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- 2021-11-10 发布
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第
11
课时
机械能
第一篇 教材复习
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
考点一
动能
1.
动能:
物体由于运动而具有的能量。一切运动的物体都具有动能。
2.
影响因素:
①
运动速度:质量相同的物体
,
运动速度越大
,
其动能越
。
②
质量:运动速度相同的物体
,
质量越大
,
其动能越
。
大
大
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
考点二
势能
1.
重力势能:
物体由于被
而具有的能量
,
叫作重力势能。
2.
影响因素:
①
质量:当物体所处的位置一定时
,
物体的质量越大
,
它具有的重力势能越
。
②
所处位置的高度:质量一定时
,
所处位置高度越高
,
它具有的重力势能越
。
3.
弹性势能:
物体由于发生
而具有的能量叫弹性势能。
4.
影响因素:
物体的弹性形变越大
,
它具有的弹性势能就越
。
举高
大
大
弹性形变
大
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
考点三
机械能及其转化
1.
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.
动能与势能的相互转化
重力势能
动能
弹性势能
速度增大,
高度减小
高度增大,
速度减小
弹性形变增大,
速度减小
速度增大,
弹性形变增大
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
3.
机械能守恒:
如果一个过程中
,
只有动能和势能相互转化
,
机械能的总和就
,
即机械能守恒。
分析关键字
,
如“不计空气阻力”“不计摩擦”“光滑”等
,
说明不考虑机械能损失的情况。
保持不变
探究一
动能、势能
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
1.
如图
11-1
所示
,
小华将外形相同的实心铝、铜圆柱体
(
ρ
铝
<
ρ
铜
)
都涂成黑色
,
随机标记
A
、
B
。将
A
、
B
分别从同一斜面的相同高度由静止释放
,
撞击静止在同一水平面上、相同位置的同一纸盒
,
发现
A
将纸盒撞得更远。这说明两圆柱体滚到斜面底端时
,
的动能大
,
所以圆柱体
是铝制的。
(
均选填“
A
”或“
B
”
)
图
11-1
[
解析
]
A
、
B
两个圆柱体到水平面时初速度相同
,
A
圆柱体动能大
,
则质量大。因为体积相同
,
ρ
铝
<
ρ
铜
,
由
m
=
ρV
知圆柱体
A
是铜制的
,
圆柱体
B
是铝制的。
A
B
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
2.
林红、小月喜欢户外运动
,
如图
11-2
所示
,
为庐山某山峰的等高线图
,
林红同学从
A
点到达
B
点时
,
重力势能
(
选填“减小”“增大”或“不变”
);50 kg
的林红和
45 kg
的小月都从
A
点到达
C
点时
,
林红做的功
(
选填“更少”“更多”或“相同”
)
。
图
11-2
增大
更多
[
解析
]
由等高线知识可知
,
A
点海拔
500 m,
B
点海拔
1000 m,
C
点海拔
2000 m
。林红的重力势能与质量
m
、高度
h
两因素有关
,
当质量一定时
,
高度升高
,
重力势能变大。克服重力做功
W
=
Gh
=
mgh
,
从
A
点到达
C
点时
,
两人通过的高度一样
,
林红的质量大
,
故做的功更多。
探究二
机械能及其相互转化
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
3.
如图
11-3
所示
,
单摆中的小球在
ABC
间不停地往复运动
,
如果不考虑空气阻力的影响
,
以下说法错误的是
(
)
A.
小球在
A
、
C
处的势能最大
B.
小球在
B
处只受重力作用
C.
小球由
A
到
B
的过程中
,
重力势能转化为动能
D.
整个过程中
,
小球的机械能不变
图
11-3
B
4.
如图
11-4
所示
,
小球由静止开始沿着粗糙的路面从
a
点向
d
点自由运动
,
其中
b
和
d
两点在同一水平高度
,
则下列说法中错误的是
(
)
A.
小球从
a
到
c
加速下滑
,
部分重力势能转化为动能
B.
小球从
c
到
d
减速上坡
,
部分动能转化为重力势能
C.
小球在
b
和
d
时
,
重力势能和动能都相等
D.
小球从
a
到
d
的过程中部分机械能转化为内能
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
图
11-4
C
考点梳理 夯实基础
考向探究 逐个击破
5.
[2018
·
无锡
]
如图
11-5
所示
,
弹簧的左端固定
,
右端连接一个小球
,
把它们套在光滑的水平杆上。
a
是压缩弹簧后小球静止释放的位置
,
b
是弹簧原长时小球的位置
,
c
是小球到达最右端的位置。则小球从
a
运动到
c
的过程中
,
在
(
选填“
a
”“
b
”或“
c
”
)
位置机械能最大
;
从
b
到
c
的过程中
,
小球的动能转化为弹簧的
。
图
11-5
b
弹性势能
[
解析
]
由题意可知
,
小球从
a
运动到
b
的过程中
,
弹簧的弹性势能转化为小球的动能
,
到达
b
点时
,
弹簧恢复原状
,
不计摩擦阻力
,
其弹性势能全部转化为小球的动能。再从
b
运动到
c
时
,
弹簧被拉伸
,
小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能
,
小球的机械能会变小。因此
,
在
b
点时小球的机械能最大。
实验突破 素养提升
【
设计和进行实验
】
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。
突破
探究物体的动能跟哪些因素有关
实验突破 素养提升
【
数据处理和分析
】
3.
设计实验记录表格
(
如下表所示
),
分析可得出: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
。
次数
小球质量
m
/kg
小球下落的
高度
h
/cm
木块移动的
距离
s
/cm
1
2
…
实验突破 素养提升
【
交流、反思与评估
】
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
例
如图
11-6
甲所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图。
图
11-6
(1)
该实验物体动能的大小是通过
来反映的。
(2)
该实验物体的速度是指物体
A
从斜面上由静止滚下与物体
B
即将碰撞时的速度
,
它是通过
(
选填“高度”或“质量”
)
来改变的。
(3)
实验表明
,
同一物体
A
从斜面高处滚下
,
高度越大
,
物体
B
被撞得越远
,
可得结论
。
B
被撞的距离大小
高度
当物体质量相同时
,
物体的速度越大
,
动能越大
实验突破 素养提升
(4)
若要探究物体动能与质量的关系
,
则需使不同质量的物体从斜面
(
选填“相同”或“不同”
)
高度由静止滚下
,
并观察记录。
相同
实验突破 素养提升
(5)
物体
B
被碰撞后受
个力的作用
,
最终物体
B
会停下来是因为受到
力的作用。
(6)
假如本实验装置的水平面绝对光滑
,
还能得出以上结论吗
?
,
原因是
。
(7)
如图乙所示为某段道路的标志牌
,
请结合所学知识解释:
①
对机动车限定最高行驶速度的原因:
;
②
对不同车型限定不一样的最高行驶速度的原因:
。
·
实验拓展
·
3
摩擦
不能
在光滑水平面上
,
运动的物体不受阻力
,
物体不能停下来
,
也就无从比较小球动能的大小了
质量一定
,
速度越大动能越大
速度相同时
,
质量越大
动能越大
实验突破 素养提升
(8)
林红同学想用这套实验装置来探究阻力对物体运动的影响
,
必须增加的器材是
。
A.
质量不同的物体
A
B.
粗糙程度不同的水平面
C.
倾斜程度不同的斜面
(11)
林红又用如图
11-7
所示的实验装置做探究物体动能的大小与哪些因素有关的实验。本实验使钢球获得动能的操作方法是
。
图
11-7
B
让钢球从某一高度处摆下