2021浙教版 九年级上册 第3章复习学案 第七讲 能量及其形式、机械能（含解析）

浙江版 九年级上册科学学案
第七讲 能量及其形式、机械能
3-1能量及其形式
1认识能量
物体能够对外做功，就说它具有能量。能量也简称能。
一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。
2能量的形式
自然界中任何物体都具有能量，能量是以多种形式存在的，根据能量的特点大致可以分为机械能、电磁能、内能、化学能、光能、核能、声能等。
3-2机械能
1动能
定义：物体由于运动而具有的能量叫动能。
决定其大小的因素：物体的速度越大、质量越大，动能就越大。
2势能
重力势能
定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
决定其大小的因素：物体质量越大、位置越高，重力势能就越大。
弹性势能
定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫弹性势能。
决定其大小的因素：对于同一物体，弹性形变越大，弹性势能就越大。
3动能和势能的转化
机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能。
机械能的转化
动能和势能可以相互转化。
机械能也可以转化为其他形式的能量。
机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说机械能守恒
练习题
1.2019年1月11日，我国西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功将“中星2D”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星2D”卫星是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国广播电台、电视台、无线发射台和有线电视网等机构提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。下列说法正确的是(??? )
A.?? 中星2D卫星环绕着地球运动时受平衡力的作用
B.?中星2D卫星太阳能电池板能将太阳能转化为电能
C.?中星2D卫星在远地点的动能大于近地点的动能
D.?中星2D卫星从近地点向远地点运动质量逐渐变小
2.如图将一小球置于一弹簧的上方，放手后，小球向下运动，到达A位置小球刚好与弹簧接触，到达B位置小球的速度变为零。则对于此过程的分析，下列说法错误的是（??? ）

A.?从A到B位置过程，小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能
B.?从A到B位置过程，小球受到弹力一直变大
C.?从A到B位置过程，小球的速度一直在变小，到B位置为零
D.?从A到B位置过程，小球开始时受到的弹力小于重力，后来受到的弹力大于重力
最大；如果合力的方向与运动方向相反，那么物体做减速运动。
3.如图是小明设计的探究机械能转化的实验装置，将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端，弹簧上端处于斜面A点处；将一小球从斜面顶端释放，小球经过斜面A点后压缩弹簧，在斜面C点停止：；然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的D点，接着再向下运动；如此往复几次后小球在斜面的B点静止，那么小球第一次下降经过斜面动能最大的位置是(??? )

A.?A点??????????????????????????????????????B.?B点??????????????????????????????????????C.?C点??????????????????????????????????????D.?D点
4.弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（??? ）

A.?a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B.?b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C.?在a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小弹簧
D.?在c状态时小金受力平衡，故速度为零
5.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面，一小球由A点以度v沿轨道滚下，依次经过等高的B点和C点。下列关于小球滚动过程的分析正确的是(??? )

A.?小球在B点的动能大于C点动能
B.?小球在B点的机械能等于C点的机械能
C.?小球不可能到达D点，因为轨道是粗糙的
D.?小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能都转化为球的动能
6.如图所示，粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面上，一小球由A点以速度v沿轨道滚下，经另一侧等高点B后到达最高点C。下列关于小球滚动过程的分析正确的是（ ???）

A.?整个过程只有重力对小球做功
B.?小球在A，B两点具有的动能相同
C.?小球在A，B，C三点的速度大小关系是VA>VB>VC
D.?小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能
7.下图是同学们在科学课上利用易拉罐所做的几个实验。请分析回答：

（1）如图甲是一个由易拉罐做的“魔罐”，如图所示橡皮筋穿过罐身，外面连到吸管。旋转吸管，将罐放在桌面上，它就会运动起来。这是因为罐中橡皮筋积蓄的________转化为动能。
（2）如图乙让易拉罐从斜面上不同高度静止滚下，碰到同一木块上。此实验的目的是研究动能的大小与________的关系。
8.小明在参观科技馆时，发现一个有趣的器材，如图甲所示，当把锥体放在斜面底部时，发现锥体开始自己往上“爬”。该装置可简化成乙图，则锥体“爬坡”过程中，重力势能________。(选填“一直增加”“一直减小”或“一直不变”)

9.如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。A、B是同一高度的两点，则A点的动能________B点的动能(选填“大于”“小于”或“等于”)；此过程中皮球的机械能________(选填“增大”“减小”或“不变”)

10.为了解火箭升空过程中的相关运动状况，兴趣小组制作了一模型火箭，重为8牛（不包含燃料），发射后获取模型火箭的飞行高度与时间的关系，如图所示：
（1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有________。

（2）图中标注的A，B，C三个位置中，模型火箭的重力势能最小的是________?。
（3）模型火箭从最高点B下落到地面，重力做功的功率是________瓦。
11.? 2015年6月6日，在湖北武汉矩形的亚洲田径锦标赛中，中国选手李玲在女子撑杆跳决赛中以4.66m的成绩打破亚洲记录。请结合撑杆跳的过程示意图（如图），回答下列问题。

（1）在助跑阶段，李玲受到地面对她的静摩擦力而前进，这个力的方向与她前进的方向________（选填“相同”或“相反”）；助跑的目的是为了在起跳前获得较大的________；
（2）撑杆起跳时，由于________，李玲继续前冲，从开始起跳到碳纤维轻质撑杆（不考虑其质量）达到最大弹性形变的过程中，发生了怎样的能量转化？________
12.如下图，摆球从A点向下摆动，可以在A到B之间自由摆动，如果将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。请回答：

（1）则沙堆的剖面应是上右图中的________；
（2）请将你的选择做合理的解释。
答案解析：
1.【解答】A.中星2D在椭圆轨道上运动，因为没有匀速直线运动，所以它不受平衡力，故A错误；
B.中星2D卫星太阳能电池板能将太阳能转化为电能，故B正确；
C. 中星2D卫星在远地点时，高度最大，重力势能最大，此时的动能最小?，故C错误；
D.质量是物质本身的一种属性，不随形状、状态、位置和温度的变化而变化，故D错误。
故选B。
2.【解答】当小球到达点B的时候，小球的速度为零，那么它的动能为零；而高度不为零，所以它的重力势能不为零，也就是在B点时它的机械能不为零，因此小球的部分机械能转化为弹簧的弹性势能，故A正确不合题意；
从A到B的过程中，弹簧的形变程度不断增大，所以小球受到的弹力一直变大，故B正确不合题意；
在从A到B的过程中，开始一段时间内，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相同，因此做加速运动；后来弹力大于重力，合力向上，因此又做减速运动，故C错误符合题意，D正确不合题意。
故选C。
3.【解答】小球从斜面上滚下，在OA段，它在沿斜面方向所受合力向下，不断做加速运动；在AB段，小球受到沿斜面向上的弹力，但是此时弹力小于向下的力，合力仍然向下，小球继续做加速运动。当到达B点时，弹簧的弹力等于向下的力，此时合力为0，加速停止，即此时速度最大动能最大。BC段，弹力大于向下的力，合力向上，小球做减速运动。
因此小球第一次下降经过斜面动能最大的位置是B。
故选B。
4.【解答】A.a→b的过程中，开始时，弹力大于重力，合力向上，与运动方向相同，所以小金做加速运动；到达b之前，当弹簧的弹力等于人的重力时，合力为0，此时加速停止，即小金的速度最大，动能最大；从此点到b点的过程中，弹力小于重力，合力向下，与运动方向相反，小金做减速运动，动能减小，故A错误；
B.b→c的过程中，弹簧已经恢复原长没有发生形变，因此不具有弹性势能，肯定不是弹性势能转化为小金的重力势能，故B错误；
C.在a状态时，弹簧被压缩的程度最大，具有最大的弹性势能；此时人的速度为0，动能最小，故C正确；
D.在c状态时，小金只受重力作用，合力不为0，所以受力不平衡，故D错误。
故选C。
5.【解答】由于轨道是粗糙的，所以小球在运动过程中机械能肯定会有损失。因为C点在B点后面，所以B点的机械能损耗更大，即B点的机械能大于C点，故B错误；
B和C的高度相同，因此小球在两点时重力势能相同；根据机械能=动能+重力势能可知，B点的动能肯定大于C点，故A正确；
小球在D点的机械能=A点时的动能+A点时的重力势能-AD之间损耗的机械能，如果A点时的动能大于AD之间损耗的机械能，那么D点的机械能将大于A点的重力势能，也就是大于D点的重力势能，那么小球是可能达到并超过D点的，故C错误；
小球从A点到B点的过程中，减少的重力势能转化为小球的动能和克服摩擦产生的内能，故D错误。
故选A。
6.【解答】A.整个过程中重力和摩擦力都对小球做功，故A错误；
B.因为要克服摩擦做功，所以时间越靠后，机械能的损失越大，因此B点的机械能小于A点；因为A、B等高，所以两点的重力势能相同；根据机械能=动能+重力势能可知，B点的动能小于A点，故B错误；
C.C点为最高点，此时小球的动能为0，因此动能的大小顺序为：A>B>C，则速度的大小顺序依次为：vA>vB>vC ， 故C正确；
D.小球在A点的机械能大于在C点的机械能，故D错误。
故选C。
7.【解答】（1）如图甲是一个由易拉罐做的“魔罐”，如图所示橡皮筋穿过罐身，外面连到吸管。旋转吸管，将罐放在桌面上，它就会运动起来。这是因为罐中橡皮筋积蓄的弹性势能（势能）转化为动能。
（2）如图乙让易拉罐从斜面上不同高度静止滚下，碰到同一木块上。此实验的目的是研究动能的大小与速度大小（速度）的关系。
8.【解答】在锥体“爬坡”的过程中，它的重心的高度在不断减小，因此它的重力势能在不断减小，而动能增大，因此能够向坡上爬。
9.【解答】由于空气阻力，皮球在不断的有机械能转化为内能，
因此此过程中皮球的机械能不断减小；
因为A点在B点的前面，
所以A点的机械能大于B点的机械能；
A、B两点高度相等，质量相等，
那么两点的重力势能相等；
根据公式动能=机械能-重力势能可知：
A点的动能大于B点的动能。
10.【解答】（1）模型火箭燃料耗尽后仍能向上飞行一段距离，这是因为模型火箭具有惯性；
（2）图中标注的A，B，C三个位置中，火箭的质量不变，因为C点的高度最小，所以C点的重力势能最小；
（3）根据图像可知，火箭下落的高度h=140m；
火箭下落的时间：t=22s-6s=16s；
那么火箭重力所做的功：W=Gh=8N×140m=1120J；
重力做功的功率为：P=Wt=1120J16s=70W。
11.【解答】（1） 在助跑阶段，李玲的双脚向后蹬地，有向后运动的趋势，因此地面给她的静摩擦力方向向前，与她前进的方向相同。 助跑的目的是为了在起跳前获得较大动能；
（2）撑杆起跳时，由于惯性，李玲继续前冲；从开始起跳到碳纤维轻质撑杆达到最大弹性形变的过程中， 人的动能转化为人的重力势能及撑杆的弹性势能 。
12.【解答】（1） 沙堆的剖面应是上右图中的乙图；
（2）漏斗从A到B再到C的过程中，机械能保持不变；它的高度先减小后增大，那么它的重力势能先减小后增大，而它的动能则先变大后减小，即重力势能转换为动能，动能再转化为重力势能；速度越大的位置，运动时间越短，沙子露出的就越少，因此沙子应该是先变少后变多，故选乙。