徐州专版2020中考物理复习方案第三部分机械能内能欧姆定律第20课时机械能课件 27页

第 20 课时 机械能 第三部分 　 机械、能、内能、欧姆定律 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点一　动能和势能 1. 能 2. 动能和势能 一个物体能对另一个物体 　　　　 , 就表示这个物体具有能量。它能够做的功越多 , 具有的能量就越 　　 , 能量的单位是 　　 。   类别 影响因素 动能 　物体的 　　　　 和 　　　　   势能 重力势能 　物体的 　　　　 和 　　　　   弹性势能 　材料和弹性形变程度 做功 多 J 速度 质量 质量 高度 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 1. 机械能 　　动能和势能统称为机械能 , 一个物体可以同时具有动能和势能。动能和势能可以相互 　　　　 。   　　单位 : 　　　　 , 简称 　　　 , 符号是 　　　　 。   2. 动能与势能的转化 ( 如图 20-1 所示 ) 3. 机械能守恒 如果物体只发生动能和势能的相互转化 , 则物体机械能的总量保持不变。 考点二　机械能及其转化 图 20-1 J 转化 焦耳 焦 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　知道动能、势能和机械能 ( 了解 ) 例 1 [2019 · 徐州 ] 跳伞运动员打开降落伞后在空中匀速下降 , 此时运动员和伞受到的空气阻力 　　　　 ( 选填“ > ”“ < ”或“ = ” ) 重力 , 运动员的重力势能 　　　　 ( 选填“变大”“变小”或“不变” ); 以 　　　　 为参照物 , 运动员是静止的。   [ 答案 ]= 　变小　降落伞 [解析] 当跳伞运动员在空中匀速下降时 , 运动员和伞受到的空气阻力与重力是平衡力 , 故大小相等 ; 在下降的过程中 , 运动员的重力不变 , 高度变小 , 故重力势能变小 ; 以降落伞为参照物 , 运动员是静止的。 【 变式 1】 [2017 · 徐州 ] 如图 20-2 所示 , 快递公司尝试用无人机运送包裹。在带着包裹匀速飞行过程中 , 无人机受到的升力的施力物体是 　　　　 , 包裹的动能 　　　　 ( 选填“变大”“变小”或“不变” ), 以无人机为参照物 , 包裹是 　　　　 ( 选填“运动”或“静止” ) 的。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 空气 不变 静止 图 20-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 2 】 [2019 · 淮安 ] 如图 20-3 所示是“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验示意图 (A 为小球 ,B 为木块 ) 。在探究小球动能大小与速度的关系时 , 应保持小球的 　　　　　　 不变。本实验是通过木块 B ________________ 来反映小球动能的大小。   [ 答案 ] 质量　被推动的距离大小 [解析] 在探究小球动能大小与速度的关系时 , 根据控制变量法的操作原则 , 应当保持小球的质量不变。本实验是通过木块 B 被撞击后运动的距离来反映小球动能大小的。 图 20-3 例 2 [2015 · 徐州 ] 如图 20-4 所示是自动回转的“魔罐” , 橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部 , 中间系一个钩码 , 当你将“魔罐”在水平地面上滚出后 , 它能自动滚回来的原因是 　　　　 能转化为 　　　　 能。   教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究二　了解动能和势能的相互转化 ( 了解 ) 弹性势 图 20 - 4 动 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例 3 [2018 · 徐州 ] 如图 20-5 所示 , 一个玩具弹簧放在斜面上端 , 将弹簧弯曲一定程度后释放 , 弹簧沿斜面向下翻滚。弹簧在运动过程中 , 有哪些机械能发生了转化 ( 　　 ) A. 只有动能和重力势能 B. 只有动能和弹性势能 C. 只有重力势能和弹性势能 D. 动能、重力势能和弹性势能都发生了转化 图 20-5 D 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【 变式 1 】 [2018 · 苏州 ] 质量为 m 的小环穿在固定的光滑曲杆上 , 从某点 A 静止释放后沿曲杆运动 , 如图 20-6 所示。不计空气阻力 , 下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 只要 A 点高于 D 点 , 小环就能到达 D 点 B. 若小环能到达 D 点 , 离开 D 点后将竖直向下运动 C. 小环从 A 点到 D 点 , 重力势能一直减小 , 机械能不变 D. 小环从 A 点到 B 点 , 动能一直增加 , 机械能不变 图 20-6 D 【 变式 2 】 [2018 · 南通 ] 如图 20-7 所示 , 弹簧左端固定于竖直墙壁上 , 右端与物块 M 连接 , 置于粗糙水平面上 , 当 M 位于 O 点时弹簧恰好不发生形变。现将物块 M 拉至 A 处由静止释放 ,M 向左最远可运动至 B 点。则物块 ( 　　 ) A. 从 A 到 O 一直加速运动 B. 从 A 到 O 先加速后减速 C. 从 O 到 B 先加速后减速 D. 从 O 到 B 先匀速后减速 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 图 20-7 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 [ 答案 ] B [解析] 物体从 A 点向左运动到 O 点的过程中 , 受到向左的弹力和向右的摩擦力 , 当弹力大于摩擦力时 , 物体向左做加速运动 , 由于弹力逐渐减小 , 故加速度逐渐减小 , 当加速度减小到零时 , 速度达到最大 , 此后由于弹力小于摩擦力 , 故继续向左做减速运动 , 故物块从 A 点运动到 O 点速度先增大后减小 ; 从 O 点到 B 点一直做减速运动。 实验突破 素养提升 突破　探究动能的大小与哪些因素有关 当堂检测 及时反馈 【 实验设计 】 1. 使小球获得动能的方法 : 让小球从 同一斜槽的某一高度由静止 滚下。 2. 实验方法 :(1) 转换法 : 通过 木块被撞后移动距离的远近 反映物体动能的大小。 (2) 控制变量法 : 实验中探究动能与小球质量的关系 , 必须保持小球到达 水平面的速度相同 ( 方法 : 使小球从同一斜槽的 同一高度 由静止滚下 ); 探究动能与小球速度的关系 , 必须保持小球的 质量 相同。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 【 实验结论 】 3. 分析实验可得出 : 物体的质量和物体运动的速度都影响物体动能的大小 , 且 质量越大 、运动 速度越大 , 动能 越大 。 4. 超速、超载问题的判断 : 超速问题 质量不变 , 超载问题 速度不变 。 【 交流与反思 】 5. 小球从开始运动到静止过程中机械能的变化 : 在斜槽上运动时 , 机械能 减少 , 重力势能转化为 动能和内能 ; 在水平面上运动时 , 因为受到摩擦阻力 , 最后静止 , 机械能转化为 内能 。 6. 水平面绝对光滑不能完成实验 : 木块将一直做 匀速直线运动 , 无法比较木块移动的距离。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 如图 20-8 所示 , 在探究物体动能的大小与哪些因素有关时 , 让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放 , 撞击水平面上的同一木块。 (1) 本实验探究的是 　　　　　 ( 选填“木块”“小车”或“斜面” ) 的动能与 　　　　　 的关系 , 实验中是通过观察 ____________________________ 来比较动能大小的。 (2) 第一次实验的情景如图甲所示 , 在进行第二次实验前 , 应先将撞出的木块   　　　　 　 。 图 20-8 小车 速度 木块被撞后移动距离的远近 放回原来的位置 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 如图 20-8 所示 , 在探究物体动能的大小与哪些因素有关时 , 让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放 , 撞击水平面上的同一木块。 (3) 若操作正确 , 第二次实验木块最终的位置如图乙所示 , 则此实验的结论是   　　　　　　　　　　　　 。   图 20-8 质量相同时 , 物体的速度越大 , 动能越大 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (4) 小车从斜面上滑下到接触木块前 , 速度 　　　　 , 原因是小车的 ___________ 转化为 　　　　 。 (5) 若水平面光滑 , 本实验 　　　　 ( 选填“能”或“不能” ) 达到目的 , 原因 : 　   　　　　　　　　　　　　 ______________________________________________________________________________________________________ 。   (6) 小明认为小车和木块最后都要停下来 , 是因为受到 　　　　 的作用 , 他认为机械能消失了。你认为他的观点正确吗 ? 　　　　 , 理由是 　　　　　　　　　　　 。   · 实验拓展 · 水平面光滑时小车和木块将做匀速直线运动 , 不能通过观察木块被撞后移动的距离来比较动能的大小　 增大 重力势能 动能 不能 不正确 摩擦力 小车和木块会停下来是因为机械能转化为内能 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 1. [2019 · 长春 ] 2019 年 6 月 5 日 , 我国航天完成首次海上发射 , 用“长征十一号”运载火箭将七颗卫星送入太空。火箭加速升空过程中 , 这七颗卫星的动能 ( 　　 ) A. 变小 B. 不变 C. 变大 D. 无法判断 [ 答案 ] C [解析] 火箭加速升空过程中 , 这七颗卫星的质量不变 , 速度增大 , 其动能增大。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 2. [2019 · 建湖二模 ] 在如图 20-9 所示的四个过程中 , 属于弹性势能转化为动能的是 ( 　　 ) 图 20-9 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] C [解析] 麦克斯韦滚摆向高处滚动 , 其质量不变 , 速度变小 , 动能变小 , 同时高度升高 , 重力势能变大 , 所以是将动能转化为重力势能的过程 , 故 A 错误 ; 罐滚动时 , 速度变小 , 即动能变小 , 同时皮筋越来越紧 , 弹性形变程度变大 , 弹性势能增大 , 即动能转化为弹性势能 , 故 B 错误 ; 运动员用拉弯的弓把箭射出去 , 即该过程中 , 弓的弹性势能变小 , 同时箭的动能变大 , 所以是将弹性势能转化为动能的过程 , 故 C 正确 ; 人造地球卫星从远地点向近地点运动时 , 质量不变 , 高度减小 , 速度增大 , 则重力势能变小 , 动能变大 , 所以是重力势能转化为动能的过程 , 故 D 错误。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 3. [2019 · 泰州 ] 如图 20-10 所示 , 一个小球在地面上弹跳 , 下列分析错误的是 ( 　　 ) A. 小球从 A 处到 B 处重力势能增大 B. 小球从 B 处到 C 处动能增大 C. 小球在 B 处比 D 处重力势能大 D. 小球在 A 、 C 、 E 三处机械能总量相等 图 20-10 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] D [解析] 小球从 A 处到 B 处 , 质量不变 , 高度增大 , 所以重力势能增大 , 故 A 选项正确 , 不符合题意 ; 小球从 B 处到 C 处 , 质量不变 , 在重力作用下速度逐渐增大 , 所以动能增大 , 故 B 选项正确 , 不符合题意 ; 小球在 D 处比 B 处低 , 质量不变 , 所以 D 处重力势能小 , 故 C 选项正确 , 不符合题意 ; 看图可知小球在弹跳过程中 , 每次触地反弹至最高点的高度逐渐减小 , 说明其机械能在运动过程中减小 , 所以 A 、 C 、 E 三处机械能总量并不相等 , 故 D 选项错误 , 符合题意。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 4. [2019 · 扬州 ] 如图 20-11 所示 , 用细绳吊着一个物块 , 静止靠在墙壁上。剪断细绳的同时 , 用一个由 0 逐渐增大的水平作用力 F 压在物块上 , 墙壁足够高 , 则物块 ( 　　 ) A. 运动速度变大 B. 所受摩擦力变大 C. 动能先变大后不变 D. 机械能先减小后不变 图 20-11 B 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 5. [2019 · 通州二模 ] 如图 20-12 所示 , 在竖直平面内 , 小球从 A 点由静止释放 ,B 点是小球摆动的最低点 ,C 点是小球摆到右侧的最高点。下列对小球摆动过程分析正确的是 ( 　　 ) A. 由 A 到 B 的过程中 , 小球的机械能增加 B. 由 B 到 C 的过程中 , 小球的动能全部转化为重力势能 C. 小球第二次经过 B 点的速度等于小球第一次经过 B 点的速度 D. 小球从 C 点返回 , 摆到左侧的最大高度小于 C 点的高度 图 20-12 D 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 6. 如图 20-13 所示是上海“明珠线”某轻轨车车站的设计方案图 , 与站台连接的轨道有一定的坡度。轻轨车在进站的过程中 , 　　　 能转化为 　   能和内能 , 出站的时候 , 　　　　 能转化为内能和 　　　　 能。若轨道没有坡度 , 轻轨车在进站时动能全部转化为 　　　　 能。   图 20-13 动 重力势 重力势 动 内 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 7. 世界首颗量子科学实验卫星“墨子号” , 在我国酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功发射升空。火箭使用的燃料主要是液态氢 , 这是利用了氢燃料 　　　　 的特性 , 火箭加速上升过程中重力势能 _______ , 机械能 　　　 。 ( 后两空均选填“增大”“减小”或“不变” )  热值大 增大 增大 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 8. 用如图 20-14 所示的装置探究影响物体动能大小的因素。 (1) 要探究动能的大小与物体质量的关系 , 应选用质量 　　　　 的两个球从 _______ 的高度由静止滚下。 ( 均选填“相同”或“不同” )  图 20-14 [ 答案 ] 不同　相同 [解析] 小球动能的大小与质量和速度有关 , 因此需采用控制变量法探究。让质量不同的小球从斜面的相同高度由静止滚下 , 控制它的运动速度相同 , 改变质量 , 探究的是动能大小与质量的关系。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] 让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滚下 [解析] 让质量相同的小球从斜面的不同高度由静止滚下 , 控制它的质量相同 , 改变运动速度 , 探究的是动能大小与速度的关系。 8. 用如图 20-14 所示的装置探究影响物体动能大小的因素。 (2) 要探究动能的大小与另一个因素的关系 , 应该 : 　 。 图 20-14