中考物理总复习课件：第15章机械能 42页

第 15 讲　机械能 考点　动能、势能及其转化 【 例 】 (2017 ， 自贡 ) 如图所示是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在 b 点离手 ， c 点是铅球运动的最高点 ， 不计空气阻力。在 a 到 d 的整个过程中 ， 下列说法不正确的是 ( 　 ) A ．只有在 a 到 b 的过程中 ， 运动员对铅球做了功 B ． 在 b 到 d 的过程中 ， 铅球的机械能先增加后减少 C ． 在 c 到 d 的过程中 ， 铅球的重力势能减少 D ． 在 a 到 d 的过程中 ， 铅球的运动状态在不断的变化 B 【 点拨 】 在 a 到 b 的过程中 ， 铅球受到推力作用 ， 且在推力方向上通过了距离；故运动员对铅球做了功；因为不计空气阻力 ， 在 b 到 d 的过程中 ， 铅球的机械能不变；在 c 到 d 的过程中 ， 由于铅球的高度减小 ， 故铅球的重力势能减小；在 a 到 d 的 ， 铅球的运动方向和速度都不断变化 ， 故铅球的运动状态在不断的变化。 【 方法归纳 】 (1) 分析动能、势能转化的一般步骤： a ． 分析要研究的对象和所要研究的过程。 b ． 分析物体在初始状态的位置、速度、形变情况。 c ． 分析物体在最终状态的位置、速度、形变情况。 d ． 根据动能、势能的影响因素判定物体动能、势能的变化情况。 (2) 在只有动能和势能相互转化过程中 ， 机 械能守恒 . 机械能内部转化情况可用下图判断 : ( 不计能量损失 、 物体质量不变 ) (3) 如果计算摩擦和阻力，机械能不守恒，如火箭发射，从滑梯滑下等。 【 易错易混 】 1 ． 浸在液体中的物体不一定都受到浮力 ， 如水中的圆柱形桥墩。 2 ． 浮力的大小与物体的密度、物体在液体中的运动状态、液体体积等无关。如在水中下沉的物体不一定比上浮的物体所受浮力大； 1 N 的水有可能产生大于 1 N 的浮力等。 3 ． 区分 F 浮 ＝ G 排 和 F 浮 ＝ G 物 ， 阿基米德原理 F 浮 ＝ G 排 ， 在计算浮力时普遍适用 ， 而 F 浮 ＝ G 物 ， 只有在物体受力平衡 ， 即漂浮或悬浮时用到。 4 ． 潜水艇下潜时所受浮力不变 ， 是靠改变自重达到下潜目的。 【 图片与命题 】 图片 命题内容 对于同一车型的机动车 ， 行驶① _______ 越大 ， 车的动能越大 ， 危险性也就越大 ， 所以要对机动车的最高行驶速度进行限制 (2) 车型不同 ， 车的质量也不同 ， 因此在相同的道路上 ， 如果车的速度相同 ， ② _______ 越大 ， 动能越大 ， 行驶时危险性也就越大 速度 质量 (1) 发生形变的网球拍具有③ __________ ， 能将网球弹出 ， 网球拍发生的形变越大 ， 其弹性势能越大 ， 网球弹出得越远 (2) 拉弯的弓能将箭射出 ， 射箭时弓的形变越大 ， 其弹性势能就④ ________ ， 箭射得越远 弹性势能 越大 滚摆下降时 ， 它的重力势能越来越小 ， 动能越来越大 ， ⑤ _________ 能转化为⑥ ____ 能。滚摆上升时 ， 动能越来越小 ， 重力势能越来越大 ， ⑦ ____ 能转化为⑧ _________ 能 小球从 A 点下落到 B 点 ， ⑨ ________ 能逐渐转化为⑩ ____ 能 ， 到最低点 B 时动能 ⑪ _______ ， 之后又从 B 点上升到 C 点 ， ⑫ ____ 能逐渐转化为重力势能 重力势 动 动 重力势 重力势 动 最大 动 命题点 1 ． 转换法的应用：物体动能的大小是通过 ________________________ 来反映。 2 ． 选择同一个小球进行实验 ， 目的是便于控制小球的 ________ 相同。 3 ． 让不同的小球从斜面的同一高度释放 ， 目的是让小球到达斜面底部的 ________ 相同。 4 ． 控制变量法的应用：①控制速度一定 ， 探究动能与 _______ 的关系。②控制质量一定 ， 探究动能与 ____________ 的关系。 实验　探究物体的动能跟哪些因素有关 小球撞击木块前进的距离 质量 速度 质量 运动速度 5 ． 如本实验中水平面绝对光滑 ， 本实验将 _______ 达到实验目的 ， 原因是 _____________________________________________ 。 6 ． 注意：实验中要保持小球的运动路线与木块的中心在同一条直线上。 7 ． 实验结论。 不能 小球将在光滑水平面做匀速直线运动 【 例 】 (2017 ， 泰州 ) 如图所示 ， 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 ________ ( 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 ________________________ 。 (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 ____________________________________________ 。 小车 速度 木块移动的距离 恢复到原位置 在质量相同的情况下，速度越大，动能越大 【 拓展设问 】 (4) 该实验应用的两种研究方法： ______________ 、 __________ 。 (5) 如果在实验中将两个质量不同的小球从斜面的同一高度静止释放 ， 是为了探究 _______________________________ 。 (6) 本实验装置的水平面如果绝对光滑 ， 还能得出结论吗？ _______ 。理由是 __________________________________________________ 。 控制变量法 转换法 物体的动能与质量的关系 不能 木块在水平面上将一直匀速直线运动下去 (7) 实验后 ， 同学们联想到在许多交通事故中 ， 造成安全隐患的因素有汽车的 “ 超载 ” 与 “ 超速 ” ， 进一步想知道 ， 在影响物体动能大小的因素中 ， 哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定 ， 得到的数据如下表。 实验序号 小球的质量 m /g 小球自由滚下的高度 h /cm 木块被撞后运动的距离 s /cm 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 10 8 ① 为了探究 “ 超载 ” 安全隐患 ， 应选择 _______ 两个序号的实验进行比较。 ② 为了探究 “ 超速 ” 安全隐患 ， 应选择 _______ 两个序号的实验进行比较。 ③分析表格中对应的实验数据可知： _______ 对物体的动能影响更大 ， 当发生交通事故时 ， 由此造成的危害更严重。 1 、 3 1 、 2 速度 1 ． (2017 ， 怀化 ) 在 2016 年 8 月 8 日巴西奥运会中 ， 我国运动员吴敏霞与施廷懋在女子双人三米板跳水比赛中 ， 勇夺金牌 ， 她们在下落过程中 ， 重力势能变 ____ ， 动能变 ____ 。 2 ． (2017 ， 常州 ) 我国火箭回收方式是：火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船 ， 借助降落伞落回地面 ， 如图所示 ， 匀速下落过程中 ， 火箭的动能 _______ ( 填 “ 变小 ”“ 不变 ” 或 “ 变大 ” ) ， 机械能 _______ ( 填 “ 变小 ”“ 不变 ” 或 “ 变大 ” ) 。 小 大 不变 变小 3 ． (2017 ， 邵阳 ) 邵阳市在创建文明卫生城市期间 ， 每天洒水车都清洁街道。匀速行驶的洒水车在洒水的过程中 ， 洒水车的动能 _______ ( 填 “ 增大 ”“ 不变 ” 或 “ 减小 ” ) 。 4 ． (2017 ， 广东 ) 火箭加速上升过程中 ， 对于火箭搭载的卫星来说 ， 动能 _______ ， 重力势能 _______ ， 卫星的机械能是由火箭燃料的 _______ 能转化而来的。 减小 增大 增大 化学 5 ． (2017 ， 扬州 ) 扬州城区的高层建筑越来越多 ， 但高空抛物却存在巨大的安全隐患 ， 因为高处的物体具有较大的 ( ) A ． 弹性势能　　　　　　 B ．重力势能 C ． 体积 D ．阻力 B 6 ． (2017 ， 南充 ) 2017 年 4 月 20 日 ， 我国首艘货运飞船 “ 天舟一号 ” 在海南文昌航天发射中心由 “ 长征七号 ” 遥二运载火箭发射升空 ， 并于 4 月 27 日成功完成与 “ 天宫二号 ” 的首次推进剂在轨补加实验。则下列说法正确的是 ( ) A ． “ 天舟一号 ” 加速上升时 ， 其机械能总量保持不变 B ． “ 天舟一号 ” 加速上升时 ， 其惯性逐渐增大 C ． “ 天舟一号 ” 给 “ 天宫二号 ” 进行推进剂补加时 ， 它们处于相对静止状态 D ． “ 天宫二号 ” 在轨运行时 ， 处于平衡状态 C 7 ． (2017 ， 衡阳 ) 下列四幅图中 ， 动能和势能之间没有发生相互转化的是 ( ) C 8 ． (2016 ， 淄博 ) 如图所示 ， 空中加油机正在给水平匀速飞行的战斗机加油 ， 加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行 ， 则战斗机的 ( ) A ． 动能不变 ， 势能不变 ， 机械能不变 B ． 动能不变 ， 势能减少 ， 机械能减少 C ． 动能增加 ， 势能不变 ， 机械能增加 D ． 动能增加 ， 势能增加 ， 机械能增加 D 9 ． (2017 ， 郴州 ) 改革开放以来 ， 我国的航天事业得到了空前的发展 ， 并取得了举世瞩目的成就。如图所示 ， 为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中 ( ) A ． 动能减小 ， 重力势能减小 B ． 动能增大 ， 重力势能增大 C ． 动能不变 ， 重力势能减小 D ． 动能减小 ， 重力势能不变 A 10 ． (2017 ， 鸡西 )( 多选 ) 为了更好的推进习总书记提出的 “ 一带一路 ” 发展战略 ， 我国计划发射十八颗通信卫星 ， 为沿线国家提供服务。下列关于人造卫星的说法中 ， 正确的是 ( ) A ． 卫星运动到近地点时 ， 动能最大 ， 重力势能最小 B ． 卫星运动到远地点时 ， 动能最大 ， 重力势能最小 C ． 卫星由近地点向远地点运动 ， 重力势能转化为动能 D ． 卫星由远地点向近地点运动 ， 重力势能转化为动能 AD 11 ． (2017 ， 呼和浩特 )( 多选 ) 如图所示 ， 质量为 m 的小球由静止下落 ， 落在与 A 点等高处、竖直放置静止的轻弹簧上 ， 到达与 B 点等高处时小球重力与弹簧的弹力大小相等 ， 图中与 C 点等高处是小球到达的最低点 ( 不计空气阻力 ) 。下列说法正确的是 ( ) ( 导学号　 14184087 ) A ． 下落过程中 ， 小球重力势能减小 ， 动能增大 ， 小球与弹簧机械能不守恒 B ． 下落过程中 ， 小球重力势能一直减小 ， 动能先增大后减小 ， 小球与弹簧机械能守恒 C ． 到达 C 点时 ， 小球的动能为零 ， 受到的重力大于弹簧的弹力 D ． 从 B 到 C ， 小球重力势能与动能都减小 ， 转化成弹性势能 BD 12 ． (2017 ， 乐山 ) 如甲图所示 ， 小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落 ， 从 a 处开始接触弹簧 ， 压缩至 c 处时弹簧最短。从 a 至 c 处的过程中 ， 小球在 b 处速度最大。小球的速度 v 和弹簧被压缩的长度 L 之间的关系如乙图所示。不计空气阻力 ， 则从 a 至 c 处的过程中 ， 下列说法正确的是 ( ) ( 导学号　 14184088 ) A ．小球所受重力始终大于弹簧的弹力 B ． 小球的重力势能先减小后增大 C ． 小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能 D ． 小球的动能一直减小 C 13 ． (2017 ， 东营 ) 右图为某道路交通标志牌：小型车最高行 驶速度不得超过 100 km/h ， 而大型客车、载货汽车最高行驶 速度不得超过 80 km/h 。请用动能的知识解释这样规定的原因。 答：机动车质量一定 ， 速度越快 ， 动能越大 ， 刹车时制动距离越大 ， 容易出现交通事故 ， 所以要限速行驶；在相同的道路上 ， 不同车型的机动车质量不同 ， 速度相同时 ， 大型客车、载货汽车质量大动能大 ， 制动距离大 ， 小型车质量小动能小 ， 制动距离小 ， 当制动距离相同时 ， 不同车型限速就不同。 14 ． (2017 ， 江西 ) 如图所示 ， 是承承在乒乓球比赛中 ， 高抛发球时的情景。不计空气阻力 ， 请你回答下列问题： (1) 在乒乓球上升的过程中 ， 乒乓球的能量是如何转化的？其机械能如何变化？ (2) 乒乓球运动到最高点时 ， 是否处于平衡状态？请说明理由。 答： (1) 在乒乓球上升的过程中 ， 乒乓球的动能转化为重力势能 ， 机械能不变。 (2) 乒乓球运动到最高点时 ， 处于非平衡状态 ， 因为乒乓球此时只受到重力的作用 ， 所以处于非平衡状态。 15 ． (2017 ， 义乌 ) 排球充气后 ， 让排球从手上自由落下 ， 排球每次弹回的高度都低于落下时的高度。 (1) 解释整个过程中能量是否守恒。 (2) 排球从接触地面到形变最大的过程中 ， 速度 v 与形变大小 ΔV 之间的关系大致如图 ， 请说明该过程中 ， 排球受力情况与机械能变化的关系。 解： (1) 整个过程中的能量守恒。排球从手上自由落下 ， 排球每次弹回的高度都低于落下时的高度 ， 是因为由于空气的摩擦 ， 有一部分机械能逐渐转化为内能 ， 但能量的总量是守恒的。 (2) 排球从接触地面到形变最大的过程中 ， 受到重力和地面给予的弹力的作用 ， 开始时重力大于弹力 ， 速度逐渐增大；当重力等于弹力时 ， 速度达到最大值；然后重力小于弹力 ， 弹力达到最大值 ， 速度逐渐减小 ， 直至速度为零。在这一过程中 ， 动能转化为排球的弹性势能。 16 ． (2017 ， 福建 ) 小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条 ， 探究 “ 橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系 ” 。他依次将橡皮条固定在弹弓上 ， 如图所示。在弹性范围内 ， 拉伸相同的伸长量 ， 将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去 ， 测得弹射的水平距离 ， 数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条宽 /cm 橡皮条长 /cm 弹射的水平距离 /m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 请回答以下问题： (1) 实验中 ， 是通过比较 _______________________________ 来间接反映橡皮条的弹性势能大小。 (2) 比较第 1 次和第 2 次实验可知 ， 拉伸相同的伸长量 ， 橡皮条的弹性势能与橡皮条的 ________ 有关。 (3) 比较第 1 次和第 3 次实验可知 ， 拉伸相同的伸长量 ， 橡皮条的弹性势能还与橡皮条的 ___________ 有关。 弹珠被弹射的水平距离 长度 宽度 (4) 用同种材料同厚度的橡皮条 ， 拉伸相同的伸长量 ， 弹性势能最大的橡皮条是 ( ) 。 A ． 窄而长的 B ．宽而长的 C ． 窄而短的 D ．宽而短的 D 17 ． (2017 ， 山西 ) 小明和同学打乒乓球时 ， 注意到乒乓球台上的球不小心就会滚到台下 ， 落地点时远时近。小明思考：若运动着的小球从桌上滚落后 ， 小球的落地点到桌子的水平距离可能与哪些因素有关呢？他的猜想如下： 猜想一：小球的落地点到球台的水平距离 s 可能与小球离开桌面的速度大小有关。 猜想二：小球的落地点到球台的水平距离 s 可能与桌子的高度 H 有关。 然后 ， 小明选取了钢球并用高度可调的桌子与斜面组成如图所示的装置 ， 并进行了实验 ， 得到了部分数据如下表。 同一钢球 ， H ＝ 1.2 m 次数 小球高度 h /m 落地点到桌子的水平距离 s /m 1 0.1 0.65 2 0.2 0.96 3 0.3 1.16 (1) 在实验中让钢球从桌上的斜面不同高度由静止滚下 ， 其目的是 _________________________ 。 (2) 分析表中数据你可得到的结论是 ____________________________________________________________________________________________________________________ 。 使钢球到达桌面的速度不同 同一钢球，在桌子高度一定时，离开桌面的速度越大，钢球落地点到桌子的水平距离越大