資源簡介

3．2 機械能(1)
【點擊要點】
1．機械能：動能和勢能統稱為機械能。
(1)動能：物體由于 而具肴的能。
(2)重力勢能：物體由于被 而具有的能。
(3)彈性勢能：物體由于發生 而具有的能。
2．動能和勢能大小的影響因素：
(1)影響動能的因素是物體的 。課本探究活動中動能大小是通過 體現出來的，這種方法叫轉換法。
結論：質量相同時，速度大的物體具有的動能大；速度相同時，質量大的物體具有的動能大
(2)影響重力勢能的因素是物體的 。質量相同時，高度大的物體重力勢能大；高度相同時，質量大的物體重力勢能大。
(3)同一物體的彈性 越大，其彈性勢能越大。21*cnjy*com
【典題分析】
例1（2014?鄂州）如圖所示，小球從斜面上某一高度由靜止開始滑下，撞擊靜止于水平木板上的木塊（不計空氣阻力），下列說法正確的是（　　）
A．小球在斜面上下滑的過程中，如果以木板為參照物，小球是靜止的
B．若木板的表面光滑且足夠長，最終木塊的動能保持不變
C．木塊對木板的壓力就是木塊的重力
D．小球從斜面上開始下滑到撞擊木塊后靜止的過程中，小球的機械能先變大后變小
鞏固訓練1小明為了探究動能的大小與哪些因素有關，設計了如圖甲、乙所示的實驗：
(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．21*cnjy*com
上述甲、乙兩組實驗中：
(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


【跟蹤演練】
一、選擇題
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21*cnjy*com
C．運動物體只具有動能
D．一切運動的物體都具有動能
2．騎自行車上坡前一般要加緊蹬幾下，這是為了（ ）
A．增大慣性 B．減小阻力
C．增大動能 D．增大時能21*cnjy*com
3．（2014?懷化）下列物體具有彈性勢能的是（　　）
A．在水平公路上行駛的小轎車 B．懸掛在天花板上的電燈
C．被拉開的彈弓 D．在空中飛行的飛機
4．汽車超速行駛會造成嚴重的交通事故，快速行駛的汽車能將行人撞飛，這是因為( )
A．汽車具有較大的勢能 B．汽車受到重力
C．汽車具有較大的內能 D．汽車具有較大的動能21*cnjy*com
5．（2014?昆明）草原發生大面積蝗災時，農業部門利用飛機噴灑農藥消滅蝗蟲．當飛機在某一高度水平勻速飛行噴灑農藥時，它的（　　）
A．動能不變，勢能不變 B．動能減少，勢能減少21*cnjy*com
C．動能增加，勢能減少 D．動能減少，勢能增加
6．（2014?成都）如圖所示，在殲20飛機加速向上運動的過程中，關于飛行員的能量分析，下列說法正確的是（　　）
A．動能增加，重力勢能不變
B．動能不變，重力勢能增加21*cnjy*com
C．機械能總量不變
D．機械能總量增加21*cnjy*com
7．質量較大的鴿子與質量較小的燕子在空中飛行，如果它們的動能相等，那么（ ）
A．燕子比鴿子飛得快 B．鴿子比燕子飛得快
C．燕子與鴿子飛得一樣快 D．兩者速度大小無法比較
8．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21*cnjy*com
9．一位司機駕駛大貨車在某路段行駛，由于超速被警察攔住，警察對司機說：“先生，剛才你的車速為70km／h，超速了。這位司機不滿地說：“為什么小車的限速為80km／h，而大車的限逮卻為60km／h，不合理!”如果讓你從物理學角度向司機解釋，你會告訴他，這是由于( ) 21*cnjy*com
A．物體的慣性跟速度和質量有關 B．摩擦力的大小跟速度和質量有關
C．物體的動能跟速度和質量有關 D．壓強的大小跟速度和質量有關
10．在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，讓同一鐵球從斜面的不同高度由靜止釋放，撞擊同一木塊(如圖所示)，下列說法中正確的是( )
A．這樣做的目的是研究物體的動能大小與質量的關系
B．該實驗說明物體的動能大小與高度有關
C．若水平面絕對光滑，木塊將做勻速直線運動21*cnjy*com
D．鐵球從斜面上滾下來的過程中動能一直減小21*cnjy*com
二、填空題
11．下列物體：A山頂上的石塊；B天空中飛翔的小鳥；C
在操場上滾動的鉛球；D．被拉開的弓；E．水平地面上21*cnjy*com
張弓待發的箭、；F．擲出去的標槍。
①只有動能的是： ；
②只有勢能的是： ；
③既有動能又有勢能的是： ；
④既沒有動能又投有勢能的是： 。
12．杭黃鐵路（浙江段）已列入杭州市今年重點建設項目名單，力爭年內開建，按照環評報告上列出的4年（48個月）總工期計算，有望于2017年底或者2018年初建成通車，設計時速250公里/小時，當列車時速增大時，其動能將 (填“變大”、“變小”或“不變”)。21*cnjy*com
13．（2013?南京）如圖是豎直向上拋出的小球上升過程中每隔相等的時間曝光一次所得的照片．從圖中可以判斷：小球在a、b位置間的平均速度 （選填“大于”、“小于”或“等于”）在c、d位置間的平均速度：在上升過程中，小球的重力勢能 （選填“逐漸增大”、“逐漸減小”或“不變”）
14．體積相同的鐵球和木球，放在同一水平桌面上，鐵球靜止，木球運動， 球
的重力勢能大， 球的動能小。正在運動著的木球如果它受到的所有外力同時
消失，它的速度將 ，動能將 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
三、實驗探究題21*cnjy*com
15．(2014麗衢)在做了“物體動能大小與哪些因素有關”的實驗后，有些同學對“質量不同的鋼球從同一光滑斜面、同一高度由靜止開始沿斜面滾下，剛到達底部時的速度大小相等”有疑惑。小衢設計了如圖甲所示的實驗：讓質量不同的鋼球A、B同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運動情況，若B球相對于A球 ，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等。
小麗肯定了小衢的實驗方案后，對實驗又提出了兩個建議：
建議一：因為鋼球在斜面上滾下的時間很短，不利于觀察和比較鋼球的運動情況。不改變鋼球在斜面上的位置，不改變球與斜面的粗糙程度，為了延長鋼球在斜面上滾下的時間，可采用的方法是 ；21*cnjy*com
建議二：為確保鋼球滾下時不偏離斜面，可在斜面上增設兩個相同的光滑小凹槽（如圖乙所示）。從有利于觀察和比較兩球的相對運動情況的角度考慮，圖中兩個小凹槽的間距L應 。
16．(2014紹興)探究影響物體彈性勢能大小的因素，選擇彈簧進行研究。將光滑水平面與光滑斜面連接，如圖：21cnkxtj2008
①將甲彈簧放置在水平面上，用小球壓縮彈簧2厘米，釋放后，小球滾上A斜面，記錄小球在斜面最高點時高度，重復三次，取平均值記錄在下表中。更換B斜面，重復實驗。
②壓縮甲彈簧3厘米，重復實驗①步驟。
③換用不同彈簧，重復實驗①步驟。21*cnjy*com
實驗
序號
彈
簧
彈簧長
度/厘米
彈簧
材料
壓縮量
/厘米
小球在斜面A上高度/米
小球在斜面B上高度/米
1
甲
20
合金1
2
0.18
0.18
2
甲
20
合金1
3
0.40
0.40
3
乙
20
合金2
2
0.22
0.22
4
丙
30
合金1
2
0.12
0.12
5
丁
30
合金2
2
0.15
0.15
（1）實驗中，通過觀察 判斷彈簧彈性勢能的大小。21*cnjy*com
（2）比較 （選填實驗序號），說明彈簧的彈性勢能大小與彈簧的形變大小有關。
（3）由實驗結果可知，彈簧的彈性勢能大小還與彈簧的 有關。21*cnjy*com
答案
【點擊要點】
1．(1)運動 (2)舉高 (3)彈性形變 2．(1)質量和速度(2)質量和高度(3)形變
【典題分祈】
例1
鞏固訓練l (1)甲 控制質量相同，高度不同速度不同 (2)小球到達斜面底端與盒相撞的速度相同 (3)動能大小與質量和速度有關，質量越大，速度越大，動能越大。(或質量相同的物體速度越大，動能越大，運動速度相同，物體質量越大，動能越大)
【跟蹤演練】
3．2機械能（2）
【點擊要點】
1．動能和勢能的相互轉化
(1)動能轉化為重力勢能時，物體的速度不斷 ，高度不斷 ；重力勢能轉化為動能時，高度 ，速度： 。
(2)動能轉化為彈性勢能時，速度 ，彈性形變 ；彈性勢能轉化為動能時，彈性形變 ，速度 。21世紀教育網
2．機械能守恒
(1)物體通常既具有動能，又具有勢能。
(2)當物體只受重力和彈性力時(不受阻力時)，機械能總量 。即動能減小了多少，勢能就增加多少；勢能減少多少，動能就增加多少。
(3)物體受到摩擦力作用，那么在動能和勢能相互轉化過程中，機械能的總量減少。
【典題分析】
例1 （2013?雅安）如圖所示，鉛球從出手到將要落地的過程中，下列說法正確的是（不計空氣阻力）（　　）
A．鉛球由a→b時，動能逐漸增大
B．鉛球在b點的機械能大于a點的機械能
C．鉛球由b→c時，機械能逐漸減小
D．鉛球在c點時動能最大21世紀教育網
鞏固訓練1 關于滾擺在運動過程中能量的分析，下列說法正確的是（　　）
A．下降過程中動能不變21世紀教育網
B．最低點動能為零
C．上升過程中重力勢能減小21世紀教育網
D．最高點重力勢能最大
例2 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l以及擺動的幅度s有關。小明用右圖
所示的裝置，對猜想進行探究。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。
(1)針對猜想，小明在實驗過程中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。


鞏固訓練2 如圖所示的單擺，小球在ab間往復擺動的過程中，下列說正確的是( )
A．小球在n點時的動能最大
B．小球在b點時的動能最大21世紀教育網
C．小球在c點時的動能最大
D．小球由c到口的運動過程中，重力勢能不斷轉化為動能
跟蹤演練
一、選擇題
1．如圖所示的四個實例中，機械能增大的是（　　）21世紀教育網
A．勻速水平飛行的飛艇 B．加速起飛的飛機 C．減速下降的熱氣球 D．等待發射的火箭
2．（2014?邵陽）如圖，跳傘運動員在空中勻速直線下降的過程中，下列說法正確的是（　　） A．人和傘的總重力大于空氣的阻力
B．人和傘的總重力等于空氣的阻力
C．人和傘的重力勢能在增大21世紀教育網
D．人和傘的動能在減小21世紀教育網
3．下面四幅圖中屬于動能轉化為重力勢能的是( )
小剛用彈弓形變的橡皮條 B．小明腳踩滑板從高處滑下21世紀教育網
將“子彈”彈射出去
C.上海“明珠線”上的輕軌車 D．子彈水平穿過蘋果的瞬間
無動力滑上站臺
4．如圖所示，某同學將一支帶彈簧可伸縮的圓珠筆摁在桌面上，松手后發現圓珠筆豎直向上跳起。在圓珠筆從松手到上升至最高點的過程中，有關能量轉化過程，以下說法正確的是( ) 21世紀教育網
A．先由彈性勢能轉化為動能，再由動能轉化為重力勢能21世紀教育網
B．先由重力勢能轉化為動能，再由動能轉化為彈性勢能
C．先由彈性勢能轉化為重力勢能，再由重力勢能轉化為動能
D．先由動能轉化為重力勢能，再由重力勢能轉化為彈性勢能
5．如圖，同一物體分別由靜止開始沿三個光滑斜面從A點滑下，
在到達斜面底部的動能大小為( )
A． B處動能大 B．C處動能大21世紀教育網
C．D處動能大 D．B、C、D處動能一樣
6．（2014?龍巖）如圖所示，小偉在玩蹦蹦桿，蹦蹦桿中的彈簧向上彈起的過程中，小偉的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是（　　）21世紀教育網
A．重力勢能減小，彈性勢能增大
B．重力勢能增大，彈性勢能減小
C．重力勢能減小，彈性勢能減小21世紀教育網
D．重力勢能增大，彈性勢能增大
7．在相同的高度，以相等的速度將三個同樣的小球分別沿豎直向上、豎直向下、水平方向拋出，若不計空氣阻力，比較它們落地時的動能大小，則( )
A．豎直向上拋出的大 B．豎直向下拋出的大21世紀教育網
C．水平方向拋出的大 D．一樣大
8．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．經過最高點時動能為零21世紀教育網
C．經過最高點時重力勢能最小
D．起跳后升空的過程中，動能轉化為重力勢能
9．（2013?廣州）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兩點動能一定相等
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21世紀教育網
10. （2014?貴陽）如圖所示，是國產殲-15艦載機正在“遼寧號” 航母上進行阻攔著艦時的情景：戰機呼嘯著艦，機尾掛鉤精準鉤住阻攔索，在阻攔索的拉力幫助下，使戰機在航母的飛行甲板上短距離滑行便停下來．根據對艦載機著艦過程的介紹可判斷，艦載機在滑行過程中（　　）
A．受平衡力的作用
B．其機械能逐漸減小21世紀教育網
C．使“遼寧號”航母的內能減小
D．使“遼寧號”航母的機械能減小21世紀教育網
二、填空題
11．（2013?蘭州）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”）。 21世紀教育網
12．如右圖用繩子把一個鐵鎖懸掛起來。把鐵鎖拿近自己的鼻子，穩定后松手，頭不要
動。鐵鎖向前擺去又擺回來，鐵鎖擺回時 (填“會”或“不會”)碰到自
己的鼻子。在擺動過程中，鐵鎖的 能和 能在不斷轉化。
13．一物體從光滑的斜面下滑，動能 ，勢能 ，機械能總
量 。 一物體用力從斜面的底端勻速推到頂端，動能 ，勢
能 ，機械能總量 。21世紀教育網
14.（2014?鐵嶺）如圖是小球在地面彈跳的頻閃照片，A、B兩點高度相同且距地面
30cm，小球在A點的重力勢能 （選填“大于”、“小于”或“等于”）
B點的重力勢能，小球在A點的動能 （選填“大于”、“小于”或“等
于”）B點的動能21世紀教育網
15.（2013?黑龍江）在一次軍事演習中，一架飛機沿水平方向一邊勻速飛行一邊投放軍用物資，在此過程中飛機的動能 （選填“變大”、“變小”或“不變”），物資在加速下落過程中，動能和重力勢能之間的轉化情況是：
16. 如圖是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”擺動過程的示意圖，O點是“不倒翁”的重心．將“不倒翁”扳到位置1后靜止釋放，“不倒翁”向右擺動，經過豎直位置2，到達另一側最大擺角的位置3．請分析說明“不倒翁”由位置1經2到3的擺動過程中機械能是如何轉化的：位置1到位置2： ；21世紀教育網位置2到位置3： 。
【提高習題精選】
1．如圖所示，忽略空氣阻力，由空中A處釋放的小球經過B、C兩位置時具有相同的( )
A．速度
B．動能
C．機械能21世紀教育網
D．重力勢能21世紀教育網
2．下列情況中，機械能的總量保持不變的是( )
A．汽車從斜坡上勻速下滑
B．利用滑輪組將物體勻速提升
C．在沒有空氣阻力的情況下，物體自由下落
D．物體在光滑水平面上受拉力作用，速度增大21世紀教育網
3．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
踩在翹翹板的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21世紀教育網
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
4．（2014?湖州）一物體在空氣中沿豎直方向運動，運動過程中只受重力和空氣阻力的作用，則該物體的（　　）
A．動能可能不變 B．勢能可能不變21世紀教育網
C．機械能一定不變 D．機械能可能不變
5．如圖所示，電動小車沿斜面從A勻速運動到B，在運動過程中( )
A．動能減小，重力勢能增加
B．動能增加，重力勢能減小
C．動能不變，重力勢能增加21世紀教育網
D．動能不變，重力勢能減小21世紀教育網
6．（2014?婁底）如圖所示，小球從距離地面一定高度的O點沿x軸豎直落下，
不計空氣阻力，圖象表示小球某種形式的能量E隨下落高度x的變化情況．E
可能表示小球的（　　）
A．動能 B．內能21世紀教育網
C．機械能 D．重力勢能21世紀教育網
7．（2014?威海）如圖所示，小明在做模擬“蹦極”的小實驗時，將一根橡皮筋一端系一質量為m的小球，另一端固定在a點，b點是橡皮筋不系小球自然下垂時下端所在的位置，c點是小球從a點自由下落所能到達的最低點，在小球從a點到c點運動的過程中，不考慮空氣阻力，以下說法正確的是（　　）21世紀教育網
A．小球到達b點時，受的合力為零
B．小球到達c點時，受的合力為零21世紀教育網
C．小球的動能一直在增加，重力勢能一直在減小
D．在c點小球的動能為零，橡皮筋的彈性勢能最大
8．許多同學都很喜歡“多米諾骨牌效應”活動(按一定距離排列的骨牌，碰倒第一塊骨牌后，其他所有骨牌會依次倒下)，其物理原理是：骨牌倒下時， 轉化為 (填“動能”或“重力勢能”)，這部分能量就轉移給下一張骨牌，下一張骨牌倒下時具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越來越快。21世紀教育網
9.（2013?海南）如圖甲所示，高為h的光滑斜面上，一物塊從頂端A點由靜止自由滑到底端B點，在此過程中，物塊的機械能 （選填“守恒”或“不守恒”）；圖乙所示的圖象表示該物塊的 （選填“動能”或“重力勢能”）隨高度變化的規律．
10．在學習勢能的知識時，小明同學猜想物體重力勢能的大小可能與以下兩個因素有關：
A物體的高度；B物體的質量。21世紀教育網
為了證明自己的猜想。他把橡皮泥平鋪在水平面上，讓同一小球從不同高度自由下落，記錄結果如下表。
實驗次數
球離橡皮泥的高度／m
球在橡皮泥中的凹陷程度
1
1.0
較淺
2
2.0
較深
3
3.0
很深
(1)由記錄結果可以得到的實驗結論是：

(2)若想對另一個因素進行驗證，你認為小明應該怎么做? 21世紀教育網


11．在探究“動能大小與什么因素有關”時，我們是讓鐵球從斜面上滾下來，碰上一個放置在平面上的木塊：
(1)當探究“動能的大小跟質量有什么關系”時，我們要讓質量 的鐵球分別從斜面的 高度處滾下來去撞擊木塊。21世紀教育網
(2)由于鐵球動能的大小不易直接觀測出來，因此實驗中，我們是靠觀察木塊被推走的距離遠近來判斷鐵球動能大小的。像這種用能直接觀測的量，來顯示不易直接觀測的量的方法叫轉換法。轉換法在物理實驗中常用，請舉一個使用轉換法的例子：

答案
【點擊要點】
1．(1)減小增加減小增大(2)減小增大減小增大2．(2)保持不變
【典題分析】
例1 D解析：A、鉛球由a→b時，動能轉化為重力勢能，動能逐漸減小，重力勢能不斷增大．不符合題意．B、不計空氣阻力，不考慮摩擦生熱，機械能守恒．a、b、c三點的機械能相等．不符合題意．C、不計空氣阻力，不考慮摩擦生熱，機械能守恒．鉛球由b→c時，機械能都相等．不符合題意．D、a、b、c三點的機械能相等．機械能=動能+勢能．鉛球的質量不變，hb＞ha＞hc，b點的鉛球的重力勢能大于a點鉛球的重力勢能大于c點的鉛球的重力勢能，b點的鉛球的動能小于a點鉛球的動能小于c點的鉛球的動能．所以鉛球在c點時動能最大．符合題意．鞏固訓練l D
例2 (1)小球擺動的幅度應保持不變(或擺動幅度)
(2)用同一小球，再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。
鞏固訓練2 C
【跟蹤演練】
1．B 2．B 3．C 4．A 5．D 6．B 7．D 8．D 9．C 10.B
11. 勢能 動能 減小 l2．不會 重力勢動 l3．增加 減少 不變 不變 增加 增加
14. 等于 大于 15.變小 重力勢能轉化為動能
16．重力勢能轉化為動能 動能轉化為重力勢能
【提高班習題精選】

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