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参考答案
课堂练习 当堂反馈
1. C 2. A 3. D 4. C 5. ①⑤ ②③ ④
同步练习 易学精练
1. D
2. B 【解析】根据地理所学的等高线，从等高线图标出的海拔高度可知，B点的海拔要比A点的高，所以把同一物体放在B点时的重力势能要比放在A点时的重力势能大，故B选项正确。
3. D
4. A
5. 减小 洒水车的质量在减小
6. 小于
7. 不变 等于
8. a 4
9. (1)速度 (2)弹性势
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6.小于
7.不变
等于
8.a42世纪萝育圆，21j/r
9.(1)速度(2弹性势
10.(1)B(2)甲丙(3)用、丁(4)木块移动距离的远近
11.(1高度/(2用和丙3将乙举起的高度比丁要低或将打举起的高度比乙要高)
12.(1)弹蕃形变量(2)物块滑行的距离(3)疫小
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沪粤版物理九年级上册
第十一章 机械功与机械能
11.4 认识动能和势能
第1课时 认识动能和势能
知识梳理 典例精讲
知识点一 动能
1. 能量及其单位：物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有能量或能，物体能够做的功越多，它具有的能量就越多。能的单位就是功的单位，在国际单位制中，功的单位是焦(J)，能的单位也是焦(J)。
2. 动能：物体由于运动具有的能叫做动能。
3. 影响动能大小的因素：影响动能大小的因素是物体运动的速度和物体的质量.质量相同的物体，运动速度越大，它所具有的动能就越大；运动速度相同的物体，质量越大，它所具有的动能就越大。
温馨提示：物体能够做功，我们就说物体具有能量，物体能够做功并不等同于物体正在做功。也就是说具有能量的物体，可能在做功，也可能没有做功。动能的大小由物体运动的速度和物体的质量决定，故在讨论动能的大小时，注意两个因素的同时性，不能够只考虑其中一个因素。
例1 如图所示是“探究物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置。
(1)该实验利用了转换法，通过观察 来判断 (选填“小球”或“木块”)动能的大小；
(2)让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是探究动能的大小与 的关系；
(3)换用质量不同的小球，使它们从斜面的 (选填“相同”或“不同”)高度由静止滚下，推动木块做功，目的是探究动能的大小与 的关系。
【解析】(1)在本实验中，当小球从斜面上滚下时，推动木块向前运动，木块运动得越远，说明小球的动能越大，即我们可以通过观察木块移动的距离来判断小球动能的大小；(2)同一小球从斜面的不同高度滚下到达水平面时，质量相同，速度不同，因此探究的是动能大小与速度的关系；(3)为了探究动能大小与质量的关系，应该换用质量不同的小球，使它们从斜面的同一高度由静止滚下。
【答案】(1)木块移动的距离 小球 (2)速度 (3)相同 质量
注意： (1)动能的大小跟质量和速度两个因素有关，研究时应用了控制变量法。研究动能大小跟速度的关系时，要控制小球的质量相同，而改变小球的速度，即让同一个小球从斜面的不同高度自由滚下；研究动能的大小跟质量的关系时，要控制小球运动的速度相同，而改变小球的质量，即让质量不同的小球从斜面的同一高度自由滚下。(2)在比较动能的大小时，应用了转换法。通过小球做功的多少来比较动能的大小，做功越多，动能越大。例如，木块被推得越远，说明它做的功越多，具有的动能就越大，即把小球动能的大小转换为木块被推动的距离的远近。
知识点二 势能
1. 重力势能：物理学中把被举高的物体具有的能叫做重力势能。
2. 影响重力势能大小的因素：影响重力势能大小的因素是物体的质量和物体被举高的高度。物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。
3. 弹性势能：物体发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
4. 影响弹性势能大小的因素：弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越大。
5. 势能：重力势能和弹性势能统称为势能。
温馨提示：(1)影响重力势能的因素中的“高低”指的是物体所在的位置与参照物之间的垂直距离，因此它与参照物的选取有关。一般情况下选地面为参照物。(2)物体是否具有弹性势能，不能看物体是否具有弹性，而是看物体是否发生弹性形变.“弹性”与“弹性形变”是两个不同的概念。“弹性”是指物体受力后会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种特性叫做弹性，有弹性的物体可以处于原状，也可以发生弹性形变，也可以不发生弹性形变，因此不一定具有弹性势能。
例2 如图甲所示，是小明设计的“探究小球的重力势能大小与哪些因素有关”的实验装置。其中AB是四分之一光滑圆弧轨道，BC是粗糙的水平面，木块初始静止在B点，让小球从距水平面高h处由静止释放，小球刚好能沿着过A点的切线方向进入圆弧轨道，然后与木块发生碰撞，木块运动一段距离后最终停下来，小球可认为是光滑的。如图乙所示，是实验过程中的三个步骤，其中小球质量，小球由静止释放的位置距水平面的高度。
甲
步骤一 步骤二 步骤三
乙
(1)在小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的重力势能转化为小球的 。
(2)通过观察 来比较小球的重力势能的大小。
(3)步骤一、步骤二是探究小球的重力势能大小与 的关系。
(4)步骤二、步骤三是探究小球的重力势能大小与 的关系。
【解析】(1)小球由静止释放到即将与木块碰撞的过程中，小球的高度减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，是小球的重力势能转化为小球的动能。(2)木块移动的距离越远，小球对木块做的功越多，说明小球的重力势能越大。(3)步骤一、步骤二是小球下落的高度相同，探究重力势能的大小与其质量的关系。(4)步骤二、步骤三是小球的质量相同，探究重力势能的大小与其下落的高度的关系。
【答案】(1)动能 (2)木块移动的距离 (3)小球的质量 (4)小球的高度
注意：(1)物体重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关，探究时，应用了控制变量法。(2)比较物体重力势能的大小时应用了转换法。动能与势能的相互转化可以发生在同一个物体之间，也可以发生在不同物体之间。
课堂练习 当堂反馈
1.（知识点1）叙述功和能的关系时有以下几种说法，哪一种是正确的( )
A. 物体具有的能量越大，做的功越多
B. 具有能量的物体一定做功
C. 做功的物体一定具有能量
D. 物体不做功就没有能量
2.（知识点2）某物理兴趣小组的同学分别测出了质量相等的甲、乙两电动小车做匀速直线运动的路程和时间，并根据数据作出了相应的路程－时间图像，如图所示。以下说法正确的是( )
甲 乙
A. 甲车动能大 B. 乙车动能大
C. 两车动能一样大 D. 缺少条件，无法判断
3.（知识点2）在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，使用同一小球进行如图所示的两次实验。则下列说法中正确的是( )
A. 小球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小
B. 两次实验探究物体的动能大小与质量的关系
C. 两次实验探究物体的动能大小与高度的关系
D. 两次实验探究物体的动能大小与速度的关系
4.（知识点3）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
5.（综合题）下列物体中：①在平直公路上行驶的汽车；②停在枝头的小鸟；③被挤压的海绵；④在盘山公路上行驶的汽车；⑤在跑道上滑行的飞机。其中只具有动能的是 ，只具有势能的是 ，既有动能又有势能的是 。(填序号)
同步练习 易学精练
一、选择题
1. 下列说法正确的是( )
A. 静止的物体一定不具有能
B. 运动的物体由于没有对别的物体做功，所以不具有能
C. 只有物体被举高了才具有能
D. 做功的物体一定具有能
2. 如图所示是我国某地的等高线图。若把同一物体分别放在A点、B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大( )
A. 在A点时大 B. 在B点时大
C. 在两点时一样大 D. 条件不足，无法判定
3. 如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、重力势能的变化情况是( )
A. M到N的过程，重力势能不变 B. M到N的过程，动能减小
C. N到P的过程，重力势能增大 D. N到P的过程，动能不变
4. 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. 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
二、填空题
5. 洒水车沿街道匀速行驶，将水洒向路面，在此过程中，它的动能将________，这是因为________________________________________________________________________。
6. 我们知道足球是备受青少年青睐的运动项目之一，如图所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中球在A点的重力势能________(选填“大于” “小于”或“等于”)在B点的重力势能。
第6题 第7题
7. 甲站在0.5 m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7 m/s匀速下行的自动扶梯上。甲、乙两人质量相等，甲上行中动能________(选填“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________(选填“大于”“等于”或“小于”)乙的重力势能。
8. 如图所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线(不计空气阻力)，其中________是动能与高度关系图线，小石块到达的最大高度为________m.
第8题 第9题
9. 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者也。”强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，这说明物体的动能大小与它的________有关。
(2)旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了________能。
三、实验探究题
10. 在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华首先猜想：
A. 物体的动能可能与物体的质量有关；
B. 物体的动能可能与物体的速度有关；
C. 物体的动能可能与物体的材料有关。
为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：
将小球从斜面上某一高度由静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图甲、乙、丙、丁所示。图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2，水平面上所用的木块完全相同。
(1)小华通过比较图甲和图乙得出猜想________(填猜想序号)是正确的。
(2)小华通过比较图________两次实验，得出猜想A是正确的。
(3)你认为通过比较图__________两次实验，可以验证猜想C是错误的。
(4)小华在本次实验中是通过观察______________________来判断小球动能大小的。
11. 小刚在体育课休息的时间跟同伴研究：举起来的铅球重力势能的大小是通过什么现象看出来的呢？于是几个同伴拿着两种规格的四个铅球到沙地做起了实验，如图所示，并得出了正确的答案，请你仔细观察并回答：
(1)使甲、乙两铅球在如图所示的位置自由下落，结果乙砸在沙地的坑较深，说明重力势能的大小与铅球的________有关。
(2)实验中能证明重力势能的大小与质量有关的步骤是用________两铅球所做的实验。
(3)若使乙、丁的重力势能的大小相同，请你大致说出他们的实验应该如何做：____________________________________________________________________________。
12. 为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图所示的装置，并进行了如下实验。
①将弹簧放在水平面上，一端固定；
②在弹性限度内，用物块(物块与弹簧不连结)将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量L；
③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s；
④多次改变弹簧的形变量，重复步骤②③；
⑤分析实验数据得出结论。
请回答以下问题：
(1)本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟______________的关系。
(2)本实验中，弹簧弹性势能大小是通过______________________来间接反映的。
(3)本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块的动能________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
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