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第十章 机械能及其转化 章末复习
质量和速度
机械
弹性形变的程度
电
动能和势能
质量、高度
【典题】如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验示意图。小明同学让同一钢球分别从斜面不同高度由静止开始滚下,撞击木块。
(1)该实验是通过观察木块移动的距离来判断 (选填“钢球”或“木块”)动能的大小。
钢球
(2)利用如图所示的实验情景,可以得到的结论: _
。
(3)在探究动能的大小与质量关系时,当换用另一个钢球实验时,发现它将木块撞出了木板,要继续完成此实验,下列措施中可行的是 (填序号)。
①换质量更大的木块
②降低第二次钢球的高度
③换质量更大的钢球
④换质量更小的钢球
质量一定时,物体的
速度越大,动能越大
④
(4)小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验,让同一个小车沿同一斜面的同一个高度由静止开始向下运动,到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止,在水平面运动的整个过程中,克服摩擦力做的功 (选填“相等”或“不相等”)。小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2,则P1 (选填“>”“=”或“<”)P2。
相等
<
[考点拓展] (5)小明同学尝试改用如图丙所示装置“探究物体动能大小与哪些因素有关”,经过思考设计了以下两个实验方案。
A
实验方案一:探究动能大小与速度的关系。用同一钢球将同一弹簧压缩至不同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。
实验方案二:探究动能大小与质量的关系。用质量不同的钢球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,比较木块被撞击的距离。
关于小明的实验方案, 。
A.只有实验方案一可行
B.只有实验方案二可行
C.两个实验方案均可行
D.两个实验方案均不可行
动能和势能
1.下列物体中,既具有动能又具有势能的是( )
A.停在站台上的火车
B.被拉开的弹弓
C.静止在地面上的足球
D.腾空而起的火箭
D
2.(2023福建)东南海域水质的改善,给了中华白海豚一个温馨的家。如图所示,下列说法正确的是( )
A.海豚跃出海面减速上升过程,动能不变
B.海豚跃起到最高点时,重力势能最大
C.海豚从高处落回海面过程,重力势能不变
D.海豚在海面下加速下潜过程,动能变小
B
(1)在分析有关物体动能大小的变化时,要同时考虑物体的质量和物体的速度是否发生变化,不能只考虑其中的一个方面,例如:公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车,尽管速度没有变化,但它的动能还是在不断减小,因为洒水车的总质量在不断减小。
(2)在分析有关物体重力势能大小的变化时,要同时考虑到物体的质量和被举高的高度两个因素,质量大的物体,其重力势能不一定大;同理,高度高的物体,其重力势能也不一定大。
机械能及其转化
3.如图所示是扔出去的小石头离手后在空中的运动轨迹,小石头最终停在水平地面e点处。不计空气阻力,则小石头在( )
A.a、b两处机械能相等
B.a处的速度比c处大
C.b处动能为零
D.d处机械能为零
A
4.(2023烟台)跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,下列关于跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
C
5.(2023泰州)引体向上是一项体育运动。如图所示,臂力小的小明借助弹力带进行训练,他用脚蹬弹力带,弹力带对他施加一个向上的力,随着小明身体上升,弹力带对他向上的力的大小变化情况是 ;在此过程中,弹力带的 能转化为小明的重力势能,其实质是弹力带对他做功的过程。
变小
弹性势
6.(2023乐山)2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛场地简化如图所示,AC为助滑道,B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中(不考虑一切阻力),重力势能转化为 能,机械能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
动
不变
(1)在一定条件下,动能和势能可以相互转化;在只有动能和势能相互转化时,动能增大则势能减小,动能减小则势能增大。
(2)实际生活中,机械能在相互转化的过程中,往往要克服摩擦力做功,使得机械能的总和减小,机械能不守恒。
7.(2023大连一模)在“探究动能大小与哪些因素有关”的实验中,小明将钢球用细线悬挂在铁架台上,适当拉起一定角度释放去撞击木块,如图甲所示:
实验探究
甲 乙
(1)本实验研究的是 (填序号)的动能。
①钢球刚刚释放时 ②钢球撞击木块时 ③木块被撞击之后
(2)动能的大小可以通过比较木块在水平面上移动的 来反映。
(3)小明还想用质量不同的小球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放,撞击同一木块,探究小球的动能大小与质量的关系。这个设计方案是否可行 ,理由是 。
②
距离
不可行
木块移动的距离相等
8.某同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到:物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验。
用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球,其中A、C、D三球的质量为m,B球质量为2m,让A、B两球从距沙坑表面高H处静止下落,C球从距沙坑表面高2H处静止下落,D球从距沙坑表面高2H处的光滑弯曲管道上端静止滑入,最后从管道下端竖直地落下(球在光滑管道中运动时的能量损失不计)。实验测得A、B两球陷入沙坑的深度分别为h1和h2,C、D两球陷入沙坑的深度均为h3,且h1(1)本实验是通过观察 来判断重力势能大小的,用到的物理研究方法为 法。
(2)比较A、B两球,发现B球陷入沙坑的深度更大,由此可得出结论:
。
(3)比较 两球,可得出结论:当物体质量相同时,下落的高度越高,物体的重力势能越大,得出此结论的依据是 _
。
铅球陷入沙坑的深度
转换
当下落高度一定时,物体的质量越大,物体的重力势能越大
A、C
A、C两球的质量相
同,C球的下落高度高,C球陷入沙坑的深度大
(4)比较C、D两球,发现两球运动的路径不同,但陷入沙坑的深度相同,由此可得出结论:物体的重力势能与物体运动的路径 (选填“有关”或“无关”)。
(5)由B、C两球不能探究重力势能的大小与高度的关系,理由是 _
。
无关
没有
控制两球的质量相等
9.在“探究动能和重力势能相互转化”的实验中,采用如图所示的实验装置。用细线把一个质量为m的小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,由静止释放小球,观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变化,并测出了小球在A、B、C三个位置时动能和重力势能的值,从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化,数据如表所示。
运动过程 或位置 A A→B B B→C C
动能Ek/J 0 增加 4.98 减少 0
重力势能 Ep/J 5.00 减少 0 增加 4.97
(1)小球在图中的C位置,受到 个力的作用。
2
(2)从实验中可以看出,小球从A→B的过程中速度不断 ,高度不断降低,这个过程中是 能逐渐转化为 能;在能量转化的过程中,机械能在逐渐减少,这主要是小球受到 造成的。
(3)在实验中,如果换用质量为2m的小球,其他条件不变。那么,小球到达B位置时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)质量为m的小球到达B位置时的机械能。
增加
重力势
动
空气阻力
大于
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第三节 机械能及其转化
动能和势能的相互转化
1.我校田径运动会上,运动员投出的铅球在下落过程中,下列说法正确的是( )
A.动能减少
B.重力势能增加
C.动能转化为重力势能
D.重力势能转化为动能
D
2.下列过程中,物体的动能转化为重力势能的是( )
A.篮球从高处落下
B.钟表里的发条带动指针转动
C.秋千从低处荡向高处
D.物块在斜面上由静止下滑
3.《天工开物》中写道“凡弓弦取食柘叶蚕茧”,指出用多股蚕丝作为弓的弦。拉弯的弓把箭射出去,是把弓的 能转化为箭的 能。
C
弹性势
动
机械能及其守恒
4.小明十分爱好骑自行车锻炼身体,几乎每周都和父亲一道到郊外去进行有氧运动。在他骑自行车匀速上坡的过程中,自行车的( )
A.动能不变,机械能不变
B.动能增加,机械能增加
C.势能增加,机械能不变
D.势能增加,机械能增加
D
5.如图所示,摆球由A点静止释放,经过最低点O到达B点返回(不考虑空气阻力)。关于摆球,下列说法正确的是( )
A.在O点时重力势能最大
B.从A点到B点的过程中机械能守恒
C.在B点时受平衡力作用
D.从A点到O点动能转化为重力势能
B
6.2022年4月16日“神舟十三号”载人飞船返回舱成功着陆。返回舱的表面有明显的灼烧痕迹,返回舱进入大气层后,机械能是 (选填“守恒”或“不守恒”)的。着陆减速时,自带的发动机喷射的“燃气”的运动方向应与返回舱前进的方向 (选填“相同”或“相反”)。
不守恒
相同
C
7.(2023荆州)2023年5月30日,三名航天员乘坐“神舟十六号”载人飞船,成功进入中国空间站,与“神舟十五号”航天员乘组会师天宫,如图所示。下列说法正确的是( )
A.飞船在升空过程中,只存在动能和势能的相互转化
B.漂浮在空间站中的航天员重力势能为零
C.空间站组合体在轨稳定运行过程中机械能守恒
D.空间站组合体在太空中沿椭圆轨道绕地球运行,在近地点时动能最小
8.在自由式滑雪大跳台比赛项目中,如图所示为运动员离开跳台向上滑行的某个瞬间。下列说法正确的是( )
A.运动员在沿跳台上滑的过程中,重力势能转化为动能
B.运动员离开跳台上升到最高点时动能为零
C.运动员离开跳台上升到最高点时重力势能最大
D.运动员在整个滑行的过程中机械能是不变的
C
9.如图所示,质量为30 g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,最后到达d处时恰好停下。在上述过程中( )
A.小球从a到b的过程中势能全部转化为动能
B.小球到达c处不具有动能
C.小球停在d处,比a处势能减小
D.这一过程能量不守恒
C
10.如图所示,完全相同的两个小球A、B分别与轻质棉线和轻质弹簧连接,将两球拉高使棉线与弹簧在同一水平方向上,此时弹簧处于原长状态,且弹簧原长长度(O′B)小于棉线长度(OA),由静止释放后,两球运动到最低点时在同一水平面上(不计空气阻力),关于小球A、B在这一段运动过程能量变化的描述,下列说法正确的是( )
A.两个小球A、B的机械能保持不变,最低点时两球的动能相等
B.两个小球A、B的机械能保持不变,最低点时A球的动能大于B球的动能
C.两个小球A、B的机械能保持不变,最低点时A球的动能小于B球的动能
D.A球的机械能不变,B球的机械能减少,最低点时A球的动能大于B球的动能
D
11.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,下列分析图片后得到的结论正确的是( )
A.小球从最高处下落时重力势能不断减小,动能不断减小
B.小球从接触地面到离开地面时,弹性势能先变大后变小
C.小球从接触地面到离开地面时,主要是弹性势能和重力势能之间在转化
D.小球弹起的高度逐渐减小,是因为重力势能不断转化为动能
B
12.(2023天山区一模)光滑斜面1与水平面PQ平滑连接。从斜面1高H处静止释放小球,小球运动到Q点静止,如图甲所示。在PQ上的N点平滑拼接另一个光滑斜面2,已知PQ=3PN,如图乙所示。小球冲到乙斜面上的h高处。则小球最终将停在( )
A.甲斜面上 B.乙斜面上
C.P处 D.N处
D
13.如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部,使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的 。滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
弹性势能
增大
14.如图所示,撑竿跳高运动员提竿加速助跑过程中,是为了增大自身的 ,然后用压弯的撑竿把自己送上高处,这是因为压弯了的撑竿具有 ,最后转化为运动员的 ,使他越过横竿。(均选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”)
动能
弹性势能
重力势能
15.伽利略认为,如果如图所示的斜面是光滑的,那么当小球从左侧某一高度向下运动时,随着右侧斜面坡度的减小,由于小球机械能的总量是 的,小球都会沿右侧斜面上升到相同的高度。请你猜测一下,如果右侧斜面变成了水平面,小球将 。
守恒
做匀速直线运动
16.如图所示,AOB是光滑轨道,A点的高度H大于B点的高度h,让小球从A点由静止开始自由滑下时, 能转化 能,小球沿轨道AOB到达B点后离开轨道(不计空气阻力),则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是 。
重力势
动
c
17.2022年中国女篮获得世界杯亚军,振奋全国人民。如图甲所示,离手后的篮球在空中依次从A点运动到D点,在 点动能最大。图乙为它在等高点B和D的能量柱状图,则篮球在B点的机械能 (选填“大于”“等于”或“小于”)在D点的机械能。整个过程能的总量
(选填“守恒”或“不守恒”)。
甲 乙
A
大于
守恒
18.某城市轨道交通车站,在设计的时候使站台略高于路面,与站台连接的进站和出站的轨道均有一个小坡度,请你分析一下这种设计用到的物理知识(写两点)。
(1) _
_
。
在列车进站时,车要停下来,而车此时是有很大的动能的,若刹车,
就把这些动能转化为了内能而损耗了,若进站时让车上坡,把动能转
化为重力势能贮存起来,这样就减小因刹车消耗的机械能
(2) _
_
。
列车在出站时,车原来处于静止没有动能,需要消耗燃料的化学
能才能启动,运动起来,若利用下坡,则可以把重力势能转化为动能,
便于启动,节省了燃料,起到节能的作用
19.如图所示,单摆在竖直平面内左右摆动,滚摆在竖直平面内上下往复运动,请回答:
动能与势能之间可以相
(1)这两个实验可以说明的同一个物理问题是 _
。
(2)从单摆的实验看,在A、B、C三点位置,动能最大的是 位置。
(3)滚摆从最高处滚下来,能量的转化为 。
互转化
B
重力势能转化为动能
(4)小明通过查阅资料知道单摆的周期只与摆绳的长度有关,那么单摆的周期公式最有可能的是 。
B(共19张PPT)
第十章 机械能及其转化
第一节 动 能
能量
1.关于能的概念,下列说法正确的是( )
A.物体只有做了功,我们才说它具有能
B.物体能够做功,我们就说它具有能
C.具有能的物体,它正在做功
D.物体做的功越少,具有的能就越少
2.物体能够对外做功,我们就说这个物体具有 ,它的单位与功的单位相同,也是 。
B
能量
焦耳
动能的大小及其影响因素
3.下列物体具有动能的是( )
A.飞行的飞机
B.静止在山顶上的大石头
C.悬挂在天花板下的吊灯
D.拉开的弹簧
A
4.以相同速度匀速飞行的鸽子和小燕子,比较它们的动能大小( )
A.小燕子的动能大
B.动能一样大
C.鸽子的动能大
D.无法判断
5.汽车行驶的速度越快,刹车时就需要越长的距离才能停止下来,这是因为汽车速度越快,汽车的 越大;同样型号的汽车空车和重车以同样的速度行驶时,空车刹车较容易停下,而重车则需要滑行很长的距离才能停下,这是因为重车的 大。
C
动能
惯性
6.如图所示,在探究动能大小与哪些因素有关时,让两辆小车分别从同一斜面相同高度由静止释放,撞击水平木板上的同一木块。
质量
(1)甲、乙两图探究的是小车的动能与 的关系,实验中是通过观察 来比较动能的大小。
木块移动的距离
(2)若要探究动能与另一个因素的关系时,应让同一辆小车从 (选填“相同”或“不同”)的高度由静止释放,这里运用的研究方法是
。
不同
控制变量法
B
7.关于能,下列说法正确的是( )
A.运动的物体具有的能叫做动能
B.物体能够对外做功,表示它具有能
C.质量大的物体,具有的动能一定大
D.只有做功的物体才具有能量
8.关于动能,下列说法正确的是( )
A.小学生跑步时具有的动能比成年人跑步时具有的动能大
B.质量大的物体具有的动能大
C.速度大的物体具有的动能大
D.假设铅球和排球以相同的速度运动,铅球比排球的动能大
D
9.如图所示是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图象。雨滴在t1、t2、t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,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.E1E2>E3
C.E1C
10.“十次车祸九次快,还有喝酒和超载”这句话形象说明了发生车祸的原因。对于引发交通事故的原因,下列分析不正确的是( )
A.“快”——物体运动速度越大,惯性越大
B.“超载”——物体质量越大,惯性越大
C.“快”——物体运动速度越大,动能越大
D.“超载”——物体质量越大,动能越大
A
11.如图所示,在中考体育测试时,实心球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是( )
A.实心球在a点时动能为零
B.实心球在b点时动能为零
C.实心球由a→b时,动能逐渐增大
D.实心球由b→c时,动能逐渐增大
D
12.(2023常州模拟)在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中,同学们做了如图所示三个实验,质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求滚下,与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。下列说法不正确的是( )
A.实验中所探究的“物体的动能”是指小球的动能
B.由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的高度有关
C.此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来反映的
D.由甲、丙两图可知物体的动能大小与物体的质量大小有关
B
13.(2023淮安改编)排球课的垫球动作训练中,离开胳膊后的排球能继续向上运动,是因排球具有 ,排球上升过程中,具有的动能逐渐 (选填“变小”“不变”或“变大”)。
14.随着经济的发展、社会的进步,人们对城市环境要求越来越高,洒水车向街道洒水可有效地降低粉尘,提高空气质量。洒水车沿街道匀速行驶,将水洒向地面,在此过程中洒水车的 (选填“质量”或“速度”)不断减小,动能 (选填“增大”或“减小”)。
惯性
变小
质量
减小
15.林琳利用如图所示的装置探究影响动能大小的因素,她让两个质量相同的小球从斜面的不同高度滚下,是为了探究动能大小与 的关系,她此时主要利用的是 法。
速度
控制变量
16.(2023泰兴市月考)如图所示是某学习小组“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图,其中mA=mBhB。
(1)实验中,探究的动能是指 (填字母)。
A.钢球在斜面上的动能
B.钢球撞击木块时的动能
C.钢球撞击木块后的动能
D.木块被小球撞击时的动能
B
(2)实验中,通过观察木块被钢球撞击后 来判断钢球的动能大小。
(3)甲、丙两次实验,让质量不同的钢球从斜面的同一高度滚下,目的是使两球到达水平面时有相同的 。
(4)对比 两次实验,可以研究物体的动能与速度的关系。
(5)甲、乙两次实验中,木块滑行过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,则W1
(选填“>”“=”或“<”)W2。
(6)实验交流过程中,同学们联想到高速公路上的交通标志牌,汽车在行驶过程中,不同类型的汽车允许通过的最大速度不同。从物理角度来看,这样做的实质目的是限制汽车的 。
滑动的距离
速度
甲、乙
>
动能大小
17.在“探究动能大小与质量关系”的两次实验中,小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图甲、乙所示,木板固定在水平面上。实验是通过比较木块在木板上滑行的 来比较小球动能大小的。图中错误的操作是 。改正错误后进行实验,发现图乙中木块滑出得远些,则可以得出结论: .
。某次实验发现木块会从木板右侧滑出,则可以通过 (选填“增大”或“减小”)木块的质量来加以改进。
距离
两次实验中未保持木块初始位置相同
速度相同时,
质量越大,动能越大
增大
18.(2023贵港一模)斜面在生活生产中常见,下列物理实验用到了斜面。
(1)如图甲所示是利用斜面测平均速度,实验的原理公式是 ;为提高实验测量的准确度,可 (选填“增大”或“减小”)斜面坡度,让小车从斜面顶端由静止开始滑下。
减小
(2)如图乙所示是利用斜面研究阻力对物体运动的影响,小车从同一斜面的同一高度由静止滑下,在毛巾、木板、平板玻璃等表面上运动不同的距离后停止。分析小车运动情况可知,小车受到的阻力越小,速度减小得越 (选填“快”或“慢”);小车在毛巾和平板玻璃上克服阻力做功分别为W毛、W玻,它们大小关系是W毛 W玻。
(3)如图丙所示是利用斜面探究动能的大小与哪些因素有关,让小车A从斜面的不同高度由静止开始滑下,是为了探究动能与 的关系。实验中通过观察比较水平面上的物体M移动的距离大小来判断小车动能的大小,这种方法称为 。
慢
=
速度
转换法(共19张PPT)
第二节 势 能
重力势能
1.下列物体具有重力势能的是( )
A.机械表里拧紧的发条
B.海平面上行驶的轮船
C.静止在山顶上的石块
D.水平地面上行驶的汽车
C
2.《民法典》规定:禁止从建筑物中抛掷物品。高空抛物存在巨大的安全隐患,是因为高处的物体具有较大的( )
A.重力 B.弹性势能
C.动能 D.重力势能
D
探究物体重力势能的大小与什么因素有关
3.如图所示是我国某地的等高线图,若把同一个物体分别放在A点和B点,那么物体的重力势能越大的一点是( )
A.A点
B.B点
C.一样大
D.条件不足,无法判定
B
4.如图所示,在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,有三个实心的、大小相同的铁球A、铁球B和塑料球C,球A、C离沙地高度相同。现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上时陷入的深度不同,如图中虚线球所示。
(1)比较球A、C的运动,可得出影响重力势能大小的因素是 _
。
(2)分析球B、C的运动,可以知道两球中 重力势能较大。
物体的
质量
B球
弹性势能及其影响因素
5.发生形变的物体具有弹性势能,下列事例中不是利用弹性势能工作的是( )
A.利用撑竿跳高
B.利用跳板跳水
C.利用玩具弹簧枪将“子弹”射出
D.用力踩自行车能上到较高处
6.弹簧一端固定在木板上,用小车将弹簧压缩后松手释放,小车被弹开。弹簧的弹性形变越大,弹性势能越 ,小车滑行的距离越 。
D
大
远
D
7.下列关于动能和势能的说法正确的是( )
A.同一物体的弹性形变越大时,它具有的弹性势能越小
B.动能相等的物体一定具有相等的速度
C.质量相同的物体,重力势能一定相同
D.利用水能发电时,从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
8.如图所示,篮球继续上升向篮球筐运动的过程中,下列物理量增大的是( )
A.重力势能 B.惯性
C.运动速度 D.动能
A
9.在某次空中跳伞训练中,跳伞运动员匀速下落过程中,关于它的动能和重力势能的变化,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能增大
B.动能减小,重力势能减小
C.动能不变,重力势能减小
D.动能增大,重力势能增大
C
10.如图所示,无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行喷洒农药。此过程无人机的( )
A.动能不变,重力势能不变
B.动能不变,重力势能减小
C.动能减小,重力势能减小
D.动能减小,重力势能不变
C
11.在“探究物体重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中,让不同质量的铁球从同一高度由静止释放,撞击沙坑,根据比较撞击沙坑后留下的印痕深度进行探究,如图所示。下列说法不正确的是( )
A.实验过程中既用到了转换法,也用到了控制变量法
B.铁球从最上端下落到刚好接触沙面的过程中动能一直在增加
C.这样做的目的是研究物体重力势能的大小与高度的关系
D.撞击沙坑后留下的印痕深度越深,说明物体的重力势能越大
C
12.如图所示,跳水运动员在向下压跳板的过程中,压跳板的力使跳板发生了 ,此时跳板具有 能;跳板弹起过程中,跳板推运动员的力将运动员抛向高处,在最高处时,运动员具有 _
能。
弹性形变
弹性势
重力
势
13.如图所示,货架上A、B、C、D四个体积相同的实心球,已知ρA= ρB>ρC=ρD。则A与B相比, 重力势能大,B与C相比, 重力势能大。四个球中,重力势能最小的是 。
A
B
D
14.(2023徐州模拟)运动员用力拉开弓,弓被拉弯,说明力能使物体发生 。拉弯的弓能将箭射出是因为它具有 能,箭最终会落向地面是因为受到 的作用。
15.(2023玄武区期中)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置,然后释放小球,小球就在AB间做往复运动。小球从B位置运动到O位置的过程中,受到弹力的方向是 ,弹力逐渐 ,被压缩或拉伸的弹簧具有 能。
形变
弹性势
重力
水平向左
变小
弹性势
16.下面有一些生活中的实例:①操场上奔跑的运动员;②窗台上的花盆;③下落的雨滴;④课桌上的书籍;⑤被压弯的锯条;⑥被拉伸的弹簧;⑦一位同学从一楼走上三楼。
(1)以上实例中由于物体运动而具有能量的有 (填序号),这种能量叫做 。请你再举出一个类似的实例: 。
(2)以上实例中由于物体被举高而具有能量的有 (填序号),这种能量叫做 。请你再举出一个类似的实例: 。
(3)以上实例中由于物体发生弹性形变而具有能量的有 (填序号),这种能量叫做 。请你再举出一个类似的实例: 。
①③⑦
动能
行驶的汽车
②③④⑦
重力势能
空中的飞鸟
⑤⑥
弹性势能
被拉弯的弓
17.某学校实验小组的同学在探究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球,它们的质量关系为m1(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小,运用的物理方法是 (选填“转换法”或“类比法”)。
转换法
(2)分析甲、乙两种情况可知,重力势能的大小与物体的 有关。
(3)小球m2落入细沙后,速度不断减小直至静止,它的机械能转化为
能。
(4)同学们还发现小球离地面越高,下落到地面所用的时间越长,他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如表所示。分析数据,写出h与t2的关系式为 。
质量
内
h=4.9t2
实验次数 1 2 3 4 5 6
h/m 2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7
t2/s2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
18.在探究弹性势能跟哪些因素有关时,小明提出了如下猜想。
猜想一:弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。
猜想二:弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
为此,小明选用材料不同的两根弹簧A和B(长度和粗细相同),小球、木块和长刻度尺各一个,设计了如图所示的实验进行探究。实验中,木块起始位置相 同,最后得出如下表所示的实验记录表。
实验次数 使用的弹簧 被压缩后弹簧的长度/cm 木块移动的距离
① 弹簧A 5 s1
② 弹簧A 8 s2
③ 弹簧B 5 s3
④ 弹簧B 8 s4
(1)由于弹性势能的大小不便用仪器测量,本实验把弹性势能的大小转换为测量木块移动的距离,这种研究方法叫 。
(2)请将探究猜想一的方案补充完整:将 (选填“两根不同的”或“同一根”)弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度,放手后,小球被弹出,测出推动木块移动的距离进行比较。
(3)弹簧将小球弹开的过程中,弹簧的弹性势能 (选填“增大”或“减小”)。
(4)为了探究猜想二,可选用实验次数②和 的数据进行比较分析,若木块移动的距离 ,说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。
转换法
同一根
不同
减小
④
不同(共14张PPT)
第四节 水能和风能
水能的利用
1.关于水能,下列说法不正确的是( )
A.使用水能无污染
B.河流上游水位高,水的势能大,势能可以转化成的动能也大
C.水轮机应安装在水坝的上游处
D.水能发电主要利用水的机械能
C
2.如图所示是我国三峡水电站大坝。三峡水电站发电时通过水轮机带动发电机,可以将水的 能转化为 能,再通过输电线送到用电地区。
机械
电
风能的利用
3.风能是一种清洁能源,应用广泛,利用风能发电可以( )
A.将风能转化为动能
B.将风能转化为势能
C.有效利用能源,保护环境
D.完全代替火力发电
4.流动的空气形成了风,风具有一定的能量,称为风能。风力发电利用自然界的风,通过风力发电系统来为人类提供电能。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电。风力发电机是将 能转化成 能的设备。
C
风(机械)
电
B
5.下列成语或诗句与水能或风能无关的是( )
A.惊涛拍岸
B.电闪雷鸣
C.北风呼啸
D.飞流直下三千尺
6.下列关于风能和水能的说法错误的是( )
A.我国的水能储藏量位居世界第一位
B.风能的利用是直接利用它的动能
C.从能量角度看,风能和水能是不同形式的能量
D.水能发电是将机械能转化为电能
C
7.下列各组事例都能说明在一定条件下,机械能和电能可以相互转化的是( )
A.“流水带动水轮机发电”和“电能通过电网从西部送到东部”
B.“三峡大坝放水发电”和“正常工作的电扇吹出凉风”
C.“水果电池点亮小灯泡”和“滚筒洗衣机工作时使水和衣服转动”
D.“用饭锅把饭煮熟”和“用充电器给手机电池充电”
B
8.下列说法错误的是( )
A.风能利用起来比较简单且不污染环境
B.利用潮汐可以在海水涨潮、落潮时发电
C.利用水能是利用水的动能,与水位高低无关
D.现代大型水轮机不但功率大,而且效率可高达90%
9.下列四个图象表示一年内不同地区 300 m 高空的平均风速,最适合风力发电的地区是( )
C
C
10.抽水蓄能电站原理示意图如图所示,它通过上下两个水库将水循环利用,不仅能像常规水电站一样发电,还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了 能和 能之间的相互转化。
机械
抽水蓄能电站原理示意图
电
11.落久水电站位于广西融水县贝江下游,已列入广西域内西江流域柳江控制性防洪工程之一。落久水电站用拦河坝提高水位,被提高了水位的水下泄时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电,在这个过程中,水的 能转化为水的动能,水的动能转化为 能。
12.“世界面临的每一个危险都能追究到科学,拯救世界的每一种手段都将来自科学。”也许在不远的将来我们能变害为宝。比如可以建立发电站利用海啸具有的 能转化为 能为人类服务,同时具有 的优点(合理即可)。
重力势
电
机械
电
节约能源
13.空气的流动形成风,风具有能量,称为风能。风能具有来源丰富、安全卫生等优点,如图甲所示是某风力发电厂的外景图。风力发电机中的叶片在风力的推动下转动,并带动机头发电机发电,为人们提供电能。风机叶片具有质量轻、强度高、耐磨损等性能,通常用密度小,硬度大的复合材料制成;叶片形状像飞机的机翼,叶片位置和风向如图乙所示,某风力发电机的输出功率与风速的关系如图丙所示。
请你就风力发电的工作原理和工作过程,解答下列问题。
(1)是什么力使风车转动起来
_
。
(2)在风力发电的过程中,能量是怎样转化的
。
叶片位置和风向如图乙所示,由于叶片两面空气流速不同产生压强
差,而受到向上的力使风叶旋转
在风力发电的过程中风的机械能最终转化为电能
14.阅读短文,回答问题。
海水的利用
地球表面的70%以上是海洋,开发利用海洋有广阔的前景。
潮汐是一种海平面周期性变化现象,海平面每昼夜有两次涨落。人们在靠近海的河口或海湾深处建大坝,在大坝中间装上水轮发电机组。涨潮时,海水通过大坝流进河口,带动水轮发电机发电;退潮时,海水又流回海洋,从相反方向带动水轮发电机发电。法国的郎斯潮汐电站年发电量达5×108度,海水淡化和海水直接用于工业冷却用水的相关设备、管道防腐等技术已比较成熟。部分沿海国家许多工业冷却水来自海水。
(1)潮汐发电是将 能转化为电能。
(2)1 t煤燃烧后可发电2.5×103度,郎斯潮汐电站每年的发电量可节约
t煤。
机械
2×105
