2022年浙江省中考科学一轮复习 第25课时　机械能（课件 36张PPT）

(共36张PPT)
第25课时　机械能
●知识体系梳理
●重难考点精讲
●当堂限时训练
知识体系
能量　
焦耳
运动　
物体质量　
运动速度
举高
物体质量
被举高的高度
弹性形变　
形变程度　
　动能和势能　
　保持不变
对点练习
1.如图25-1所示的链球、铅球、铁饼和标枪都是奥运会田径项目,当把这些物体斜向上抛出后,不计空气阻力,则这些物体从被抛出到落地的过程中 (　　)
A.动能一直增大,重力势能一直减小
B.动能一直减小,重力势能一直增大
C.动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
D.动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
图25-1
C
2.[2017·杭州]如图25-2所示,木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中,木块的 (　　)
A.重力势能减小,动能增大
B.重力势能减小,机械能减小
C.动能不变,机械能不变
D.重力势能不变,机械能减小
　图25-2
B
3.[2021·衢州]如图25-3Ⅰ所示,物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。图Ⅱ中物块的相关物理量随时间变化规律的图像正确的是 (　　)
Ⅰ
Ⅱ
　图25-3
B
4.[2020·湖州]在无风的环境中,雨滴的降落可简化为两个过程,先加速竖直降落,后匀速竖直降落。则雨滴(忽略质量变化) (　　)
A.加速降落过程中只受重力作用
B.加速降落过程中机械能逐渐增大
C.匀速降落过程中减少的重力势能全都转化成内能
D.匀速降落过程中机械能保持不变
C
5.[2021·绍兴]滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图25-4Ⅰ所示是U形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然变化(不用力),图Ⅱ中最有可能滑到滑台C处的是 (　　)
Ⅰ
图25-4
Ⅱ
B
6.[2020·绍兴]2020年5月5日,我国自主研发的长征5号B型运载火箭圆满完成发射任务。如图25-5所示为起飞阶段加速上升的火箭,该过程中,内部的新型返回舱的动能　　　　,火箭整体的机械能　　　　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
图25-5
增大　
增大
7.[2014·杭州]如图25-6所示,用手将一重为G的铁球缓慢放在一弹簧上,放手后,铁球从A位置开始向下运动,到达B位置时速度达到最大,到达C位置时小球的速度变为零。已知AC间的高度差为h,则从A位置到C位置铁球所受的重力做功是　　　　;在此过程中弹簧的弹性势能增加量为　　　　。从B位置到C位置的过程
中铁球所受的重力　　　　(选填“大于”“小
于”或“等于”)弹簧所施加的弹力。(整个过
程中不计能量损耗)
图25-6
Gh　
Gh
小于
重点一
探究动能大小的影响因素
例1 [2020·金华一模改编]探究动能大小与哪些因素有关的实验如图25-7所示。
　　图25-7
(1)如图甲所示,小红先探究动能大小与质量关系,让质量不同的小车从斜面的同一高度下滑,目的是______________________
　　　　　 　　。通过比较______________________来比较小车具有的动能的大小。预测本实验的现象是______________
　　　　　　 　,实验结论为_________________________
　　　　 　。
控制小车到达水平
面时的速度相同
木块被推动的距离
质量大的小车
能把木块推得更远
速度相同时,质量越大,
动能越大
(2)小磊认为去掉木块,利用粗糙且足够长的木板,通过比较小车在木板上运动的距离也能比较小车动能的大小,这样设计的依据是__________________________________________________________________
　　　　　　　 　　　　　。于是小磊通过在小车上加砝码来改变质量,得到如图乙
所示的实验情形,据此他得出在速度相同的条
件下,物体的动能与质量　　 (选填“有关”
或“无关”),该结论是____　　选填“正确”
或“错误”)的。
小车的动能越大,克服摩擦力做功越多,摩擦力做功W=fs, 其中,摩擦力f大小不变,小车运动的距离越远说明物体的动能越大
无关　
错误
(3)小磊探究“动能大小与质量的关系”时将实验装置改进成如图丙所示,利用质量不同的铁球将弹簧压缩相同程度由静止释放,撞击同一木块。该实验方案是否可行并说明理由
　 。
不可行,没有控制铁球的速度相同
【名师点睛】本实验中用到的方法主要有控制变量法和转换法,控制变量法要注意控制变量唯一,转换法要用一些直观可见的现象去呈现一些看不见摸不着的现象,实现物理量间的间接测量与呈现,这可见和不可见的现象分别体现在实验现象与结论的描述中。
【变式1】[2020·温州]在做“探究动能大小与质量关系”的实验时,小明想:小球从相同高度滚下,若小球材质和斜面倾角不同,到达水平位置时的速度会相同吗
(1)如图25-8甲所示是用挡板控制大小不同的两个小球在斜面上起始位置的两种方案,小明实验时应选择A方案而不能选择B方案的原因是　　　　　　　　　　　 　　 　　。
A　　　　　　　　 B
甲
　Ⅰ　　　　　　　 Ⅱ
乙
图25-8
B方案中两球从起始位置到水平位置的高度差不同
(2)小明选择大钢球、小钢球、木球以及可调整倾角的斜面进行实验。分别让三个球从斜面同一高度由静止开始释放,利用测速仪测出每个球到达水平位置时的速度,实验数据如下表所示。
斜面倾角速度/ (m·s-1)球的类别0 10° 20° 30° 40° 50° 60°
大钢球 2.67 2.67 2.67 2.75 2.88 2.97
小钢球 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
分析表中数据可知:要使球到达水平位置时的速度与球是钢质或木质无关,则斜面倾角不可能是　　　　(填字母序号)。
A.15°　　　 B.25°　　　
C.35°　　　 D.45°
D
(3)小明利用如图乙所示装置做“探究动能大小与质量关系”的实验时,通过观察球撞击相同塑料软片的数目来比较球的动能大小(图中未画出固定塑料软片的装置)。老师指出此装置不适合体积不同的两个球做实验,原因是___________________
　　　　　　　　　　　　。
　Ⅰ　　　　　　　 Ⅱ
乙
塑料软片对不同
体积的小球的阻力不同
重点二
机械能守恒
例2 [2021·温州]一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图25-9所示),同时番茄仍有较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能 (　　)
A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和
C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能
总和
D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和
图25-9
B　
【变式2】[2020·浙江模拟]掉在水平地面上的弹性小球会跳起,而且弹跳的高度会越来越低。如图25-10所示是小球弹跳的频闪照片,小球在1、2位置的高度一样。下面说法正确的是 (　　)
A.小球在1、2位置的势能相同,机械能也相同
B.小球在1、2位置的动能相同,在2位置的机
械能较小
C.小球在2位置的动能较大,机械能也较大
D.小球在2位置的动能较小,机械能也较小
图25-10
D
重点三
动能、重力势能和弹性势能之间的转化
例3 有一种叫“蹦极”的游戏,游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。如图25-11所示,图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是游戏者所到达的最低点。在游戏者由跳台至最低点c处的过程中,空气阻力不计。下列说法正确的是 (　　)
A.整个过程中游戏者在a点时的动能最大
B.整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量
C.游戏者在c点时受平衡力作用
D.从a点下落到c点的过程中,游戏者的动能先增大后减小
图25-11
D
【名师点睛】动能、重力势能和弹性势能之间的转化
　　这类题目往往不计阻力,则机械能总量保持不变。物体质量不变,重力势能与弹性势能的大小可以根据高度和弹性形变大小来判断,而动能大小变化要看速度。根据受力分析,速度最大时物体处于受力平衡状态。
【变式3】如图25-12所示,弯曲的跳板把人弹至最高处的过程中人的动能和重力势能的变化情况是 (　　)
A.动能减小,重力势能增大
B.动能增大,重力势能减小
C.动能先增大后减小,重力势能增大
D.动能先减小后增大,重力势能减小
图25-12
C
1.[2014·嘉兴模拟]如图25-13表示一个人站在匀速上升的电梯中,下列分析正确的是 (　　)
A.电梯上升过程中,人的动能转化为重力势能
B.电梯上升过程中,人的机械能不断增大
C.电梯上升过程中,电梯的支持力对人做功为零
D.人对电梯的压力与电梯对人的支持力是一对平
衡力
图25-13
B
2.[2021·浙江模拟]如图25-14所示,已知人造地球卫星绕地球运行的轨道是椭圆形的,有一近地点和远地点,下面关于卫星的说法正确的是 (　　)
A.当卫星从远地点向近地点运动时,速度变大
B.当卫星从近地点向远地点运动时,速度变大
C.当卫星在远地点时,动能最大,重力势能最小
D.当卫星在近地点时,动能最小,重力势能最大
图25-14
A
3. [2019·台州]立定跳远时的动作分解如图25-15所示,在此过程中运动员 (　　)　
A. 上升时,动能减小,势能减小
B. 上升时,动能增大,势能增大
C. 下落时,势能增大,动能减小
D.下落时,势能减小,动能增大
图25-15
D
4.如图25-16所示,在竖直平面内用轻质细线悬挂一个小球,将小球拉至A点,使细线处于拉直状态,由静止开始释放小球,不计空气阻力,小球可在A、F、B三点间来回摆动,A和B是最高点,F是最低点。
图25-16
下列说法正确的是 (　　)
A.当小球到达最低点F时撤去一切外力,由于惯性,它将保持原来的圆周运动
B.在小球从A点摆动到F点的过程中,动能转
化为重力势能
C.当小球到达最高点A时撤去一切外力,它
将做匀速直线运动
D.当小球摆动到B点时,细线恰好断开,则小球将沿BE方向运动
D
图25-16
5.[2021·嘉兴]如图25-17所示是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图像。雨滴在t1、t2、t3三个时刻中具有的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是 (　　)
A.Ek1B.Ek1>Ek2>Ek3
C.Ek1D.Ek1=Ek2图25-17
C
6.[2020·浙江模拟]如图25-18所示,粗糙的弧形轨道固定在地面上,一小球由A点以一定的速度沿轨道滚下,经另一侧与A等高点B后到达最高点C,下列分析正确的是 (　　)
A.小球在A点具有的机械能等于它在C点
具有的机械能
B.小球在A点的重力势能比在B点的重力
势能大
C.小球在A点具有的机械能等于它在B点具有的机械能
D.小球在A点的动能比在B点的动能大
图25-18
D
7.为探究重力势能的大小与什么因素有关,小金利用两端开口的玻璃管、底面直径与玻璃管内部直径相同的圆柱形泡沫及体积相同而质量不同的金属块,设计了如图25-19所示的实验。
(1)实验中可通过观察　　　　　　　来
判断金属块重力势能的大小。
(2)要探究重力势能大小与高度的关系,应
选择图　　　　两次实验进行分析比较。
图25-19
泡沫的下降高度
甲、丙
(3)分析比较图甲和图乙的实验结果可探究_________________
　 。
图25-19
高度相同时,重力势能的大小与质量的关系
8.如图25-20所示,轻质弹簧处于原长状态时在MO,将弹簧一端系一木块,并拉长至A处由静止释放,木块运动到B处停了下来,测得OA>OB。则
(1)木块在B处静止时受到摩擦力吗 如果受摩擦力,摩擦力的方向如何 　　　 　。
图25-20
受到摩擦力,方向水平向左
(2)木块自O向B运动的过程中,木块的动能转化为　　　　能和　　　　　　 能。
(3)木块自A向B运动的过程中,最大速度出现在　　　　(选填“O点”“O点左侧”或“O点右侧”)。
图25-20
内
弹簧的弹性势
O点右侧
9.[2021·温州期末]小实在观察游乐园的过山车的运动中产生了一个问题,并建立如图25-21所示的理想模型来与同学一起分析:两个相同的实心小球以同样的速度大小v分别沿着甲、乙两个光滑的弧槽运动,两弧槽弧形相同,弧长相等。则小球通过弧槽甲的时间(t甲)与
通过弧槽乙的时间(t乙)大
小是什么关系 并结合能
量转化的知识阐述理由。
图25-21
解:t甲理由:因为弧槽光滑,所以整个过程中机械能守恒,图甲中AB之间任取一点E,高度都比A点低,即重力势能比小球在A点时的重力势能小,重力势能转化为动能,则A点的速度小于E点的速度,所以整个过程的平均速度v甲>v,图乙中CD之间任取一点F,高度都比小球在C点高,即重力势能比小球在C点时的重力势能大,动能转化为重力势能,小球在C点的速度大于在F点的速度,所以整个过程的平均速度v乙v乙,又因为甲、乙的弧长相等,根据t=可以得出t甲