3．2 机械能(1)
【点击要点】
1．机械能：动能和势能统称为机械能。
(1)动能：物体由于 而具肴的能。
(2)重力势能：物体由于被 而具有的能。
(3)弹性势能：物体由于发生 而具有的能。
2．动能和势能大小的影响因素：
(1)影响动能的因素是物体的 。课本探究活动中动能大小是通过 体现出来的，这种方法叫转换法。
结论：质量相同时，速度大的物体具有的动能大；速度相同时，质量大的物体具有的动能大
(2)影响重力势能的因素是物体的 。质量相同时，高度大的物体重力势能大；高度相同时，质量大的物体重力势能大。
(3)同一物体的弹性 越大，其弹性势能越大。21*cnjy*com
【典题分析】
例1（2014?鄂州）如图所示，小球从斜面上某一高度由静止开始滑下，撞击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上下滑的过程中，如果以木板为参照物，小球是静止的
B．若木板的表面光滑且足够长，最终木块的动能保持不变
C．木块对木板的压力就是木块的重力
D．小球从斜面上开始下滑到撞击木块后静止的过程中，小球的机械能先变大后变小
巩固训练1小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，设计了如图甲、乙所示的实验：
(1)让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
(2)让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．21*cnjy*com
上述甲、乙两组实验中：
(1)要探究动能与物体运动速度的关系应选用 图，选择的理由是：
(2)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是
(3)甲、乙两组实验可以得出的结论是
【跟踪演练】
一、选择题
1．关于动能的概念，下列说法中正确的是( )
A．速度大的物体具有的动能一定大
B．质量大的物体具有的动能一定大21*cnjy*com
C．运动物体只具有动能
D．一切运动的物体都具有动能
2．骑自行车上坡前一般要加紧蹬几下，这是为了（ ）
A．增大惯性 B．减小阻力
C．增大动能 D．增大时能21*cnjy*com
3．（2014?怀化）下列物体具有弹性势能的是（ ）
A．在水平公路上行驶的小轿车 B．悬挂在天花板上的电灯
C．被拉开的弹弓 D．在空中飞行的飞机
4．汽车超速行驶会造成严重的交通事故，快速行驶的汽车能将行人撞飞，这是因为( )
A．汽车具有较大的势能 B．汽车受到重力
C．汽车具有较大的内能 D．汽车具有较大的动能21*cnjy*com
5．（2014?昆明）草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫．当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（ ）
A．动能不变，势能不变 B．动能减少，势能减少21*cnjy*com
C．动能增加，势能减少 D．动能减少，势能增加
6．（2014?成都）如图所示，在歼20飞机加速向上运动的过程中，关于飞行员的能量分析，下列说法正确的是（ ）
A．动能增加，重力势能不变
B．动能不变，重力势能增加21*cnjy*com
C．机械能总量不变
D．机械能总量增加21*cnjy*com
7．质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么（ ）
A．燕子比鸽子飞得快 B．鸽子比燕子飞得快
C．燕子与鸽子飞得一样快 D．两者速度大小无法比较
8．如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是（ ）
A．增大箭的弹性势能 B．增大箭的动能
C．增大弓的弹性势能 D．使箭沿直线运动21*cnjy*com
9．一位司机驾驶大货车在某路段行驶，由于超速被警察拦住，警察对司机说：“先生，刚才你的车速为70km／h，超速了。这位司机不满地说：“为什么小车的限速为80km／h，而大车的限逮却为60km／h，不合理!”如果让你从物理学角度向司机解释，你会告诉他，这是由于( ) 21*cnjy*com
A．物体的惯性跟速度和质量有关 B．摩擦力的大小跟速度和质量有关
C．物体的动能跟速度和质量有关 D．压强的大小跟速度和质量有关
10．在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让同一铁球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块(如图所示)，下列说法中正确的是( )
A．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
B．该实验说明物体的动能大小与高度有关
C．若水平面绝对光滑，木块将做匀速直线运动21*cnjy*com
D．铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小21*cnjy*com
二、填空题
11．下列物体：A山顶上的石块；B天空中飞翔的小鸟；C
在操场上滚动的铅球；D．被拉开的弓；E．水平地面上21*cnjy*com
张弓待发的箭、；F．掷出去的标枪。
①只有动能的是： ；
②只有势能的是： ；
③既有动能又有势能的是： ；
④既没有动能又投有势能的是： 。
12．杭黄铁路（浙江段）已列入杭州市今年重点建设项目名单，力争年内开建，按照环评报告上列出的4年（48个月）总工期计算，有望于2017年底或者2018年初建成通车，设计时速250公里/小时，当列车时速增大时，其动能将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。21*cnjy*com
13．（2013?南京）如图是竖直向上抛出的小球上升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片．从图中可以判断：小球在a、b位置间的平均速度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在c、d位置间的平均速度：在上升过程中，小球的重力势能 （选填“逐渐增大”、“逐渐减小”或“不变”）
14．体积相同的铁球和木球，放在同一水平桌面上，铁球静止，木球运动， 球
的重力势能大， 球的动能小。正在运动着的木球如果它受到的所有外力同时
消失，它的速度将 ，动能将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
三、实验探究题21*cnjy*com
15．(2014丽衢)在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑。小衢设计了如图甲所示的实验：让质量不同的钢球A、B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球 ，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。
小丽肯定了小衢的实验方案后，对实验又提出了两个建议：
建议一：因为钢球在斜面上滚下的时间很短，不利于观察和比较钢球的运动情况。不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是 ；21*cnjy*com
建议二：为确保钢球滚下时不偏离斜面，可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽（如图乙所示）。从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑，图中两个小凹槽的间距L应 。
16．(2014绍兴)探究影响物体弹性势能大小的因素，选择弹簧进行研究。将光滑水平面与光滑斜面连接，如图：21cnkxtj2008
①将甲弹簧放置在水平面上，用小球压缩弹簧2厘米，释放后，小球滚上A斜面，记录小球在斜面最高点时高度，重复三次，取平均值记录在下表中。更换B斜面，重复实验。
②压缩甲弹簧3厘米，重复实验①步骤。
③换用不同弹簧，重复实验①步骤。21*cnjy*com
实验
序号
弹
簧
弹簧长
度/厘米
弹簧
材料
压缩量
/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）实验中，通过观察 判断弹簧弹性势能的大小。21*cnjy*com
（2）比较 （选填实验序号），说明弹簧的弹性势能大小与弹簧的形变大小有关。
（3）由实验结果可知，弹簧的弹性势能大小还与弹簧的 有关。21*cnjy*com
答案
【点击要点】
1．(1)运动 (2)举高 (3)弹性形变 2．(1)质量和速度(2)质量和高度(3)形变
【典题分祈】
例1
巩固训练l (1)甲 控制质量相同，高度不同速度不同 (2)小球到达斜面底端与盒相撞的速度相同 (3)动能大小与质量和速度有关，质量越大，速度越大，动能越大。(或质量相同的物体速度越大，动能越大，运动速度相同，物体质量越大，动能越大)
【跟踪演练】
3．2机械能（2）
【点击要点】
1．动能和势能的相互转化
(1)动能转化为重力势能时，物体的速度不断 ，高度不断 ；重力势能转化为动能时，高度 ，速度： 。
(2)动能转化为弹性势能时，速度 ，弹性形变 ；弹性势能转化为动能时，弹性形变 ，速度 。21世纪教育网
2．机械能守恒
(1)物体通常既具有动能，又具有势能。
(2)当物体只受重力和弹性力时(不受阻力时)，机械能总量 。即动能减小了多少，势能就增加多少；势能减少多少，动能就增加多少。
(3)物体受到摩擦力作用，那么在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量减少。
【典题分析】
例1 （2013?雅安）如图所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．铅球由a→b时，动能逐渐增大
B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D．铅球在c点时动能最大21世纪教育网
巩固训练1 关于滚摆在运动过程中能量的分析，下列说法正确的是（ ）
A．下降过程中动能不变21世纪教育网
B．最低点动能为零
C．上升过程中重力势能减小21世纪教育网
D．最高点重力势能最大
例2 小明在用单摆做动能和势能转化的实验中，感到小球
往返摆动的时间很有规律。于是猜想，小球往返摆动一次的时间
可能与小球的质量、摆长l以及摆动的幅度s有关。小明用右图
所示的装置，对猜想进行探究。用一小球，使其摆动，记下小球
往返摆动次数和所用的时间；在摆长不变的条件下，用质量不同
的小球，重复实验。小明经计算分析得出结论：在摆长不变的条件
下，小球往返摆动一次所用的时间与小球的质量无关。
(1)针对猜想，小明在实验过程中可能忽视的一个因素是： 。
(2)为了研究小球往返摆动一次所用时间与摆长的关系，请你写出实验方法。
巩固训练2 如图所示的单摆，小球在ab间往复摆动的过程中，下列说正确的是( )
A．小球在n点时的动能最大
B．小球在b点时的动能最大21世纪教育网
C．小球在c点时的动能最大
D．小球由c到口的运动过程中，重力势能不断转化为动能
跟踪演练
一、选择题
1．如图所示的四个实例中，机械能增大的是（ ）21世纪教育网
A．匀速水平飞行的飞艇 B．加速起飞的飞机 C．减速下降的热气球 D．等待发射的火箭
2．（2014?邵阳）如图，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，下列说法正确的是（ ） A．人和伞的总重力大于空气的阻力
B．人和伞的总重力等于空气的阻力
C．人和伞的重力势能在增大21世纪教育网
D．人和伞的动能在减小21世纪教育网
3．下面四幅图中属于动能转化为重力势能的是( )
小刚用弹弓形变的橡皮条 B．小明脚踩滑板从高处滑下21世纪教育网
将“子弹”弹射出去
C.上海“明珠线”上的轻轨车 D．子弹水平穿过苹果的瞬间
无动力滑上站台
4．如图所示，某同学将一支带弹簧可伸缩的圆珠笔摁在桌面上，松手后发现圆珠笔竖直向上跳起。在圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中，有关能量转化过程，以下说法正确的是( ) 21世纪教育网
A．先由弹性势能转化为动能，再由动能转化为重力势能21世纪教育网
B．先由重力势能转化为动能，再由动能转化为弹性势能
C．先由弹性势能转化为重力势能，再由重力势能转化为动能
D．先由动能转化为重力势能，再由重力势能转化为弹性势能
5．如图，同一物体分别由静止开始沿三个光滑斜面从A点滑下，
在到达斜面底部的动能大小为( )
A． B处动能大 B．C处动能大21世纪教育网
C．D处动能大 D．B、C、D处动能一样
6．（2014?龙岩）如图所示，小伟在玩蹦蹦杆，蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小伟的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是（ ）21世纪教育网
A．重力势能减小，弹性势能增大
B．重力势能增大，弹性势能减小
C．重力势能减小，弹性势能减小21世纪教育网
D．重力势能增大，弹性势能增大
7．在相同的高度，以相等的速度将三个同样的小球分别沿竖直向上、竖直向下、水平方向抛出，若不计空气阻力，比较它们落地时的动能大小，则( )
A．竖直向上抛出的大 B．竖直向下抛出的大21世纪教育网
C．水平方向抛出的大 D．一样大
8．跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ ） A．助跑过程中机械能不变
B．经过最高点时动能为零21世纪教育网
C．经过最高点时重力势能最小
D．起跳后升空的过程中，动能转化为重力势能
9．（2013?广州）如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d，足球（ ） A．在b、d两点动能相等
B．在a、d两点动能一定相等
C．从b到c的过程机械能减少
D．从c到d的过程重力势能减少21世纪教育网
10. （2014?贵阳）如图所示，是国产歼-15舰载机正在“辽宁号” 航母上进行阻拦着舰时的情景：战机呼啸着舰，机尾挂钩精准钩住阻拦索，在阻拦索的拉力帮助下，使战机在航母的飞行甲板上短距离滑行便停下来．根据对舰载机着舰过程的介绍可判断，舰载机在滑行过程中（ ）
A．受平衡力的作用
B．其机械能逐渐减小21世纪教育网
C．使“辽宁号”航母的内能减小
D．使“辽宁号”航母的机械能减小21世纪教育网
二、填空题
11．（2013?兰州）如图所示，捻动滚摆的轴使它升高后释放，可以观察到滚摆沿着悬线
向下运动，此过程中，它的 能减小， 能增加。滚摆到最低点后又上升，
每次上升的高度逐渐减小，这说明滚摆具有的机械能 （填“减小”、“增
大”或“不变”）。 21世纪教育网
12．如右图用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要
动。铁锁向前摆去又摆回来，铁锁摆回时 (填“会”或“不会”)碰到自
己的鼻子。在摆动过程中，铁锁的 能和 能在不断转化。
13．一物体从光滑的斜面下滑，动能 ，势能 ，机械能总
量 。 一物体用力从斜面的底端匀速推到顶端，动能 ，势
能 ，机械能总量 。21世纪教育网
14.（2014?铁岭）如图是小球在地面弹跳的频闪照片，A、B两点高度相同且距地面
30cm，小球在A点的重力势能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）
B点的重力势能，小球在A点的动能 （选填“大于”、“小于”或“等
于”）B点的动能21世纪教育网
15.（2013?黑龙江）在一次军事演习中，一架飞机沿水平方向一边匀速飞行一边投放军用物资，在此过程中飞机的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”），物资在加速下落过程中，动能和重力势能之间的转化情况是：
16. 如图是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图，O点是“不倒翁”的重心．将“不倒翁”扳到位置1后静止释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2，到达另一侧最大摆角的位置3．请分析说明“不倒翁”由位置1经2到3的摆动过程中机械能是如何转化的： 位置1到位置2： ；21世纪教育网 位置2到位置3： 。
【提高习题精选】
1．如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的( )
A．速度
B．动能
C．机械能21世纪教育网
D．重力势能21世纪教育网
2．下列情况中，机械能的总量保持不变的是( )
A．汽车从斜坡上匀速下滑
B．利用滑轮组将物体匀速提升
C．在没有空气阻力的情况下，物体自由下落
D．物体在光滑水平面上受拉力作用，速度增大21世纪教育网
3．如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后
踩在翘翘板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（ ）
A．男演员的质量必须要大于女演员的质量
B．甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能21世纪教育网
C．男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能
D．女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等
4．（2014?湖州）一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用，则该物体的（ ）
A．动能可能不变 B．势能可能不变21世纪教育网
C．机械能一定不变 D．机械能可能不变
5．如图所示，电动小车沿斜面从A匀速运动到B，在运动过程中( )
A．动能减小，重力势能增加
B．动能增加，重力势能减小
C．动能不变，重力势能增加21世纪教育网
D．动能不变，重力势能减小21世纪教育网
6．（2014?娄底）如图所示，小球从距离地面一定高度的O点沿x轴竖直落下，
不计空气阻力，图象表示小球某种形式的能量E随下落高度x的变化情况．E
可能表示小球的（ ）
A．动能 B．内能21世纪教育网
C．机械能 D．重力势能21世纪教育网
7．（2014?威海）如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验时，将一根橡皮筋一端系一质量为m的小球，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，c点是小球从a点自由下落所能到达的最低点，在小球从a点到c点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（ ）21世纪教育网
A．小球到达b点时，受的合力为零
B．小球到达c点时，受的合力为零21世纪教育网
C．小球的动能一直在增加，重力势能一直在减小
D．在c点小球的动能为零，橡皮筋的弹性势能最大
8．许多同学都很喜欢“多米诺骨牌效应”活动(按一定距离排列的骨牌，碰倒第一块骨牌后，其他所有骨牌会依次倒下)，其物理原理是：骨牌倒下时， 转化为 (填“动能”或“重力势能”)，这部分能量就转移给下一张骨牌，下一张骨牌倒下时具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越来越快。21世纪教育网
9.（2013?海南）如图甲所示，高为h的光滑斜面上，一物块从顶端A点由静止自由滑到底端B点，在此过程中，物块的机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）；图乙所示的图象表示该物块的 （选填“动能”或“重力势能”）随高度变化的规律．
10．在学习势能的知识时，小明同学猜想物体重力势能的大小可能与以下两个因素有关：
A物体的高度；B物体的质量。21世纪教育网
为了证明自己的猜想。他把橡皮泥平铺在水平面上，让同一小球从不同高度自由下落，记录结果如下表。
实验次数
球离橡皮泥的高度／m
球在橡皮泥中的凹陷程度
1
1.0
较浅
2
2.0
较深
3
3.0
很深
(1)由记录结果可以得到的实验结论是：
(2)若想对另一个因素进行验证，你认为小明应该怎么做? 21世纪教育网
11．在探究“动能大小与什么因素有关”时，我们是让铁球从斜面上滚下来，碰上一个放置在平面上的木块：
(1)当探究“动能的大小跟质量有什么关系”时，我们要让质量 的铁球分别从斜面的 高度处滚下来去撞击木块。21世纪教育网
(2)由于铁球动能的大小不易直接观测出来，因此实验中，我们是靠观察木块被推走的距离远近来判断铁球动能大小的。像这种用能直接观测的量，来显示不易直接观测的量的方法叫转换法。转换法在物理实验中常用，请举一个使用转换法的例子：
答案
【点击要点】
1．(1)减小增加减小增大(2)减小增大减小增大2．(2)保持不变
【典题分析】
例1 D解析：A、铅球由a→b时，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，重力势能不断增大．不符合题意．B、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒．a、b、c三点的机械能相等．不符合题意．C、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒．铅球由b→c时，机械能都相等．不符合题意． D、a、b、c三点的机械能相等．机械能=动能+势能．铅球的质量不变，hb＞ha＞hc，b点的铅球的重力势能大于a点铅球的重力势能大于c点的铅球的重力势能，b点的铅球的动能小于a点铅球的动能小于c点的铅球的动能．所以铅球在c点时动能最大．符合题意． 巩固训练l D
例2 (1)小球摆动的幅度应保持不变(或摆动幅度)
(2)用同一小球，再保持摆动幅度不变的条件下，比较摆长不同时，小球往返摆动一次所用的时间。
巩固训练2 C
【跟踪演练】
1．B 2．B 3．C 4．A 5．D 6．B 7．D 8．D 9．C 10.B
11. 势能 动能 减小 l2．不会 重力势动 l3．增加 减少 不变 不变 增加 增加
14. 等于 大于 15.变小 重力势能转化为动能
16．重力势能转化为动能 动能转化为重力势能
【提高班习题精选】
