3.2 机械能(1)
同步训练A组
1．物体由于运动具有的能叫做动能，相同的物体，速度越大，它的动能越大；速率相同的不同物体，质量越大，它的动能就越大。
2．物体由于被举高而具有的能叫做重力势能，决定重力势能大小的因素主要是质量和被举高的高度。物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，弹性势能的大小与物体的弹性形变程度有关，物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。
3．“跳远”是一项常见的体育运动。跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做的目的是(C)
A. 使跳远运动员产生惯性
B. 加大跳远运动员的冲力
C. 增大了跳远运动员的动能
D. 减小了跳远运动员的动能
4．下列说法正确的是(D)
A. 速度大的物体，动能一定大
B. 形变大的物体，弹性势能一定大
C. 质量大的物体，重力势能一定大
D. 同一物体，运动速度越快，动能越大
5．下列物体中不具有弹性势能的是(C)
A. 被压紧的弹簧
B. 被撑竿跳运动员压弯的撑杆
C. 从拉弯的弓中射出的箭
D. 发生形变的蹦床
(第6题)
6．如图所示，小明在玩蹦蹦杆。在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是(A)
A. 重力势能减小，弹性势能增大
B. 重力势能增大，弹性势能增大
C. 重力势能减小，弹性势能减小
D. 重力势能增大，弹性势能减小
7．判断下列物体是否具有动能或势能，如果有，说出能量的名称，如果没有，说明原因。
①在水平地面上滚动的铅球：动能
②悬挂在室内的电灯：势能
③玩具汽车中被卷紧的发条：势能
④未被压缩的弹簧：没有，因为没有发生弹性形变所以不具有势能
⑤在空中飞行的波音747客机：动能、势能
⑥静止在水平轨道上的列车：没有，不运动、也没被举高
⑦高速升空的火箭：动能、势能
⑧被拉弯的钢尺：势能
⑨被水电站拦河坝拦住的上游水：势能
⑩空中下落的篮球：动能、势能
8．飞行的子弹中靶后，能将靶击穿，这是因为子弹具有巨大的动能；将钟表的发条拧紧后，能让钟表的指针走相当长的时间，这是因为拧紧的发条由于发生弹性形变而具有弹性势能；爬上树玩耍的小孩，时刻有被摔伤的危险，是因为他具有较大的重力势能。
9．甲站在0.5米/秒匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7米/秒匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行过程中动能不变(填“增加”“不变”或“减少”)。某时刻他们的位置如图所示，该时刻甲的重力势能等于(填“大于”“等于”或“小于”，下同)乙的重力势能，甲的机械能小于乙的机械能。若此时上行的扶梯突然停止运动，甲会向前倾，原因是由于惯性，身体要保持原来的速度而脚受阻不动，故向前倾。
(第9题)
10．跳远运动员运动的几个阶段如图所示，则运动员(D)
(第10题)
A. 助跑阶段动能不变
B. 起跳时动能为零
C. 经过最高点时动能最大
D. 经过最高点时重力势能最大
【解析】 助跑阶段运动员质量不变，速度增大，故动能增大，A错；起跳时，运动员有速度，故运动员有动能，B错；在起跳过程中，运动员的动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大，经过最高点时，高度最高，重力势能最大，动能最小，C错，D正确。
同步训练B组
11．一些物体的动能如下表所示，请根据表中的数据和所学的相关科学知识推断：
行走的牛
约60焦
跑百米的运动员
约3×103焦
飞行的步枪子弹
约5×103焦
(1)在质量和速度这两个物理量中，对动能影响较大的是速度(填“质量”或“速度”)。
(2)物体的动能(E)与物体的质量(m)和运动速度(v)的定量关系，你认为正确的是(C)
A．E＝mv B．E＝
C．E＝mv2
【解析】 (1)牛的质量远大于运动员，但牛的动能只是运动员的，说明对动能的大小影响较大的因素不是质量，而是速度。
(2)运用代入法：
①先估计：运动员的质量m＝60千克，百米跑速度v＝10米/秒。
②再代入A、B、C三个式子中，发现：E＝mv2＝×60千克×(10米/秒)2
＝3000焦
只有C符合，A、B均不符合。
(第12题)
12．张军同学在探究“重力势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，找来质量分别为50克、100克、200克的三个小钢球，刻度尺和装满松软细沙子的木箱，按如图所示进行实验。先将木箱中的细沙抹平，再让小钢球从距地面h处由静止释放，小钢球砸进细沙并陷入其中，测出小钢球在细沙中下陷的深度d，并记录释放前小钢球的高度h，下表是他五次实验的数据。
实验序号
小钢球质量
m/克
下落初始高度h/厘米
下陷深度
d/厘米
1
50
60
1.6
2
50
100
2.0
3
50
120
2.4
4
100
100
4.1
5
200
100
8.3
请回答下列问题：
(1)实验中他根据小钢球在细沙中下陷的深度d来判断物体重力势能的大小。
(2)分析表中序号为1、2、3的实验数据，得出的结论是同一物体，位置越高，重力势能越大，在这三次实验中，他使小钢球的质量保持不变。
(3)分析表中序号为2、4、5的实验数据，得出的结论是同一高度，物体质量越大，重力势能越大，在这三次实验中，他使小钢球的下落初始高度保持不变。
【解析】 (1)小钢球在细沙中陷得越深，说明它做的功越多，具有的能量越大。(2)从实验1、2、3的数据可以看出，小钢球质量相等，但下落初始高度依次增加，下陷深度依次增加，所以得出的结论是：同一物体，位置越高，重力势能越大。(3)由实验2、4、5的数据可以看出，三次下落初始高度相等，但小钢球质量依次增加，下陷深度依次增加，所以得出的结论是：同一高度，物体质量越大，重力势能越大。
13．小华为探究物体动能大小与质量、速度的关系，设计了如图甲和乙所示的实验。
(第13题)
实验甲：质量相同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示。
实验乙：质量不同的两个小球，沿同一光滑弧形轨道分别从A处开始向下运动，然后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。
(1)要探究物体动能的大小与速度的关系，应选用甲图(填“甲”或“乙”)。
(2)根据甲、乙两组实验可以得出的结论是物体的速度越大，质量越大，其动能就越大。
(3)这个实验中，利用木块被碰撞后移动的距离来比较物体的动能大小，下列实例中与此实验方法相同的有②③。(填编号)
①认识电流时，用水流进行类比
②用红墨水在水中的扩散现象来认识分子是运动的
③用酚酞试液滴入溶液变红色来判断溶液呈碱性
【解析】 探究动能大小与速度、质量的关系，采用的科学方法有控制变量法、转换法。甲图中，让同一小球从同一轨道的不同高度处滚下，到达水平面的初速度不同，探究的是动能大小与速度的关系；乙图中，让质量不同的小球从同一轨道的相同高度处滚下，到达水平面的初速度相同，探究的是动能大小与质量的关系。实验中小球推动木块移动的距离越远，它对木块做的功越多，具有动能越大，所以小球动能的大小由木块被推动的距离来反映，这是转换法。第(3)小题中①采用类比法，②、③采用转换法。
课件7张PPT。3.2 机械能(1)按时完成课后同步训练，全面提升自我！单击此处进入课后同步训练3.2 机械能(2)
同步训练A组
1．如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是(A)
(第2题)
2．2011年4月10日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定的椭圆轨道。该椭圆轨道近地点离地面约200千米，远地点离地面约3599千米，如图是北斗八号导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中，机械能守恒，则该卫星从远地点向近地点运行过程中，势能、动能和速度的变化情况是(B)
A. 势能增加、动能减小、速度减小
B. 势能减小、动能增加、速度增加
C. 势能减小、动能增加、速度不变
D. 势能不变、动能不变、速度不变
3．下列事例中，由重力势能转化为动能的是(D)
A. 风吹动风车转动
B. 拉弯的弓把箭射出去
C. 拧紧的发条带动钟表指针转动
D. 秋千从高处向低处摆动
(第4题)
4．如图所示，滚摆在下降的过程中越转越快，它在下降过程中(B)
A. 动能增大，势能增大
B. 动能增大，势能减小
C. 动能减小，势能减小
D. 动能减小，势能增大
(第5题)
5．请分析以下两个有关能量形式的问题。
(1)“强弩之末势不能穿鲁缟”，强弓射出的箭到了射程尽头时，不能穿透鲁地的薄绢，说明物体的动能大小与它的速度有关。
(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐平放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了弹性势能。
(第6题)
6．如图所示，小球从左端最高点A摆至最低点B的过程中，重力势能转化为动能。在转化的过程中，不计空气阻力，小球的机械能总量不变(填“增大”“减小”或“不变”)。
7．城市铁路车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡。从机械能转化的角度看，这种设计的优点是什么？
(第7题)
【答】 车进站时能将部分动能转化为重力势能，减小因刹车而损耗的机械能；车出站时将储存的重力势能又转化为动能，起到节能的作用。
同步训练B组
8．如图所示，“套圈”出手后，从a点到c点的过程(不计空气阻力)，下列说法正确的是(D)
(第8题)
A. “套圈”由a到b过程中，动能逐渐增大
B. “套圈”在b点的机械能大于在a点的机械能
C. “套圈”由b到c过程中，机械能逐渐变小
D. “套圈”由a到b再到c的过程中，重力势能先变大后变小
【解析】 套圈从a点到b点的过程中，处于上升过程，动能转化为重力势能，动能减小，重力势能增大。套圈从b点到c点的过程中，处于下降过程，重力势能转化为动能，重力势能减小，动能增大。不计空气阻力时，套圈的机械能保持不变。故选D。
9．如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能的互相转化。下列说法正确的是(D)
(第9题)
A. 小球在A处的动能等于在D处的动能
B. 小球在A处的动能大于在D处的动能
C. 小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D. 小球在B处的机械能等于在C处的机械能
【解析】 在忽略空气阻力和摩擦力的情况下，A、B、C、D四处的机械能是相同的，只是小球的动能和势能之间相互转化。
(第10题)
10．小明在用单摆做动能和势能转化的实验时，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。小明用如图所示的装置，对猜想进行探究。
(1)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。针对猜想，小明的实验过程可能忽视的一个因素是小球摆动的幅度应保持不变。
(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：用同一小球，在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。
(第11题)
11．如图所示的情景是一种游戏，叫做蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳子自然下垂时绳下端的位置，c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法中正确的是(C)
A. 游戏者的动能一直在增加
B. 游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C. 游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能
D. 游戏者达到c点时，他的动能最大
【解析】 人从起点到a点，重力势能转化为动能，动能逐渐增大。绳子不具弹性势能，从a点继续下落，绳子伸长具有弹性势能，至c点动能为零，绳子具有弹性势能最大。
课件6张PPT。3.2 机械能(2)按时完成课后同步训练，全面提升自我！单击此处进入课后同步训练
