11.4 认识动能和势能
第2课时 机械能及其转化
(
知识要点分类练
夯实基础
)
知识点
1 机械能内部的转化
1．如图11－4－11所示是蹦床运动，运动员从高处下落过程中________能转化为动能；与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的_______势能。
图11－4－11
图11－4－12
2．如图11－4－12所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中足球在A点时的重力势能________(选填“大于”“小于”或“等于”)在B点时的重力势能。若不计空气阻力，足球在上升的过程中，动能转化为________能。
3．下列情景属于重力势能转化为动能的是( )
A．运动员把弯弓拉开将箭射出
B．跳水运动员从空中下落
C．运动员骑自行车冲向坡顶
D．跳伞运动员匀速下落
知识点
2 机械能转化中总能量的变化
4．“神舟十一号”返回舱在距离地面一定高度时，需要打开降落伞减速，以便安全着陆。在返回舱减速下降的过程中( )
A．动能不变，势能减小，机械能不变
B．动能不变，势能减小，机械能减小
C．动能减小，势能减小，机械能减小
D．动能增大，势能减小，机械能不变
5．下列物体机械能总量不发生改变的是( )
A．从光滑斜面滑下来的木块
B．从最高点落到蹦床最低点的过程中的蹦床运动员
C．水平路面上匀速行驶的正在洒水的洒水车
D．草地上自由滚动的足球
6．如图11－4－13所示是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度，从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将________能转化为________能储存起来，此过程中机械能总量________。
图11－4－13
(
规律方法综合练
提升能力
)
7．人造卫星绕地球沿椭圆轨道运动，如图11－4－14所示。近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点。下列说法中正确的是( )
图11－4－14
A．在近地点时，卫星势能最大
B．在远地点时，卫星动能最大
C．卫星从近地点向远地点运动的过程中，势能转化为动能
D．卫星从远地点向近地点运动的过程中，势能转化为动能
8．
如图11－4－15所示，小球由A→B→C→B→A……摆动，忽略空气阻力，下列说法中正确的是( )
图11－4－15
A．小球在A点具有最大动能
B．小球在B点势能最大
C．小球从A摆到B的过程中，动能转化为势能
D．小球从B摆到C的过程中，机械能不变
9．掷实心球是某市的中考体育加试项目之一。掷出去的实心球从a处出手后，在空中运动的轨迹如图11－4－16所示，球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力)。则实心球( )
图11－4－16
A．在a处重力势能最小
B．在b处动能为零
C．在a、b、c三处的机械能相等
D．在d处动能为零
10．如图11－4－17所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为100
J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为80
J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是(不计空气阻力)( )
A．80
J
B．70
J
C．60
J
D．50
J
图11－4－17
图11－4－18
11．我国优势项目自由式滑雪在国际比赛中屡获殊荣。某次比赛过程中运动员的轨迹如图11－4－18所示，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )
A．从a点向b点运动的过程中，机械能一直不变
B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等
C．从a点到e点的过程中，机械能先增大后减小
D．从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能
12．如图11－4－19所示的滚摆，当滚摆从最高点向下运动时，滚摆的________能转化为________能；当滚摆从最低点向上运动，滚摆的________能转化为________能。滚摆在运动过程中，上升的最大高度总是逐渐降低，产生此现象的原因是：______________________________。若不计摩擦等阻力，滚摆在运动过程中，上升的最大高度________(选填“会”或“不会”)降低。
图11－4－19
13．如图11－4－20所示是一种神奇的“魔罐”，其制作方法是：将橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，在橡皮筋的中间系一个钩码。当你将“魔罐”在水平地面上滚出后，它能自动滚回来的原因是________能转化为________能；“魔罐”滚回来后不能回到原抛出点的位置，主要原因是________________________________________。
图11－4－20
14．
如图11－4－21所示，弹簧的左端固定，右端连接一个小球，把它们套在光滑的水平杆上，a是压缩弹簧后小球静止释放的位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球到达最右端的位置。则小球从a运动到c的过程中，在________(选填“a”“b”或“c”)位置机械能最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的____________。
图11－4－21
考| 题| 展| 示
15．
“蹦极”是一种富有刺激性的勇敢者的运动项目，如图11－4－22所示。一根弹性橡皮绳，一端系住人的腰部，另一端系于跳台O点，当人下落至图中A点时，橡皮绳刚好被伸直；C点是游戏者所能达到的最低点，此时人的速度为0；当人下落至图中B点时，橡皮绳对人的拉力与人受到的重力大小相等，此时人的速度最大。对于游戏者离开跳台到最低点的过程中(不考虑空气阻力)。
图11－4－22
(1)游戏者到达A点前，减小的重力势能全部转化为________能。
(2)游戏者从A点向B点运动的过程中，减小的重力势能转化为________能和________能，且游戏者到达B点时，游戏者的动能增加到最________值。
(3)游戏者从B点向C点运动的过程中，重力势能和动能都转化为____________能。
教师详解详析
1．重力势 弹性
2．小于 重力势
3．B 4.C
5．A [解析]
从光滑斜面滑下来的木块，由于没有摩擦力，所以木块的机械能是守恒的；蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程中，由于要克服空气阻力做功，人接触蹦床后要克服蹦床的弹力做功，所以运动员的机械能会减少；匀速行驶的洒水车在洒水时，其质量减小，速度不变，动能减少，其机械能减小；草地上自由滚动的足球，由于受到草地的摩擦力的作用，动能逐渐减小，其机械能减少。
6．动 重力势 减少 [解析]
列车在运动的过程中克服摩擦做功，所以机械能会减少。
7．D
8．D [解析]
A点是最高点，速度为零，即动能为零，重力势能最大，故A错误；B点高度最低，故此时重力势能最小，故B错误；从A到B的过程中，物体的高度降低，速度增大，即重力势能减小，动能增大，故重力势能转化为动能，故C错误；小球从B到C的过程中，不计空气阻力，机械能是守恒的，故D正确。
9．C
10．B [解析]
由题可知，小球在与轨道摩擦的过程中，其机械能转化为内能，机械能逐渐减少。不计空气阻力，小球从A点到达B点时，机械能从100
J减少为80
J，减少了20
J。而从B点再到达左侧所能达到的最高位置时，其通过的轨道的长度应该比第一次短，所以机械能减少的大小应该小于20
J，即最有可能是70
J。
11．D [解析]
从a点下滑到b点过程中，由于滑雪板与雪间存在摩擦力，机械能减小，故A错误；在a点和c点高度不同，所以，重力势能不同，同时，c点在水平方向上速度不为零，故B错误；从a点下滑到e点过程中，由于滑雪板与雪间存在摩擦力，机械能一直减小，故C错误；从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能，故D正确。
12．重力势 动 动 重力势 由于摩擦阻力，使机械能总量减少 不会
13．弹性势 动 克服摩擦做功，机械能减少
14．b 弹性势能 [解析]
由题意可知，小球从a运动到b的过程中，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，到达b点时，弹簧恢复原状，不计摩擦阻力，其弹性势能全部转化为小球的动能；再从b运动到c时，弹簧被拉伸，小球的动能再逐渐转化为弹簧的弹性势能，小球的机械能会变小。因此，在b点时小球的机械能最大。
15．(1)动 (2)动 弹性势 大 (3)弹性势
[解析]
弄清运动过程是解题的关键。游戏者通过A点后，绳子逐渐被拉长，具有弹性势能，产生弹力，当弹力小于游戏者的重力时，游戏者加速下落，动能增加；当弹力大于游戏者的重力时，游戏者减速下落，动能减小；当游戏者到达C点时，速度为零，动能为零。11.4 认识动能和势能
第1课时 动能和势能
(
知识要点分类练
夯实基础
)
知识点
1 能、动能、势能
1．下列关于能的叙述中正确的是( )
A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能
C．一个物体已做过的功越多，就说明这个物体具有的能越多
D．运动的物体具有能，静止的物体没有能
2．如图11－4－1所示是滑雪运动员从最高处的A点由静止开始下滑到最低处B点的过程，下列说法中正确的是( )
图11－4－1
A．滑雪运动员在A点时只有重力势能，没有动能
B．滑雪运动员在A点时只有动能，没有重力势能
C．滑雪运动员从A点滑到B点的过程中，只有动能，没有重力势能
D．滑雪运动员从A点滑到B点的过程中，只有重力势能，没有动能
3．“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗句表达了诗人苏轼渴望为国御敌立功的壮志。拉弯的弓具有________能，箭射出去后在空中飞行时具有________能和________能。
知识点
2 影响动能和势能大小的因素
4．如图11－4－2所示是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验。让钢球从斜面上自由滚下，与一个木块相撞，观察木块被推动的距离。
图11－4－2
(1)让同一钢球从不同的高度滚下时，钢球的位置越高，滚到斜面底端时________越大，把木块推得越远，说明在钢球质量相同的情况下，钢球的________越大，动能越大。
(2)让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面底端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的________越大，动能越大。
(3)从这个实验可以得出结论：物体的动能与______________有关。
(4)实验中，通过观察__________________的远近，来判断钢球动能的大小。
5．如图11－4－3甲所示，小明在探究“物体重力势能的大小跟哪些因素有关”时，设计了以下实验：三个相同的木桩插在沙坑里，露出沙坑的高度相同。(物体下表面距木桩上表面的距离为h)
图11－4－3
(1)若hA＝hB>hC，mA(2)物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法等。本实验中运用了两种研究方法，一是______________法；二是转换法，就是将物体重力势能的大小比较转换为____________________比较。
知识点
3 动能和势能大小的变化
6．甲、乙两辆客车，在同一条平直的公路上匀速行驶，甲车的速度为72
km/h，乙车的速度为20
m/s，则它们的动能大小关系为( )
A．甲车大
B．乙车大
C．一样大
D．条件不足，无法确定
7．下面现象中物体动能和重力势能都发生变化的是( )
A．跳伞运动员在空中匀速下降
B．空中加速下落的冰雹
C．匀速上坡的汽车
D．在水平轨道上加速行驶的列车
8．如图11－4－4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，小明的重力势能和蹦蹦杆的弹性势能的变化情况是( )
A．重力势能增大，弹性势能增大
B．重力势能减小，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
图11－4－4
9．如图11－4－5所示，毽子被踢出后在竖直上升的过程中，它的动能________，重力势能________。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
图11－4－5
10．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，它的动能________，重力势能________。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(
规律方法综合练
提升能力
)
11．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
12．在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出，图11－4－6中排球在运动中动能E随时间t变化的图像最接近的是( )
图11－4－6
13．在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使皮球分别从不同高处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图11－4－7所示。球从较高处下落形成的圆斑是图中的________(选填“A”或“B”)，由此可知重力势能的大小与____________________有关。
图11－4－7
14．在体操比赛的“鞍马”项目中，运动员上“马”前要踩踏板，如图11－4－8所示，当脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，运动员的动能先________后________。(均选填“增大”“不变”或“减小”)
图11－4－8
考| 题| 展| 示
15．如图11－4－9所示，弯曲跳板把人弹至高处，这个过程中人的动能和重力势能的变化情况是( )
图11－4－9
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
16．
如图11－4－10所示，货架上放着A、B、C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D为铁球，那么A和B两球相比较，________球的重力势能大；B和C两球相比较，做功本领更大的是________球。(ρ铅>ρ铁)
图11－4－10
教师详解详析
1．A 2.A
3．弹性势 动 重力势
4．(1)速度 速度 (2)质量 (3)质量和速度
(4)木块被推动距离
5．(1)重力势能的大小与物体的质量有关
重力势能的大小与物体所处的高度有关
(2)控制变量 木桩插入沙坑的深度
6．D 7.B 8.B
9．减小 增大
10．变小 变小 11.A
12．A [解析]
小明把排球竖直向上抛出，排球向上运动，高度增大，速度减小，动能转化为重力势能，动能减小，到达最高点时速度为0，动能为0，排球在重力的作用下向下运动，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能，动能变大，故动能先减小至0，然后再增大，故A符合题意。
13．B 物体所处的高度 [解析]
使皮球分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，留下圆斑说明皮球下落到纸面上时发生了弹性形变，此时，能量的转化过程是将动能转化为弹性势能，分析图中两个圆斑大小可看出，圆斑大的皮球转化的弹性势能较大，说明它原来所具有的重力势能大，其所处的高度较高，即质量相同时，所处的高度越高，重力势能越大。
14．增大 减小 [解析]
当脚接触跳板M直至弹簧K被压缩至最短的过程中，分为两个阶段：①当向下的压力大于弹力时，合力方向向下，做加速运动，即速度越来越大，此过程中动能增大；②当向下的压力小于弹力时，合力方向向上，做减速运动，即速度越来越小，直至为0，动能逐渐减小；因此动能先增大后减小。
15．C [解析]
跳板把人弹到高处分为两个阶段，第一阶段为前两幅图，弹性势能转化为动能和重力势能，此时动能和重力势能都增大；第二阶段为后两幅图，动能转化为重力势能，此时动能减小，重力势能增大，故动能先增大后减小，重力势能一直增大，C正确。
16．A B [解析]
根据公式m＝ρV可知，mA＝mB>mC＝mD，A、B两球相比较，质量相同，A所处的位置更高，所以A球的重力势能大；B、C两球相比较，所处位置高度相同，但mB>mC，所以B球的重力势能更大，能够做功的本领更大。
