能大
B．在A處勢能相等，在底端動能相等
C．在A處木塊的勢能大，在底端鐵塊的動能大
D．在A處木塊的勢能小，在底端鐵塊的動能大
【解析】重力勢能大小由物體的質量和高度決定。在木塊和鐵塊體積相等時，鐵塊的質量大于木塊的質量，但它們所處的高度是相同的，故在A處鐵塊的勢能大于木塊的勢能。當它們沿著不同表面滑下時，由于表面光滑無摩擦。則機械能守恒，所以勢能人的最終得到的動能也大．即在底端鐵塊的動能大。
【答案】D
【例2】如圖3—14所示，小雨在公園里滑滑梯．他分別沿三條長短不同的路徑滑到地面。在不考慮摩擦和空氣阻力的情況下。他到達滑梯底端時的速度是相同的。請解釋原因。
【解析】滑梯的高度一定．小雨的質量一定．所以小雨下滑前的重力勢能一定。因為不計摩擦和空氣阻力．沿不同路徑下滑時小雨的重力勢能全部轉化為動能，所以到達底端時，小雨的動能相同．速度相同。
【答案】見解析
【回顧】動能和勢能的轉化取陜于物體的速度、高度(或形變)是否發生變化，且變化的動能(或勢能)是否由相應的勢能(或動能)變化引起。
同步訓練 A組
1．如圖所示的四幅圖中，沒有發生動能與勢能相互轉化的是 ( )
2．2011年4月10日，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將北斗八號導航衛星發射到預定的橢圓軌道。該橢圓軌道近地點約200千米，遠地點約3599千米，如圖是北斗八號一導航衛星的軌道示意圖。已知該衛星沿橢圓軌道繞地球運行的過程中，機械能守恒，則該衛星從遠地點向近地點運行過程中，勢能、動能、速度的變化是 ( )
A．勢能增加、動能減小、速度減小
B．勢能減小、動能增加、速度增加
C．勢能減小、動能增加、速度不變
D．勢能不變、動能不變、速度不變
3．下列事例中，由重力勢能轉化為動能的是( )
A．風吹動風車轉動
B．拉彎的弓把箭射出去
C．擰緊的發條帶動鐘表指針轉動
D．秋千從高處向低處擺動
4．一物體沿固定的粗糙斜面勻速下滑，則物體在下滑的過程中 ( )
A．動能不變，勢能減小，機械能不變
B．動能不變，勢能減小，機械能減小
C．動能增大，勢能減小，機械能不變
D．動能增大，勢能減小，機械能減小
5．如圖所示，跳傘愛好者彭剛納爾從亞洲第一高樓——“臺北l01大樓”樓頂跳下，從A處到B處的過程中下落速度越來越快，從B處到C處由于打開降落傘而勻速下降，則 ( )
A．AB過程動能變小，BC過程動能不變
B．AB過程動能變小，BC過程動能變小
C．AB過程動能變大，BC過程動能變小
D．AB過程動能變大，BC過程動能不變
6．請分析以下兩個有關能量形式的問題。
(1)“強弩之末勢不能穿魯縞者也”。強弩之末不能穿透薄薄的絲綢，說明物體的動能大小與它的 有關。

(2)旋轉圖中的吸管后，將可樂罐放在桌面上，罐就會運動起來，這是因為罐中的橡皮筋積蓄了 能。
7．如圖所示是跳水運動員從跳板起跳后至入水前過程中的三個瞬間狀態，Ⅰ是往上起跳的瞬時狀態，Ⅱ是到達最高點的狀態，Ⅲ是下落中的一個狀態。在Ⅰ一Ⅱ，Ⅱ一Ⅲ兩個過程中發生的能量轉化分別是( )
A．勢能→動能，勢能→動能
B．勢能→動能，動能→勢能
C．動能一勢能，勢能一動能
D．動能一勢能，動能一勢能
8．城市鐵路車站的設計方案如圖所示，進站和出站的軌道都與站臺構成一 個緩坡。從機械能轉化的角度看，這種設計的優點是什么?
同步訓練B組
9．從地面向上拋出一個小球，拋出時機械能是20焦，若不計空氣摩擦，則當小球的重力勢能為6焦時，動能為 ( )
A．15焦 B．14焦 C．13焦 D．12焦
10．游樂場的翻滾過山車是一種驚險有趣的游戲。它能快速地運動，但車上沒有發動機，那它是如何工作的呢?設計時為什么要求第二個坡度比第一個坡度的高度要低呢?
11．小明在用單擺做動能和勢能轉化的實驗中，感到小球往返擺動的時間很有規律。于是猜想，小球往返擺動一次的時間可能與小球的質量、擺長2以及擺動的幅度s有關。小明用如圖所示的裝置，對猜想進行探究。
(1)用一小球，使其擺動，記下小球往返擺動次數和所用的時間；在擺長不變的條件下，用質量不同的小球，重復實驗。小明經計算分析得出結論：在擺長不變的條件下，小球往返擺動一次所用的時間與小球的質量無關。針對猜想，小明的實驗過程可能忽視的一個因素是 。
(2)為了研究小球往返擺動一次所用時間與擺長的關系，請你寫出實驗方法：
。
參考答案
3.4 動能和勢能(2)
1．A 2．B 3．D 4．B 5．D 6．(1)速度 (2)彈性勢 7．C 8．車進站時能將部分動能轉化為重力勢能，減小因剎車而損耗的機械能；車出站時將儲存的重力勢能又轉化為動能，起到節能的作用 9．B l0．略 11．(1)小球擺動的幅度應保持不變(或擺動幅度) (2)用同一球，在保持擺動幅度不變的條件下，比較擺長不同時，小球往返擺動一次所用的時間

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