第5讲 机械能 2021-2022学年苏科版物理九年级上册辅导机构学案 （无答案）

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28143202540第五讲
第五讲
273431046355机械能
机械能
-158115133985学习内容
学习内容
2609851225551.知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念；
2.了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素；
3.掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程；
4.了解机械能的转化；
1.知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念；
2.了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素；
3.掌握探究影响动能、重力势能大小的实验过程；
4.了解机械能的转化；
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知识梳理
知识梳理
一.能
一个物体能对另一个物体做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
1.物体具有做功的本领，即说明此物体具有能。但是有能不一定正在做功。物体能做多少功，就说它具有
多少能。
2.功就是能转化多少的量度。功代表了能量从一种形式转化为一另种形式，因而功和能的单位也是相同的。
功的单位是焦耳（J），能的单位也是焦耳（J）。
二.动能
动能：物体由于运动而具有的能量。
1.物体动能的大小与两个因素有关：一是物体的质量，二是物体运动的速度大小。当物体的质量一定时，
物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小。具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。
2.动能是“由于运动”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“运动的物体具有的能量叫动能”。例如在空中飞行的飞机，不但有动能而且还具有其它形式的能量。
3.探究影响动能大小的影响因素。
三.势能
1.重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。
①重力势能的大小与质量和高度有关。物体的质量越大，被举得越高，则它的重力势能越大。
②重力势能是“被举高”这个原因而产生的，一定不要把它理解成“被举高的物体具有的能量叫重力势能”。例如在空中飞行的飞机，不但有重力势能而且还具有其它形式的能量
③探究影响重力势能大小的影响因素。
2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能量叫做弹性势能。
① 弹性势能的大小与弹性形变的程度有关。
四.机械能
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
五.动能和势能之间的相互转化
1.在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化。如将一块小石块，从低处抛向高处，再从高下落的过程中，先是动能转化为重力势能后，后来又是重力势转化为动能。
2.在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化。如跳板跳水运动员，在起跳的过程中，压跳板是动能转化为弹性势能，跳板将运动员反弹起来是弹性势能转化为动能。
3.水能和风能的利用：自然界的流水和风能都是具有大量机械能的天然资源。利用水能发电，一定量的水，
上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。利用风能发电，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”联在一起供电。
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巩固练习
巩固练习
类型一.基础知识
1.下列关于能量的说法，不正确的是（　　）
A．正在做功的物体，才具有能量
B．被压缩的弹簧具有能
C．具有能的物体，可能在做功，也可能不在做功
D．同步卫星相对于地面静止不动，实际上它也具有能
【变式】关于能的概念，下列说法中错误的是（　　）
A．一个物体能够做功越多，这个物体具有的能量越多
B．动能、势能及机械能的单位都是焦耳
C．用线悬挂着的静止的小球没有做功，所以小球没有能
D．甲物体的速度比乙物体的速度大，但甲物体具有的动能不一定比乙物体多
2.从雪山上匀速下滚的雪球越来越大，则下列说法正确的是（　　）
A．雪球的动能一定增大 B．雪球的势能一定减小
C．雪球的机械能一定不变 D．雪球的动能一定不变
【变式】荡秋千的人从最高点向最低点摆的过程中，速度变大，则他的（　　）
A．重力势能增加，动能不变 B．重力势能不变，动能增加
C．重力势能减小，动能增加 D．重力势能减小，动能减小
3.下列物体中具有弹性势能的是（ ）
A．拧紧的钟表的发条 　　　　　B．扔在空中的橡皮
C．在桌面上的弹簧　　　　　　 D．折断的木棒
类型二.知识应用
4.骑自行车上坡前，往往要加紧蹬几下，从能的转化角度说明这样做的好处？
　　答：因为人和自行车的____不变，所以动能只与______有关，重力势能只与_______有关。加紧蹬几
下，可增大速度，使车在上坡前有足够大的______。由于车在上坡过程中，是___能转化为_____势能，所以____能越大转化为____势能就越大，从而使车比较容易到达坡顶。
【变式】如图是将一个小球放到光滑的半圆形容器顶端放手后由A点经过B点到达C点的频闪照片。分析
小球在不同位置时动能和重力势能的大小，下列说法不正确的是（ ）
437197558420A．小球从A到B的过程中速度越来越快，动能越来越大
B．小球从B到C的过程中速度越来越慢，重力势能越来越大
C．小球在A点和C点的高度相同，重力势能相同
D．小球到达C点后如果继续拍照，可以拍到小球高出C点的画面
5.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E ）与篮球离地-高度（h）的关系（　　）
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A． B． C． D．
4772025115570【变式】许多同学都看过杂技演员表演的“水流星”，一根细绳系着盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就做圆周运动。如图为一杂技演员正在竖直平面内表演“水流星”，杯子在竖直面内做匀速圆周运动，则下列关于其中的一只杯子说法正确的是（　　）
A．受平衡力作用 B．重力势能保持不变
C．机械能在不断改变 D．运动状态没有发生改变
6.如图，小球从A点由静止开始摆动到B点的过程中，动能将 (填“变大”“变小”或“不变”);小球从A点由静止开始摆动到C点的过程中，势能的变化情况是 .
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7.如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又沿水平轨道返回，接着滚上斜面.在这整个过程中，机械能转化的情况是( )
A.重力势能→动能→重力势能 B.动能→弹性势能→动能
C.动能→势能→动能→势能→动能 D.重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能
8.小明同学将如图所示的木块、三角架分别当作“重锤”和“桩”，做打桩模拟实验.小明将“重锤”举高，让其自由下落，将“桩”打入沙中.要将“桩”打入得深些，小明采取的方案有:
(1)用同一“重锤”时，要 .
(2)让“重锤”从同一高度下落时，要 .
(3)“桩”被打入得越深，说明“重锤”对桩做的功 ，“重锤”具有的重力势能 .
5334002686059.如图是探究“物体动能的大小与什?么因素有关？”的实验示意图．

（1）该实验要探究的是物体动能的大小与物体 的关系
（2）该实验中物体的动能是指物体_____ (选填“A”或“B”)的动能，该动能是由_____能转化而来的．
（3）该实验中物体的速度是指物体A从斜面上静止滚下与物体B碰撞时______ (选填“碰前A”、“碰后A”、“碰前B”或“碰后B”)的速度，它是通过______ (选填“高度”或“质量”)来改变的．
（4）若在实验中，由于木板较短，物体B碰后滑出木板，在不改变原有器材的情况下，如何保证碰后物
体B能始终在木板上滑行？方法是 。
（5）若水平面绝对光滑，本实验______ (选填“能”或“不能”)达到探究目的.理由是：______ 。
（6）在探究动能与速度关系时，小明认为物体B应该尽量靠近斜面底部，小华认为不需要，你认为说的
有理，理由是： 。
（7）此实验中用到的研究物理问题的方法有： 。
48729902984510.小江同学利用一个弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡
皮条的弹性势能与长度、宽度的关系。”他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所
示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，
测得弹射的水平距离，数据如下表：
?次数
?橡皮条
?橡皮条宽/cm
?橡皮条长/cm
?弹射的水平距离/m
?1
?a
?0.50
?20.00
?10.10
?2
?b
?0.50
?30.00
?8.20
?3
?c
?1.00
?20.00
?14.00
请回答以下问题：
（1）实验中，是通过比较______来间接反映橡皮条的弹性势能大小；
（2）比较第1次和第2次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关；
（3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的 有关；
（4）用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是______；
?? A.窄而长的??? B.宽而长的??? C.窄而短的??? D.宽而短的
45573952476511.小明在探究影响物体重力势能大小的因素的实验中，采用如图所示的措
施：把三根相同的铁钉打入沙中，从空中释放钢球来撞击铁钉，看到的实
验现象如图所示．
①通过观察铁钉 来比较各钢球重力势能的大小．
②若A、B两钢球质量不相等，两钢球下落的高度为hA=hB，则从观察到
的现象可知，A、B钢球重力势能较大的是______球.
③若B、C两钢球质量相等，两钢球下落的高度为hB力势能较大的是______球.
④实验得出的结论是：物体重力势能的大小与______ 、______有关．
32385045656512.小明选用小车、斜面、木板、钩码、木块等器材探究“影响动能大小的因素”，如图所示，根据图中信息回答下列问题：
（1）实验中，通过比较小车推动木块距离的远近来判断小车动能的大小，这种实验方法是______法(选填
“控制变量法”或“转换法”)。
（2）小车分别由h1、h2位置自由滑下，到达水平面时的速度______(选填“相同”或“不同”)
（3）分析比较甲、乙可以得出动能大小与______有关(选填“质量”或“速度”)；
（4）分析比较乙、丙可以得出动能大小与______有关(选填“质量”或“速度”)
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课后研习
课后研习
1.质量相等的木球和铁球，分别以相同的速度在同一高度上竖直向下和竖直向上抛出，若不计空气阻力，则到达同一水平地面时( )
A.木球的动能大于铁球的动能 B.木球的动能小于铁球的动能
C.木球的动能等于铁球的动能 D.无法确定
2.如图所示，两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处，此时两弹簧均未发生形变.用手向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动.当滑块从O点向右运动时(弹簧在弹性限度内)( )
387921536195A.弹簧K1和K2的势能同时增大
B.弹簧K1和K2的势能同时减小
C.弹簧K1的势能增大，K2的势能减小
D.弹簧K1的势能减小，K2的势能增大
44958002355853.如图所示，小妍把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子，松开手后，头保持不动，铁球由a点沿弧线abc运动到c点，然后从c点往回摆动，则下列说法正确的是( )
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A.铁球位于c点时动能最大
B.铁球位于b点时势能最大
C.铁球摆回时不可能碰伤鼻子
D.改用铜球会碰伤鼻子
4.小明竖直向上抛出一个小球，小球离手后在空中运动.以下图中，能反映小球动能Ek随时间t变化关系的是( )

5.地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为石块、泥土被雨水从高处冲下来时将 能转化为巨大的 能.灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将 (填“变大”“变小”或“不变”).
6.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点的重力势能 (填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能，A点的动能 (填“大于”“小于”或“等于”)B点的动能.此过程中皮球的机械能 声(填“增大”“减小”或“不变”).
7.如图为撑竿跳的过程示意图，在这项运动中，根据能量以及能量转化的物理知识可知:运动员助跑是为了在起跳前获得较大的 .从开始起跳到撑竿(不考虑撑竿的质量)达到最大弹性形变的过程中，运动员减小的动能 (填“大于”“等于”或“小于”)撑竿增加的弹性势能.
155257576203631565508047625704858.如图为农用扬场机的示意图.谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同，从而形成1、2、3三堆，达到分离的目的.其中1是 ，2是 .从能量的角度看，它们在运动过程中能够分离，是因为 .
41173402800359.小红猜想动能的大小可能与物体的质量和运动速度有关，于是她设计了如图甲、乙所示的实验来探究动能的大小与哪些因素有关.
实验步骤如下:
第一步，让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在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，如图甲所示;
第二步，分别让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面从B处开始向下运动，然后与放在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，如图乙所示.
(1)物理研究方法有很多，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，就是用 来表示小球动能的大小.
(2)选用图甲探究的是动能与 的关系，理由是两球 相等，得出的结论是 .
(3)选用图乙探究的是动能与 的关系，让不同质量的两小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时具有相同的 ，得出的结论是 .
10.在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出如下猜想.
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，小明选用长度和粗细分别相同、但材料不同的两根弹簧A和B，小球，木块等器材，利用如图所示的实验装置进行实验.实验数据记录如表.
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
②
弹簧A
8
③
弹簧B
5
④
弹簧B
8
(1)弹簧将小球弹开的过程中，弹性势能转化成小球的 能.
(2)针对猜想一的实验探究中，自变量是 ，因变量是 .
(3)为探究猜想二，可选用实验序号②和 记录的数据进行比较.若 ，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关.
(4)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木块移动距离的大小，这种研究方法叫转换法.下列实验中用到此方法的是 .
A.探究物体的浮沉条件
B.探究液体内部的压强特点
C.探究动滑轮的工作特点
D.探究铁块的质量与体积的关系