資源簡介

第10講 能量及其存在形式-講義
1. 能量的存在形式
知識檢測
1.能量簡稱能，是度量物質運動的一種物理量，是客觀存在的，自然界中的一切活動和變化都是能量存在的表現形式。
2.由于物質的運動有多種多樣的形式，因此能量也以多種不同的形式存在。例如天體的運動，河水的流淌，人的行走等屬于機械運動，做機械運動的物體都具有機械能；人和動物的運動要消耗能量，而消耗的能量可以從食物中得到補充，可見食物中存在能量，儲存在食物中的能量屬于化學能；家用電器需要通電才能工作，表明了電具有能量，這種能量稱為電能……
典型例題
例1-1. 【解答】解：A、人的各種生命活動都需要消耗能量，人在睡眠時也要呼吸、心跳等，故A錯誤；
B、人的能量主要來自食物，故B正確；
C、燃料為汽車運動提供能量，燃料中蘊含著化學能，故C正確；
D、聲音具有能量，故D正確；
故選：A。
例1-2. 【解答】解：A、用B超檢查身體，屬于聲音傳遞信息；
B、用立體聲收音機聽音樂，屬于聲音傳遞信息；
C、用超聲波給結石病人碎石，屬于聲音傳遞能量；
D、醫生用聽診器給病人檢查身體，屬于聲音傳遞信息。
故選：C。
例1-3. 【解答】解：
機翼上的太陽能電池板面積較大是為了獲得更多的太陽能，太陽能電池板的作用是把太陽能轉化為電能。
故答案為：太陽；電。
變式訓練
變1. 【解答】解：A、能量在食物中以化學能的形式存在，故A正確；
B、鉤碼被舉高后具有重力勢能，故B錯誤；
C、聲能是可以聽到的，故C正確；
D、植物的光合作用把光能轉化為化學能后儲存，故D正確。
故選：B。
變2. 【解答】解：高檔住宅小區內樓道路燈都由光控和聲控兩種開關控制，當光線較暗且有聲音時，兩開關閉合燈亮。光控開關接收信號的能量形式為光能，聲控開關接收信號的能量形式為聲能，故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
變3. 【解答】解：1m3可燃冰釋放出的能量與燃燒164m3天然氣釋放的能量相當，由此可判斷“可燃冰”具有很高的化學能。
故選：B。
2. 動能
知識檢測
1.物體由于 運動 而具有的能叫動能，它是由物體的 質量 和 速度 共同決定的。
2.探究動能大小的影響因素實驗中，用到的科學方法是 轉換法 。
3.在質量一定時，物體的速度越大，物體的動能就 越大 。
4.運動速度相同時，物體的質量越大，物體的動能就越大。
典型例題
例2-1. 【解答】解：AB、因為動能大小與質量和速度有關。質量越大，速度越大，動能越大，速度大的物體，質量不一定大，所以具有的動能不一定大；質量大的物體，速度不一定大，所以具有的動能也不一定大，故AB錯誤；
C、運動物體如果與地面具有一定的高度，也具有重力勢能同時還可以具有其他形式的能，故C錯誤；
D、根據動能的性質可知，一切運動的物體都具有動能，故D正確。
故選：D。
例2-2. 【解答】解：跳高運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，改變的只是速度，而沒改變運動員的質量，所以運動員的慣性沒變。只是增加了運動員的動能。這樣才可以轉化為更多的重力勢能，使運動員跳得更高。所以A、B、D錯誤。
故選：C。
例2-3. 【解答】解：（1）表中的3次實驗，斜面的高度相同，小球到達斜面底部的速度相等，小球的質量不同，三次實驗探究動能大小跟質量的關系。結論：當速度一定時，物體質量越大，動能越大，即表格中的實驗數據說明了鋼球的動能大小與鋼球質量有關。
（2）實驗中通過觀察木塊被撞擊后運動的距離的大小來間接判斷物體動能的大小；
故答案為：鋼球質量；鋼球推動木塊移動距離的大小。
變式訓練
變1. 【解答】解：以同樣速度行駛的大卡車和小轎車，因為大卡車的質量大，所以，大卡車的動能就大。
在同樣的道路上，不同車型限制車速不同，因為大卡車質量比小轎車的大，所以大卡車的最大速度應比小轎車小。
故答案為：大卡車；小。
變2. 【解答】解：AB、同一銅球質量一定，從斜面的不同高度由靜止釋放，滑到水平面上時的速度不同，所以這是為了探究物體動能與速度關系的，故AB錯誤；
C、實驗的研究對象是銅球，所以物體的動能是銅球的動能，實驗中通過銅球把木塊推出的距離長度來反應銅球的動能的大小，運用了轉換的方法，故C錯誤；
D、實驗可得出結論是：質量一定時，速度越大，動能越大；
因為質量一定時，速度越大，動能越大，當質量相同時，車輛速度越大動能越大，使剎車困難，容易引發交通事故，所以交通部門要對機動車輛進行限速，故D正確。
故選：D。
變3. 【解答】解：（1）速度一定時，質量越大動能越大，將木塊推動的距離越遠；質量一定時，速度越大，將木塊推動的距離越遠；故實驗中超載超速帶來的危害程度用木塊被推動的距離來表示；
（2）研究超載帶來的危害時，要控制速度相同，質量不同，所以選擇甲、乙、丙三次實驗中的甲和丙進行比較；
（3）比較A、B、C三個小球，高度相同，質量變為2倍、3倍，木塊滑動的距離也基本上是2倍、3倍，即動能也是2倍、3倍；
比較A、D、E三個小球，質量相同，高度變為2倍、3倍，木塊滑動的距離基本上是4倍、9倍，即動能也是4倍、9倍；
所以速度對物體的動能影響更大，當超速50%發生交通事故時，由此造成的危害更嚴重。
故答案為：（1）木塊被推動的距離；（2）甲和丙；（3）超速50%。
3. 勢能
知識檢測
1.物體由于 被舉高 而具有的能叫重力勢能，它是由物體的 質量 和 高度 共同決定的。大量實驗表明，質量相同的物體，所處的高度越高，它的重力勢能就越大；所處高度相同時，質量越大的物體，它的重力勢能越大。
2.物體由于 發生彈性形變 而具有的能叫彈性勢能，它是由物體的 彈性形變程度 決定的。對同一個物體，物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大。
典型例題
例3-1. 【解答】解：靜止的巨石，由于其處于一定的高度，容易落下來，對外界做功從而造成危害，物體由于舉高而具有的能量是重力勢能；由于巨石是靜止的，根據動能的定義可知，巨石不具有動能。
故選：D。
例3-2. 【解答】解：從高處下落的籃球具有重力勢能，高度越高，重力勢能越大，當籃球與地面接觸時，籃球發生形變，具有彈性勢能，這樣籃球的重力勢能轉化為籃球的彈性勢能，高度越高，重力勢能越大，籃球的形變量越大，即痕跡面積越大，由圖可知，乙圖的籃球痕跡較大，所以乙球的起始重力勢能較大，高度高。
故選：B。
例3-3. 【解答】解：因為彈性形變程度越大，彈性勢能就越大，運動員在射箭比賽時總是要把弓拉得很彎，就是讓弓的彈性形變程度越大，獲得更大的彈性勢能，故C正確；
題中只是說把弓拉得很彎，沒說將弓釋放，所以不會轉化成箭的動能，故B錯誤；
箭沒有發生彈性形變，所以箭沒有彈性勢能，故A錯誤；
由于重力作用箭也不會沿直線運動，故D錯誤。
故選：C。
例3-4. 【解答】解：（1）通過小明設計的實驗可以知道，他是通過比較桌腿進入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的。桌腿進入沙堆越深說明物體做的功越多，它原來具有的重力勢能越大；
（2）根據控制變量法，要驗證物體的重力勢能與物體的質量有關，應控制物體的高度相同，改變物體質量的大小，故小明要完成探究，需要找數個質量不同的物體進行實驗，故①④⑤三組數據符合，所以應利用①④⑤三組數據分析得出結論；
（3）比較表中①②③的實驗數據，可以發現，高度相同，③中桌腿進入沙子的深度更深，所以，③中的物體具有重力勢能大，即可以得出的初步結論是：質量相同的物體，高度越大，重力勢能越大；
故答案為：（1）桌腿進入沙子的深度；（2）①④⑤；（3）相同，越大；（4）控制變量法。
變式訓練
變1. 【解答】解：（1）只具有動能的是：D和F，因為運動員和汽車在地面處，勢能為0，由于它們是運動的，故具有動能。
（2）只具有勢能的是A和B，因為電燈和彈簧處于靜止狀態，沒有動能，由于電燈在高處具有重力勢能，拉開的彈簧具有彈性勢能。
（3）既具有動能，又具有勢能的是C和E，因為空中飛行的小鳥是運動的具有動能，且在高處具有重力勢能；斜坡上滾動的石頭是運動的具有動能，且在高處具有重力勢能。
（4）既沒有動能，又沒有勢能的是G,因為地面處物體的重力勢能為零，同時橡皮沒有運動。
故答案為：（1）D、F；（2）A、B；（3）C、E。（4）G
變2. 【解答】解：人從一樓到五樓，無論是乘電梯還是沿樓梯走上去，人的質量不變，到五樓時人所處的高度也相同，所以此人兩次的重力勢能一樣大；
故選：C。
變3. 【解答】解：（1）將兩根塑料管按圖甲連接，選合適的滑塊放入管①，將一鋼球從管②的一口放入后，靜止釋放。通過觀察滑塊被撞擊后移動的距離來表示鋼球動能的大小，將滑塊移回原位，將鋼球從另一個口放入，在質量相同時，改變滑塊的高度，可驗證動能大小與速度大小的關系；
（2）研究重力勢能與質量關系時控制高度一定，使用質量不同的鋼球；
實驗步驟：將一鋼球從管②的一口放入后，靜止釋放，觀察滑塊被撞擊后移動的距離；取出鋼球，將滑塊移回原位，將另一質量不同的鋼球從同一個口放入，重復實驗。
故答案為：（1）滑塊被撞擊后移動的距離；速度大小；
（2）將一鋼球從管②的一口放入后，靜止釋放，觀察滑塊被撞擊后移動的距離；取出鋼球，將滑塊移回原位，將另一質量不同的鋼球從同一個口放入，重復實驗。
4. 動能和勢能的相互轉化
知識檢測
1.動能可以轉化為 勢能 ，勢能可以轉化為 動能 。在這個過程中，如果沒有摩擦力，則 機械能 總量保持不變。
2.機械能 也可以 轉化成其他形式的能。
典型例題-機械能大小的判定及轉化
例4-1. 【解答】解：
A、從斜面上勻速下滑的小球，速度不變，動能不變，高度減小，重力勢能減小，故機械能減小，故A錯誤；
B、在豎直方向做勻速下降的降落傘，速度不變，高度減小，重力勢能減小，故機械能減小，故B錯誤；
C、沿竹竿下滑運動的雜技演員，高度減小，重力勢能減小，由于竹竿和手之間有摩擦，克服摩擦做功，機械能轉化為內能，機械能會減小，故C錯誤；
D、在光滑的碗內來回滾動的玻璃球，沒有受到摩擦力，對外不做功，故機械能守恒，故D正確。
故選：D。
例4-2. 【解答】解：AC、物體重力勢能減小量主要用來克服摩擦做功，將一部分機械能轉化為內能，因此，物體重力勢能減小量等于物體和斜面內能的增加量，或者說，物體克服摩擦力做功多少等于重力勢能減小量，故C錯誤，A正確。
B、讀EK-t圖象可知，物體的動能不隨時間變化，由動能只與物體的質量和速度有關可知，物體的速度不變，即物體做勻速直線運動，故B錯誤；
D、物體的動能不變，高度降低，所以重力勢能減小，由于機械能等于動能與勢能之和，所以機械能變小，故D錯誤；
故選：A。
例4-3. 【解答】解：A、小球的質量不變，在A、C處的高度最高，重力勢能最大，故A正確；
B、小球在B處受到重力和繩子的拉力的共同作用，故B錯誤；
C、小球由A到B過程中，不計阻力，機械能守恒，高度減小，速度增加，重力勢能減小，動能變大，重力勢能轉化為動能，故C正確；
D、小球運動到C處時，速度為0，如果受到的外力全部消失，小球仍然會靜止，故D正確。
故選：B。
例4-4. 【解答】解：隕石在空中加速降落時，不考慮隕石的質量變化，速度增大，高度減小，所以動能增加，重力勢能減少，由于隕石受到空氣阻力，在發光發熱，將機械能轉化為內能，所以機械能減少。
故選：D。
變式訓練
變1. 【解答】解：加油后戰斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行，戰斗機油量增加，質量增大，動能增大。戰斗機的質量增大，高度不變，重力勢能增大。機械能=動能+勢能，戰斗機沒有發生彈性形變，不考慮彈性勢能。動能增大，重力勢能增大，機械能增大。故A、B、C錯誤，D正確。
故選：D。
變2. 【解答】解：皮球在A點的高度和B點的高度相等，質量也沒變，根據重力勢能的影響因素可知：皮球在AB兩點的重力勢能相等；
由于皮球在A位置的這次彈跳要高于B位置的這次彈跳，所以，皮球在AB兩位置是的機械能的大小不同，A位置的機械能大于B位置時的機械能，即機械能減小。因此，在AB兩位置重力勢能相等的情況下，A位置的動能大于B位置的動能。
故答案為：等于； 減小。
變3. 【解答】解：衛星從遠地點到近地點運動過程中，速度變大，高度減小，重力勢能減小，動能變大，重力勢能轉化為動能。
故答案為：減小；快；勢能轉化為動能。
典型例題-動能和重力勢能、彈性勢能的相互轉化
例4-5. 【解答】解：A、從O點到A點，運動員的重力勢能轉化為動能，由于忽略空氣阻力，所以運動員的機械能不變，故A正確。
B、從O點到C點，運動員的勢能（包括重力勢能和彈性勢能）和動能發生轉化，轉化過程中，運動員的機械能保持不變，故B錯誤。
C、從O點到C點，運動員的勢能（包括重力勢能和彈性勢能）和動能發生轉化，轉化過程中，運動員的機械能保持不變，故C錯誤。
D、從O點到C點運動員速度先增大后減小，故D錯誤。
故選：A。
變式訓練
變1. 【解答】解：A、從A到C的過程中，跳板的彈性形變量一直增大，所以彈性勢能一直在增大。故A正確；
B、從A到C的過程中，運動員的機械能轉化為跳板的彈性勢能，運動員的機械能不守恒。故B錯誤；
C、由題知，B為人站在踏板上靜止時受力平衡點；
從A到B過程中，人的重力大于跳板的支持力，合力向下，運動員做加速運動，動能變大；
從B到C過程中，跳板的支持力大于人的重力，合力向上，運動員做減速運動，動能變小；
由此可知，從A到C的過程中，速度先增大后減小，動能先增大后減小。故C錯誤；
D、根據能量的轉化與守恒定律可知，從B到C的過程中，運動員減少的重力勢能和動能等于跳板增加的彈性勢能。故D錯誤。
故選：A。
變2. 【解答】解：A、小物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后最高返回到T點，說明接觸面不光滑，則小物塊從P向M運動過程中，需要克服摩擦力做功，一部分機械能轉化為內能，所以小物塊的機械能減小，故A正確。
B、小物塊從P向M運動過程中，質量不變，高度變小，其重力勢能減小，故B錯誤；
C、彈簧被壓縮的過程，小物塊的動能轉化為彈簧的彈性勢能，彈簧被壓縮到最短時，彈簧的彈性形變達到最大，其彈性勢能最大，此時小物塊的動能最小，故C錯誤；
D、小物塊從M向T運動過程中，動能不斷轉化為重力勢能和內能，所以小物塊的動能減小、速度變慢，故D錯誤。
故選：A。
第10講 能量及其存在形式-課后練習
1. 【解答】解：A、功是能量轉化的量度，一個物體能夠做功越多，這個物體具有的能量越多，說法正確，不符合題意。
B、動能、勢能及機械能的單位都是焦耳，說法正確，不符合題意。
C、用線懸掛著的靜止的小球沒有做功，但它具有重力勢能，小球有能量，說法錯誤，符合題意。
D、物體的動能由物體的質量與速度共同決定，甲物體的速度比乙物體的速度大，但甲物體具有的動能不一定比乙物體多，說法正確，不符合題意。
故選：C。
2. 【解答】解：（1）甲是一個被拉伸了0.5m的彈簧，發生彈性形變，具有彈性勢能；
（2）乙是一個從地面被舉高0.5m的小球，具有重力勢能；
（3）丙是一個正在以0.5m/s的速度運動的小球，具有動能。
因此這三個物體都具有機械能。
故選：A。
3. 【解答】解：
沖擊鉆工作的過程中，電流做功，鉆頭在電動機帶動下轉動，電能轉化為機械能；同時電動機內部線圈還會發熱，一部分電能會轉化為內能；
鉆頭在電動機帶動下不斷地沖擊墻壁打出圓孔的過程中，鉆頭受到摩擦力的作用，克服摩擦力做功，機械能轉化為內能；
所以沖擊鉆在工作的過程中有電能和機械能、內能的轉化。故A正確。
故選：A。
4. 【解答】解：經過簡單的三次實驗不能得出規律性的結論，而A處位置高，機械能較大，可能每次滾下兩個雞蛋都會破，比較不出正確結論，同理C處位置低，能量小，兩個雞蛋都不會破，所以應接下來應在B處釋放再重復多次實驗，才能得出結論。
故選：C。
5. 【解答】解：A、為了避險，將車開上鋪有碎石且沿山坡向上的避險車道，上坡過程中，機械能轉化為內能，機械能減小，故A錯誤；
B、物體在任何時候都有慣性，小汽車停下后，慣性不可能消失，故B錯誤；
C、上坡過程中，小汽車速度逐漸減小，運動狀態發生變化，小汽車處于非平衡狀態，故C錯誤；
D、上坡過程中，質量不變、速度減小，所以動能減小；高度增加，所以重力勢能增大，故D正確。
6. 【解答】解：A、小球受到豎直向下的重力的作用，下落中，移動了距離，小球的重力是做功的，因為是粗糙的弧形軌道，所以受摩擦力，要克服摩擦力做功，故A錯誤；
B、A、B兩點高度相同，所以重力勢能相等，在粗糙的弧形軌道上受摩擦力，要克服摩擦力做功，所以小球下落過程中，機械能減小，故在A、B兩點具有的動能不同，故B錯誤；
C、小球運動過程中，要克服摩擦力做功，機械能減小，小球質量不變，故小球在A、B、C三點的速度大小關系是vA＞vB＞vC，故C錯誤；
D、要克服摩擦力做功，機械能減小，故在A點具有的機械能大于它在C點具有的機械能，故D正確。
故選：D。
7. 【解答】解：
A、實驗中采用了轉換法，根據木塊被撞出距離的遠近來判斷小球的動能大小，故A正確；
B、實驗中鐵球將彈簧壓縮不同程度，釋放彈簧時，鐵球的速度不同，質量不變，可以用來探究動能大小和速度的關系，故B正確；
C、彈簧被壓縮時，彈簧具有彈性勢能，是動能轉化為彈性勢能，故C錯誤；
D、小球在運動的過程中，會克服摩擦做功，一部分機械能轉化為內能，故在實驗過程中機械能總量是不守恒的，故D正確。
故選：C。
8. 【解答】解：
A、從A到B位置過程中，小球的機械能大部分轉化為彈簧的彈性勢能，但也有一部分會由于空氣阻力、摩擦等轉化為內能，故A錯誤；
B、從A到B位置過程中，彈簧的形變程度逐漸加大，所以小球受到彈力一直變大，故B正確；
C、從A到B位置過程中，小球開始時受到的彈力小于重力，繼續加速，后來受到的彈力大于重力，小球開始減速，所以小球是先加速，再減速；故C錯誤；
D、從A到B位置過程中，開始時彈簧的形變程度小，小球受到的彈力小于重力，后來彈簧的形變程度增大，小球受到的彈力大于重力，彈力與重力的關系是變化的，故D正確。
故選：AC。
9. 【解答】解：（1）物體由于運動而具有的能，叫動能，高速飛行的子彈具有較大的動能，故可以穿透鋼板；
（2）物體被舉高后，將具有勢能；而當水從高空落下時，可以將重力勢能轉化為動能；
（3）發條具有彈性勢能，通過緩慢釋放可以帶動指針轉動；
故答案為：動；重力勢；彈性勢。
10. 【解答】解：在凹形光滑弧形槽中運動的小球，從以速度v進入軌道到運動到最低點的過程中，重力勢能轉化為動能，速度變大，大于初速度；在從最低點運動到弧形槽末端的過程中，小球的動能轉化為重力勢能，速度變小，到達槽末端（B點）時，速度減小為初速度v；
在凸形光滑弧形槽中運動的小球，從以速度v進入弧形槽到運動到最高點的過程中，動能轉化為重力勢能，運動速度減小，小于初速度；在從最高點運動到槽末端的過程中，小球的重力勢能再化為動能，到達槽末端（D點）時，速度由增大到初速度v；
由以上分析可知：
（1）小球到達B點的速度等于到達D的速度，同一小球，質量相等，所以小球到達B點的動能等于到達D的動能；
（2）在凹形光滑弧形槽中運動的小球，平均速度v甲大；在凸形光滑軌道中運動的小球，平均速度v乙小；即v乙＜v甲，因為兩小球的路程s相等，由公式v=知：在凹形軌道中的小球運動時間t甲小，在凸形軌道的小球運動時間t乙大，即：t乙＞t甲。
故答案為：等于；小于。
11. 【解答】解：小球從斜面上由靜止滾下，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，重力勢能轉化為動能；
接觸彈簧后，彈簧發生彈性形變，具有彈性勢能，速度減小，動能減小，動能轉化為彈性勢能；
小球將彈簧壓縮至最短時，彈性勢能最大，動能最小，動能全部轉化為彈性勢能；
所以在這一過程中，小球的能量的轉化情況是：重力勢能→動能→彈性勢能。
故答案為：重力勢、動、彈性勢。
12. 【解答】解：（1）讓鋼球從某一高度由靜止釋放，使鋼球獲得動能；鋼球動能的大小是通過鋼球對木塊做功的多少來體現出來的，木塊運動的距離越長，就表示鋼球的動能越大；
（2）使質量不同的鋼球從相同的高度擺下，可使鋼球到達豎直位置時速度相同，從而探究動能與質量的關系；（3）三次實驗的目的是探究動能的大小與質量的關系，所以第3次實驗應保證鋼球的質量、木塊的質量、鋼球下擺的高度都不變，現做實驗時木塊被撞后滑出木板，所以應換用同樣較長的木板，應采用甲的建議；
（4）由表中的數據知：速度一定時，質量越大動能越大。
故答案為：（1）將鋼球從某一高度由靜止釋放；木塊運動的距離；（2）速度；質量；（3）甲；（4）在速度一定時，質量越大動能越大。
13. 【解答】解：
（1）圖A中擋板水平放置，兩小球從起始位置到水平位置的高度差相同，圖B中擋板與斜面垂直放置，兩小球從起始位置到水平位置的高度差不同，為了控制大小不同的兩個小球在斜面上從起始位置到水平位置的高度差相同，實驗時選擇A方案而不能選擇B方案；
（2）根據表中數據可知，斜面傾角為10°、20°、30°時，大鋼球、小鋼球、木球達到水平面時的速度相同，斜面傾角為40°、50°、60°時，大鋼球、小鋼球、木球達到水平面時的速度不同，所以要使球到達水平位置時的速度與球是鋼質或木質無關，則斜面傾角不可能是40°以上，故D符合題意；
（3）體積大的小球從塑料軟片下面通過時受到的阻力大，即體積大小不同的小球從塑料軟片下面通過時受到的阻力不同，無法“探究動能大小與質量關系”。
故答案為：（1）B方案中兩球從起始位置到水平位置的高度差不同；（2）D；（3）塑料軟片對不同體積的小球的阻力不同。
14. 【解答】解：
（1）在該實驗中我們用到了轉換法，將小球重力勢能的大小轉化為其對木塊做功的多少來比較，即小球推動木塊越遠，其對木塊所做的功就越多，即具有的重力勢能就越大；反之就越少；
（2）若水平面絕對光滑，根據牛頓第一定律，小球和木塊將會做勻速直線運動（一直運動下去），沒有運動距離的遠近之分，就不能達到通過比較距離來比較重力勢能的目的；
（3）為了探究重力勢能與質量的關系，實驗中采用質量不同的小球，在探究過程中要注意保持物體從相同高度由靜止滾下；所以應選擇乙圖進行實驗；
（4）若要探究物體重力勢能大小與物體高度的關系，則需讓質量相同的小球從不同高度由靜止滾下，所以應選擇甲圖進行實驗；
（5）通過比較分析可以得出的結論是：重力勢能的大小與物體的質量和高度有關。
故答案為：（1）木塊被推出的距離；（2）小球與木塊將會做勻速直線運動；（3）乙；相同；（4）甲；不同；（5）重力勢能的大小與物體的質量和高度有關。
15. 【解答】答：（1）“用手輕推滑梯，沿著滑梯開始下滑”是利用力的作用是相互的；
（2）小朋友由靜止變為運動，說明力能改變物體的運動狀態；
（3）“速度越來越大”是重力勢能轉化動能，相同物體，動能越大，速度越大；
（4）“屁股發燙”是克服摩擦力做功，機械能轉化為內能；
（5）“會滑出一段距離”是因為物體具有慣性，保持原有的運動狀態。1.認識能量的概念，了解機械能、化學能、聲能、電能、電磁能等各種能量形式；
2.知道動能和勢能的概念，通過實驗了解影響動能或勢能大小的因素；
2.通過擺錘和滾擺等實驗學會分析物體動能和勢能之間的相互轉化；
4.理解機械能的概念及機械能守恒的原理，并應用到分析生活實例中的能量轉化。
1.能量簡稱 ，是度量物質運動的一種物理量，是客觀存在的，自然界中的一切活動和變化都是能量存在的表現形式。
2.由于物質的運動有多種多樣的形式，因此能量也以多種不同的形式存在。例如天體的運動，河水的流淌，人的行走等屬于機械運動，做機械運動的物體都具有 ；人和動物的運動要消耗能量，而消耗的能量可以從食物中得到補充，可見食物中存在能量，儲存在食物中的能量屬于 ；家用電器需要通電才能工作，表明了電具有能量，這種能量稱為 ……
例1
下列關于能量的說法中錯誤的是（　　）
A．人在沉睡時不消耗能量
B．人的能量主要來自食物
C．燃料提供了汽車運動所需的能量
D．聲音具有能量
例2
聲既能傳遞信息，又能傳播能量，屬于后者的是（　　）
A．用B超檢查身體
B．用立體聲收音機聽音樂
C．用超聲波給結石病人碎石
D．醫生用聽診器給病人檢查身體
例3
圖示為太陽能飛機，它的動力裝置由太陽能電池板、電動機等組成。機翼上的太陽能
電池板面積較大是為了獲得更多的______能，并將其轉化為______能，使電動機帶動螺旋槳轉動。
練1
自然界中存在著多種形式的能，下面對能的敘述中不正確的是（　　）
A．貯存在食物中的能稱為化學能
B．鉤碼被舉高后具有的能是動能
C．聲能是一種聽得到的能量
D．植物通過光合作用把光能轉化為化學能
練2
現在很多高檔住宅小區內樓道路燈都由光控和聲控兩種開關控制，當光線較暗且有聲音時，兩開關閉合燈亮。則光控開關和聲控開關接收信號的能量形式分別是（　　）
A．電磁能、聲能 B．光能、聲能 C．聲能、化學能 D．電磁能、化學能
練3
我國科學工作者在南中國海海底發現了一種俗稱“可燃冰”的冰塊天然氣水合物，能源總量可達到全國石油總量的一半，燃燒1m3“可燃冰”釋放的能量與164m3天然氣相當，據此可判斷“可燃冰”（　　）
A．具有較高的內能 B．具有較高的化學能 C．只有燃燒時才有內能 D．沒有點燃時沒有化學能
1.物體由于 而具有的能叫動能，它是由物體的 和 共同決定的。
2.探究動能大小的影響因素實驗中，用到的科學方法是 。
3.在質量一定時，物體的速度越大，物體的動能就 。
4. 相同時，物體的質量越大，物體的動能就越大。
例1
關于動能的概念，下列說法中正確的是（　　）
A．速度大的物體具有的動能一定大
B．質量大的物體具有的動能一定大
C．運動物體只具有動能
D．一切運動的物體都具有動能
例2
“跳高”是一項常見的體育運動，跳高運動員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，助跑是為了（　　）
A．增大運動員的慣性 B．增強運動員表演的觀賞性
C．增大運動員的動能 D．避免運動員受傷
例3
小徐利用如圖實驗來研究物體動能大小與哪些因素有關。讓質量不同的鋼球從斜面上同一高度釋放，鋼球運動到斜面底部，推動木塊運動一段距離后停下。實驗數據見下表：
實驗次數 鋼球質量m（克） 鋼球到達斜面底部時的速度v（米/秒） 木塊移動的距離s（厘米）
1 20 1.8 30
2 40 1.8 59
3 60 1.8 87
（1）表格中的實驗數據說明了鋼球的動能大小與________有關。
（2）小徐對如何判斷鋼球的動能大小進行深入思考后認為：可以通過比較 來判斷鋼球動能的大小。
練1
以同樣速度行駛的大卡車和小轎車，______的動能大，故在同樣道路上，不同車型限速是不同的，大卡車的最大行駛速度應比小轎車要______（填“大”或“小”）
練2
如圖是探究“物體的動能跟哪些因素有關”的實驗。實驗中，讓同一銅球從斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊同一木塊，下列說法正確的是（　　）
A．該實驗探究的是物體動能大小與高度的關系
B．該實驗探究的是物體動能大小與質量的關系
C．該實驗中，物體的動能是指木塊B的動能
D．該實驗結論可以解釋為什么對機動車限速
練3
相關資料表明，大部分重大交通事故是因為汽車超載超速造成的。興趣小組決定對超載超速問題進行一次模擬探究，經討論后認為，可以用小球作為理想模型，代替汽車作為研究對象，如圖，將小球從高度為h的同一斜面上由靜止開始滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下，完成甲、乙、丙三次實驗，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC。
（1）實驗中超載超速帶來的危害程度用________表示；
（2）研究超載帶來的危害時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的______進行比較；
（3）為比較超載超速帶來的危害程度，興趣小組利用上述器材進行定量研究。得到數據如下表：
小球 質量/克 高度/厘米 木塊滑動距離/厘米
A 10 5 10
B 20 5 18
C 30 5 29
D 10 10 38
E 10 15 86
已知小球在斜面上的起始高度增加一倍時，它到達斜面底部時的速度增大近50%，請根據上表數據分析，貨車超載50%與超速50%兩者相比，潛在危害較大的是______。
1.物體由于 而具有的能叫重力勢能，它是由物體的 和 共同決定的。大量實驗表明，質量相同的物體，所處的高度越高，它的重力勢能就越大；所處高度相同時，質量越大的物體，它的重力勢能越大。
2.物體由于 而具有的能叫彈性勢能，它是由物體的 決定的。對同一個物體，物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大。
例1
屹立在山上的巨石給人以危險的感覺，原因是它具有較大的（　　）
A．重力 B．高度 C．動能 D．重力勢能
例2
甲、乙兩個相同的籃球，表面是濕的，從不高度自由落至同一地面上留下的印跡如圖所示。則剛下落時籃球的重力勢能較大的是（　　）
A．甲
B．乙
C．一樣大
D．無法比較
例3
如圖所示，運動員在射箭比賽時總是要把弓拉得很彎，其主要目的是（　　）
A．增大箭的彈性勢能
B．增大箭的動能
C．增大弓的彈性勢能
D．使箭沿直線運動
例4
小明同學在探究重力勢能的大小與什么因素有關時，提出了如下猜想：
猜想一：物體的重力勢能與物體的質量有關
猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關
為了驗證上述猜想，他計劃利用小桌、沙子、質量不同的鐵塊和刻度尺進行實驗：如圖所示，將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放，撞擊在桌面的中心部位，記錄桌腿進入沙子的深度。
按上述方案進行實驗，其實驗數據如下表所示。
實驗序號 鐵塊質量m/g 鐵塊距桌面高度H/cm 桌腿進入沙子的深度h/cm
1 20 20 1.9
2 20 30 2.9
3 20 40 3.8
4 30 20 2.9
5 40 20 4.1
（1）實驗中通過比較_________來判斷物體重力勢能的大小；
（2）為了驗證猜想一，需選擇表中______（填實驗序號）三組數據進行分析；
（3）分析表中①②③的實驗數據，可得出的結論是：質量______的物體，位置越高，具有的重力勢能______。
（4）此實驗用到的實驗方法主要有______和轉換法。
練1
下列物體中，只具有動能的是______；只具有勢能的是______；既具有動能，又具有勢能的是______。既沒有動能，又沒有勢能的是______。（設地面處物體的重力勢能為零）
A．掛在屋頂上的電燈 B．被拉開的彈簧 C．空中飛行的小鳥 D．在水平地面的冰場上滑行的運動員 E．在斜坡上滾動的石頭F．在水平公路上行駛的汽車 G.地面上的一塊橡皮
練2
一個人從一樓到五樓，第一次沿梯子走上去，第二次是乘電梯上去，到五樓時此人（　　）
A．第一次重力勢能大
B．第二次重力勢能大
C．兩次重力勢能一樣大
D．無法比較
練3
將普通塑料水管進行改裝，能做多個實驗。將塑料水管①側面開口并標上刻度，再將塑卷水管②在側面不同高度開兩個大小合適的口。
（1）將兩根塑料管按圖甲連接，選合適的滑塊放入管①，將一鋼球從管②的口放入后，靜止釋放。觀察并記錄___________。取出鋼球，將滑塊移回原位，將鋼球從另一個口放入，重復實驗。該實驗可驗證動能大小與______的關系。
（2）將兩根塑料管按圖乙連接驗證“重力勢能大小與質量的關系”請你寫出實驗步驟。_____________________________________________________________________
1.動能可以轉化為 ，勢能可以轉化為 。在這個過程中，如果沒有摩擦力，則 總量保持不變。
2.機械能 轉化成其他形式的能。
例1
守恒是科學研究的一種重要思想方法。物體做下列幾種運動，其中機械能一定守恒的是（　　）
A．從斜面上勻速下滑的小球
B．在豎直方向做勻速下降的降落傘
C．沿竹竿下滑運動的雜技演員
D．在光滑的碗內來回滾動的玻璃球
例2
如圖甲所示，物體沿斜面從頂端下滑至底端。在某時間段，物體的動能Ek隨時間t的變化如圖乙所示，則下列說法正確的是（　　）
A．物體的重力勢能逐漸減少
B．物體下滑過程速度逐漸增大
C．物體的重力勢能全部轉化為動能
D．物體的機械能不變
例3
如圖所示，單擺中的小球在ABC間不停地往復運動，如果不考慮阻力的影響，以下說法錯誤的是（　　）
A．小球在A、C處的勢能最大
B．小球在B處只受重力作用
C．小球由A到B過程中，重力勢能轉化為動能
D．小球運動到C處時，如果受到的外力全部消失，將保持靜止
例4
2013年2月15日，俄羅斯車里雅賓斯克州發生天體墜落事件，墜落的隕石在穿越大氣層時激烈摩擦發出耀眼的白光，如圖所示。若下落過程中不考慮隕石的質量變化，則隕石在空中加速降落時（　　）
A．重力勢能不斷減少，動能不斷增加，機械能不變
B．重力勢能不斷增加，動能不斷減小，機械能不變
C．重力勢能不斷增加，動能不斷增加，機械能增加
D．重力勢能不斷減小，動能不斷增加，機械能減小
練1
如圖所示，空中加油機正在給勻速水平飛行的戰斗機加油，加油后戰斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則戰斗機的（　　）
A．動能不變，勢能不變，機械能不變
B．動能不變，勢能減少，機械能減少
C．動能增加，勢能不變，機械能增加
D．動能增加，勢能增加，機械能增加
練2
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A點的重力勢能______B點的重力勢能（選填“大于”“小于”或“等于”）；從A點運動到B點的過程中，皮球的機械能______（選填“增大”“減小”或“不變。
練3
如圖是衛星的軌道示意圖。人造衛星沿橢圓軌道繞地球運行時，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點。衛星在運行過程中機械能守恒。當衛星從遠地點向近地點運動時，它的重力勢能______（增大/減小），速度越來越______（快/慢），動、勢能的轉化是_______。
例1
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，到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（忽略空氣阻力），下列說法正確的是（　　）
A．從O點到A點運動員的機械能不變
B．從O點到C點運動員的機械能一直在增大
C．從O點到C點運動員的機械能一直在減小
D．從O點到C點運動員速度一直減小
練1
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，跳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跳板增加的勢能
練2
如圖所示，斜面與水平面在M點相連，彈簧左端固定。小物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后最高返回到T點。則下列說法中正確的是（　　）
A．小物塊從P向M運動過程中，機械能減小
B．小物塊從P向M運動過程中，重力勢能增大
C．彈簧被壓縮到最短時，小物塊動能最大
D．小物塊從M向T運動過程中，速度變快第10講 能量及其存在形式
1.關于能的概念，下列說法中錯誤的是（　　）
A．一個物體能夠做功越多，這個物體具有的能量越多
B．動能、勢能及機械能的單位都是焦耳
C．用線懸掛著的靜止的小球沒有做功，所以小球沒有能
D．甲物體的速度比乙物體的速度大，但甲物體具有的動能不一定比乙物體多
2.有三個物體，甲是一個被拉伸了0.5m的彈簧；乙是一個從地面被舉高0.5m的小球，丙是一個正在以0.5m/s的速度運動的小球。根據以上信息，請你判斷上列三個物體具有的共性是（　　）
A．都具有能量 B．都受到拉力的作用
C．所受的作用力相等 D．除數字相同外，沒有其他共性
3.沖擊鉆是一種打孔的工具。工作時，鉆頭在電動機帶動下不斷地沖擊墻壁打出圓孔（如圖所示）．沖擊鉆在工作的過程中（　　）
A．有電能和機械能、內能的轉化
B．只有電能和機械能的轉化
C．只有電能和內能的轉化
D．只有機械能和內能的轉化
4.為了探究運動與靜止的雞蛋撞擊時誰更容易破，小明讓雞蛋分別從斜面上的A、B、C三處由靜止釋放，撞擊靜止在水平面上的另一只相同的雞蛋。實驗結果是，第一次兩只蛋都破；第二次甲蛋完好乙蛋破；第三次兩蛋都不破。接下來的步驟是（　　）
A．得出“與雞蛋動靜無關的”結論
B．得出“靜止的雞蛋更易破”的結論
C．在B處釋放再重復做幾次實驗
D．分別在A、B、C處釋放再重復做幾次實驗
5.行駛在高速公路上的小汽車，司機突然發現剎車失靈，為了避險，將車開上鋪有碎石且沿山坡向上的避險車道，最終停下。下列說法正確的是（　　）
A．上坡過程中，小汽車的機械能保持不變 B．小汽車停下后，不再具有慣性
C．上坡過程中，小汽車處于平衡狀態 D．上坡過程中，小汽車動能減小，重力勢能增加
6.如圖所示，粗糙的弧形軌道豎直固定于水平面，一小球由A點以速度v沿軌道滾下，經另一側等高點B后到達最高點C．下列關于小球滾動過程的分析正確的是（　　）
A．整個過程只有重力在對小球做功
B．小球在 A、B 兩點具有的動能相同
C．小球在 A、B、C 三點的速度大小關系是 vA=vB＞vC
D．小球在 A 點具有的機械能大于它在 C 點具有的機械能
7.在探究“動能大小與速度的關系”實驗中，設計如圖所示的實驗裝置，利用同一鐵球先將彈簧壓縮到不同程度后釋放，讓鐵球撞擊同一木塊。下列說法中不正確的是（　　）
A．實驗中是根據木塊被撞出距離的遠近來判斷小球的動能大小
B．實驗中鐵球將彈簧壓縮不同程度可以用來探究動能大小和速度的關系
C．彈簧被壓縮時彈性勢能轉化為動能
D．在實驗過程中機械能總量是不守恒的
8.如圖將一小球置于一彈簧上方，放手后，小球向下運動，到達A位置小球剛好與彈簧接觸，到達B位置小球的速度變為零，則對于此過程分析下列說法錯誤的是（　　）
A．從A到B位置過程中，小球的機械能全部轉化為彈簧的彈性勢能
B．從A到B位置過程中，小球受到彈力一直變大
C．從A到B位置過程中，小球的速度由大變小，到B位置為零
D．從A到B位置過程中，小球開始時受到的彈力小于重力，后來受到的彈力大于重力
9.飛行的子彈能穿透鋼板，是靠子彈的______能，蓄在高處的水能用來發電，是利用水的______能，鐘表里的發條能帶動時針走動，是靠發條的______能。
10.如圖同一個實心小球以同樣的速度v分別沿著甲、乙兩個光滑的弧槽運動，兩弧槽弧形相同，弧長相等。小球到達B點的動能______（選填“大于”“小于”或“等于”下同）到達D的動能，小球通過甲弧槽的時間______小球通過乙弧槽的時間。（空氣阻力不計）
11.如圖所示，從斜面上滾下來的小球，接觸彈簧后，將彈簧壓縮至最短。在這一過程中，小球的______能轉化為______能又轉化為彈簧的______能。
12.實驗小組的同學用如圖所示的裝置探究“物體動能的大小與質量和速度的關系”。將鋼球從某一高度由靜止釋放，鋼球擺到豎直位置時，撞擊水平木板上的木塊，將木塊撞出一段距離。
（1）本實驗使鋼球獲得動能的操作方法是_____________，鋼球動能的大小是通過觀察_______來判斷的。
實驗次數 鋼球質量/g 鋼球下擺高度/cm 木塊滑行距離/cm
1 20 20 20
2 40 20 58
3 60 20
（2）從表中數據可以看出，他們讓質量不同的鋼球從相同高度擺下，使鋼球到達豎直位置的______相同，從而探究動能與______的關系。
（3）在第3次實驗中，木塊被撞后滑出木板，需要重做第3次實驗，甲同學建議換用同樣較長的木板，乙同學建議換一個較大的木塊，丙同學建議降低鋼球下擺的高度。你認為應當采用______同學的建議。
（4）由上述實驗數據和現象可得出結論：_______________。
13.在做“探究動能大小與質量關系”的實驗時，小明想：小球從相同高度滾下，若小球材質和斜面傾角不同，到達水平位置時的速度會相同嗎？
（1）圖甲是用擋板控制大小不同的兩個小球在斜面上起始位置的兩種方案，小明實驗時選擇A方案而不能選擇B方案的原因是______________________。
（2）小明選擇大鋼球、小鋼球、木球以及可調整傾角的斜面進行實驗。分別讓球從斜面同一高度由靜止開始釋放，利用測速儀測出球到達水平位置時的速度如表所示。
10° 20° 30° 40° 50° 60°
大鋼球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小鋼球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
木球 2.67 2.67 2.67 2.67 2.74 2.89
分析表中數據可知：要使球到達水平位置時的速度與球是鋼質或木質無關，則斜面傾角不可能是______。
A.15°
B.25°
C.35°
D.45°
（3）小明利用圖乙裝置做“探究動能大小與質量關系”的實驗時，通過觀察球撞擊相同塑料軟片的數目來比較球的動能大小（圖中未畫出固定塑料軟片的裝置）。老師指出此裝置不適合體積不同的兩個球做實驗，原因是_________________。
14.某興趣小組提出利用“研究動能的大小與哪些因素有關”的實驗裝置（如圖所示）與所需器材（斜面、木塊、不同質量的小鋼球）來探究“影響重力勢能大小的因素”的設想。請你幫助完成如下實驗方案。
（1）實驗中通過觀察________的大小，來判斷小球重力勢能的大小。
（2）本實驗中若水平面絕對光滑則不能得出結論，原因是______________。
（3）實驗中為了要探究重力勢能與物體質量的關系要選用______圖所示的實驗，具體的操作方法是讓小球從______（選填“相同”或“不同”）的高度由靜止滾下。
（4）要探究重力勢能與物體高度的關系要選用______圖所示的實驗，具體的操作方法是讓小球從______（選填“相同”或“不同”）的高度由靜止滾下。
（5）通過比較分析可以得出的結論是__________________。
15.圖中小朋友在玩滑梯游戲，小朋友坐在滑梯頂端，用手輕推滑梯，沿著滑梯開始下滑，且速度越來越大，同時感覺屁股發燙，到達底端時還會滑出一段距離，請說出其中蘊含的科學道理。

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