个性化讲义之动能、势能及相互转化(附录答案)

1、学科：物理 学段：学生姓名教师联系电话：教学内容动能、势能及相互转化1.初步了解能量的概念。2.知道什么是动能及影响动能大小的因素。教学目标3.知道什么是势能及影响势能大小的因素。4.知道什么是机械能及机械能的单位。5.知道动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化。1.决定动能、势能大小的因素。2.动能和势能的相互转化。教学重、难点3.判断物体所具有的机械能。4.能解释有关动能和势能相互转化的简单物理现象。一、动能1.一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。一个物体能够做的功越多，这个物体的能量就越大。2.物体由于运动而具有的能，叫做动能。的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的

2、物体，它的动能也越大。二、势能重力势能： 物体由于被举高而具有的能。重力势能大小的决定因素：物体，被举的 高度 越高，重力势能越大；物体， 质量 越大，重力势能越大。弹性势能 ：物体由于弹性形变而具有的能。弹性势能大小的决定因素：弹性势能的大小与弹性形变 的程度有关。物体的 弹性形变 越大，它的弹性势能就越大。1/11培养成功素质助力国家未来三、机械能动能和势能统称为机械能。能量的单位：焦耳简称焦，符号是J势能转化为动能动能转化为势能动势能之间相互转化特别注意：摩擦生热问题对物体机械能的影响机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，则机械能的总和不变。机械能 =动能 +势能【典型例题】知识点一

3、：机械能例 1. 分析下列物体具有什么能？（ 1）河里的流水具有能。（ 2）钟表里卷紧的发条具有能。（ 3）空中飞行的飞机具有（ 4）下落过程中的雨点具有（ 5）正在爬坡的汽车具有能。（ 6）被拉长的橡皮条具有能。（ 7）被堤坝挡住因而升高了水位的水具有（ 8）悬挂在屋顶上的电灯具有能。（ 9）高山上稳住的大石头具有。能。能。能。例2.质量较大的老鹰与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么飞得快。2/11培养成功素质助力国家未来例 3. 在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷入沙坑中，如图所示，在此实验中，我们是通过观察来比较各铁块

4、重力势能的大小的。若 A、 B 两铁块质量相等，则两铁块下落高度的关系是hAhB，若 A、 C 两铁块下落的高度相等，则两铁块质量的关系是 mAmC。实验得出的结论是：物体重力势能的大小与有关。例 4. 气球在匀速上升的过程中，它的动能 _ ，重力势能 _，机械能 _（选填 “增大”、“减小”、“不变”）。知识点二：机械能的转化例 1. 人造地球卫星的运行轨道是椭圆形的，在运行过程中发生重力势能与动能的相互转化。当卫星在近地点时， _能最大， _能最小；在远地点时， _能最大， _能最小。例 2. 如图，把一金属球用细线悬挂起来，然后将它拉到A 处后放开，小球沿路线A-B-C 来回摆动，在 _

5、点，小球的重力势能最大，动能为0在 _点，小球的动能最大由 C 到 B 的过程中，小球的速度_，动能 _，重力势能 _，_能转化成 _能3/11培养成功素质助力国家未来【随堂演练】1物体由于 _ 具有的能叫动能，由于_或者 _而具有的能叫势能. 影响运动物体动能大小的因素有_ 和 _ ，重力势能大小决定于_ 和 _，弹性势能决定于_ 的大小。2从物理学的角度看，古诗文中“不尽长江滚滚来”，滚滚奔流的长江水具有巨大的_能；“黄河之水天上来”的黄河水具有巨大的_能；“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”，拉弯的弓箭射出去，这一过程中能量转化情况是弓的_ 能转化为箭的 _能。3、关于能的概念，下列说法中

6、正确的是（）、举得高的物体其重力势能一定大4、物体沿斜面匀速下滑时，它的（）、动能增加，重力势能减小，机械能不变5、 2003 年 10 月 16 日， “神舟五号 ”载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的飞天梦。当飞船减速着陆后，航天英雄杨利伟的（）A 、 动能增加，重力势能减小B 、动能减小，重力势能减小C、动能减小，重力势能不变D 、动能不变，重力势能减小6、下面的四幅图中属于动能转化为重力势能的是（）7、如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为动能是（ ）65J，则滑到底端的A 35JB50J C 55JD65J8、如图，小球上下运动的过程中，下列分析不

7、正确的是()小球上下运动过程中，运动状态保持不变B小球向下运动过程中，小球所受的重力对小球做功C小球对弹簧施加拉力，弹簧对小球也施加拉力D小球上下运动过程中，动能与势能不断相互转化9. 小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图所示，其中机械能增大的是（）4/11培养成功素质助力国家未来10、汽车匀速上坡时（）A 、动能减小，势能增加，机械能不变B、动能不变，势能增加，机械能不变C、动能不变，势能增加，机械能增加D、动能增加，势能增加，机械能增加11、 2003 年 10 月 15 日， “神舟 ”五号飞船腾空而起，飞向太空，完成任务后，于次日凌晨准确降落在内蒙古中部预定地区，返回舱进入大

8、气层一段时间后，由于空气阻力而匀速下落。返回舱匀速下降过程中（）A 、重力势能减小，动能增加，内能增加B、机械能减小，动能不变，内能增加C、重力势能减小，动能增加，内能不变D、机械能不变，动能不变，内能增加12、一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是（）A 、势能 动能 势能B、动能 势能 势能C、动能 势能 动能 势能 动能D、势能 动能 势能 动能 势能13、举高的篮球被释放后，下落并再次弹起的过程中其能量的转化是怎样的？14、竖直向上抛起的石块，上升过程中，它的速度越来越小（不计空气阻力的作用），这是为什么？【拓展探究典型题】某同学在探究： “物

9、体的动能与什么因素有关”的实验中，设计了如图所示的实验方案，并进行了以下三步实验操作：步骤一：让铁球甲从斜面F 点滚下，打到一个小木块上，推动木块使木块从位置A 移动到位置B 。步骤二：让铁球甲从斜面E 点滚下，打到相同的小木块上，推动木块使木块从位置A 移动到位置C。步骤三：换一铁球乙（m乙m甲 ）从斜面上 F 点滚下，打到相同的小木块上，推动木块从位置A 移动到位置 D。分析步骤一、二，得出的结论是：。分析步骤一、三，得出的结论是：。2、为探究重力势能的大小与什么因素有关，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验。(1)实验中通过观察_ 来判断物体重力势能

10、的大小。(2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图_ 和图 _ 进行分析比较。(3)图 2 和图 3 探究的问题是 _ 。【能力拓展】1、下列对雨滴在空中匀速下落过程的分析雨滴受到平衡力的作用C雨滴受到的重力大于它受到的阻力(不考虑雨滴质量的变化和雨滴受到的浮力)，正确的是（）雨滴下落过程中机械能保持不变D雨滴的重力势能转化为动能5/11培养成功素质助力国家未来2、在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是（）A 从 a 点向 b 点运动过程中，重力势能全部转化为动能B在 a 点和 c 点速度都为

11、零，因此重力势能相等C从 c 点下落到d 点过程中，重力势能转化为动能D在 a 点和 e 点都处于静止状态，因此机械能相等3 跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（）A 助跑阶段机械能不变B起跳时机械能为零最高点C经过最高点时动能最大助跑起跳D经过最高点时重力势能最大4 如图所示，“套圈”出手后，从a 点到 c 点的过程中 (不计空气阻力 )，下列说法正确的是 ()A “套圈”由a 到 b 过程中，动能逐渐增大B“套圈”在b 点的机械能大于a 点的机械能C“套圈”由b 到 c 过程中，机械能逐渐变小D“套圈”由a 到 b 再到 c 过程中，重力势能先变大后变小5、 2011 年 4 月 10

12、月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆软道近地点约200 千米，远地点约3599 千米，如图是北斗八号一导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是（）A 势能增加、动能减小、速度减小C、势能减小、动能增加、速度不变B 、势能减小、动能增加、速度增加D 、势能不变、动能不变、速度不变6、如图所示，小球沿轨道由静止从A 处运动到D 处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化则()A 小球在A 处的动能等于在D 处的动能B小球在A 处

13、的动能大于在D 处的动能C小球在B 处的机械能小于在C 处的机械能D小球在B 处的机械能等于在C 处的机械能7、把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图3 哪一图象能正确反映球离手后至落回地面前机械能（地 - 高度（ h ）的关系（）E ）与篮球离6/11培养成功素质助力国家未来8、小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关。1）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。2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从 B 处开始向下

14、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。上述甲、乙两组实验中：乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的。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： 。选用图乙探究的是动能与的关系，得出的结论是： 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；本实验中运用了两种研究方法，一是法；二是转换法，就是用纸盒移动的距离长短来表示小球动能的大小。1 跳高运动员从地面向上跳起的过程中，转化为；苹果从树上落下过程中，增大（均选填：“动能”或“重力势能”）2如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球

15、由轨道的先变 后变 ，重力势能P 点自由释放，滚动到。Q 点。在此过程中，动能3一架飞机在同一高度上匀速飞行，喷洒农药。在此过程中，飞机的动能造地球卫星绕地球沿椭园轨道运行，近地点处卫星的_能最大，4下列物体中，既有动能又有势能的是：（）A 在平地上滚动的足球B被运动员举着的杠铃C在空中飞行的小鸟D被压扁了的皮球_，重力势能_能最小。_。人5如图所示的四幅图中，没有发生动能与势能相互转化的是（）a近地点cdb远地点卫星匀速行驶的汽车上升的滚摆从高处滚下的小球向近地点运动的卫星A ABCD7/11培养成功素质助力国家未来6、在“学习机械能及其转化”时，“想想做做”栏目提供了如图所示的情景，用绳子

16、把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手。头保持不动，锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是（）A 、铁锁在摆动的过程中机械能保持不变B、铁锁摆动到最低点时动能最小C、铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能D、铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能7如图所示，足球以初速度v 沿着凹凸不平的草地从A 在 b、 d 两点动能相等B在a、 d 两点动能相等C从b 到 c 的过程机械能减少D从 c 到 d 的过程重力势能减少a 运动到d，足球（）8如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片由图可知，下落过程中，皮球的速度，离开地面上升的过程中，皮球的重力势能，动能皮球运动过程中

17、的机械能（均选填“增大” 、“减小”或“不变” ）9撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动，完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段：持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。到达最高点的过程中是动能和_转化为 _；下落过程中_能逐渐增加。持杆助跑撑杆起跳上升越杆下落10、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。该实验要探究的是物体动能的大小与物体_的关系。该实验物体的动能是指物体_(选填“ A ”或“ B” )。该实验物体动能的大小是通过_来反映的。该实验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“碰前后 A ”、“碰前 B ”或“碰后B ”）的速度，它是通过_（选

18、填“高度”或“质量”）来改变的。实验中多次让物体从斜面同一高度上静止滚下时，应改变_（选填“物体A ”或“物体量，这是为了研究物体动能与物体质量的关系。A ”、“碰B”）的质本周作业上周作业完成情况家长签字日期、时间学生签名8/11培养成功素质助力国家未来动能、势能及相互转化重难点1如图是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在翘翘板的端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（）a 端，能把站在b男演员的质量必须要大于女演员的质量B甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能C男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能D女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等2有一

19、种运动叫蹦极，如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从 O点自由下落， A 点处弹性绳自然伸直。B 点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是 蹦极运动员到达的最低点，运动员从O点到 C点的运动过程中忽略空气阻力，则（）A从 O 至 C 运动员速度一直减小B从 O 点至 A 点运动员机械能不守恒,从 A 点至 C 点机械能守恒C从 O 至 A 过程中运动员速度增大，从A 至 C 过程中运动员速度减小OD从 O 至 B 过程中运动员速度增大，从B 至 C 过程中运动员速度减小3. 如图，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是( 不计空

20、气阻力) （）AA. 铅球由 a b 时 , 动能逐渐增大BB. 铅球在 b 点的机械能大于 a 点的机械能C铅球由 b c 时 , 机械能逐渐减小铅球在 c 点时动能最大4如图所示是一个左右对称的凹形槽，将小球从A 点由静止释放，若小球由力做的功用W 表示，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（）A 点到B 点运动过程中克服摩擦ADCBA 小球从A 点运动到B 点的过程中，势能的减少量与动能的增加量之差等于B小球能够从A 点运动到D 点C小球从A 点运动到B 点的过程中，势能的减少量等于动能的增加量D小球从A 点运动到C 点的过程中，机械能的减少量等于动能的增加量W5、如图是竖直向上抛出的小球上

21、升过程中每隔相等的时间曝光一次所得的照片。 从图中可以判断：小球在 a 、b 位置间的平均速度 （选填“大于” 、“小于”或“等于” ）在 c 、d位置间的平均速度； 在上升过程中， 小球的重力势能 （选填“逐渐增大” 、“逐渐减小”或“不变” ）。6如图所示，质量为40g 的金属小球从导轨的a 处自由滑下，依次经过b 处、 c 处，到达从 a 到 b 的过程中，重力做功为J；在整个运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为d 处时恰好停下。在J。7利用如图所不装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。9/11培养成功素质助力国家未来将小球 A 、B 分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都

22、由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C 发生碰撞， 木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。下图中的摆长L 都相同， A B，球A 、 B 的质量分别为mA 、 mB ，( mA mB) 。（ 1）如图甲、乙所示，同时释放A 、B ，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的无关。（ 2）如图甲、乙所示，观察到B 球能将木块c 撞得更远由此可得出结论：（ 3）如图乙中小球 B 到达竖直位置时的速度到达竖直位置时的速度如题图乙、丙所示，图丙中木块。（填“大于” 、“小于”或“等于” ）。 图丙中小球C 滑行得更远些

23、，由此可得出结论：B。8小华骑自行车下坡时，想到从斜面下滑物体的快慢与哪些因素有关呢？回家后她找来了小车、秒表、刻度尺和充当斜面的木板进行探究，如图所示。首先对影响小车下滑快慢的因素作出以下猜想，猜想一：与小车的质量有关；猜想二：与斜面的高度有关；猜想三：与斜面的长度有关。（ 1）根据所学知识，断定猜想二是正确的，依据是_ 。2）为了验证猜想一，小华设计的方案是在小车内放置不同数量的钩码，分别从斜面的顶端由静止释放，测出下滑的时间。小华测量的结果如下表，她怀疑第三次测量错误，于是重新测量并进行了修正。你认为小华第三次测量时间偏小的原因，除了秒表的使用和小车开始的位置不符合设计的要求外，还有一种

24、在操作上存在的问题可能是 _ ；经过对修正后的数据分析，猜想一是_（正确 /错误）的 .实验次数1234小车内放置钩码的质量 m/g050100150时间 t/s2.52.52.02.53）为了验证猜想三，小华设计的方案是将小车分别从距斜面底端不同距离处由静止释放，测出下滑的时间。她通过测量发现下滑的时间不同，于是得出猜想三是正确的。请对小华这一探究作出评价，指出她存在的两个主要问题是 _ ； _ 。（ 4）接着小华又作出： “小车下滑的快慢还与斜面倾角有关”的猜想，你认为她_（需 /不需）要对这一猜想进行探究。如需要，说出方案，如不需要，说出原因：_ 。9李明等几位同学准备探究“弹簧弹性势能

25、的大小与什么因素有关 ”同学们猜想：弹簧弹性势能可能与弹簧长度变化量和弹簧粗细有关他们设计的实验装置如图，弹簧左端固定在墙上，放在水平面上，水平面A 点左侧光滑，右侧粗糙物体P 压缩弹簧到B 点后从静止释放，运动到C 点弹簧恢复到原长与物体脱离，物体运动到D点停止请补充完成他们的探究过程：（ 1）对同一根弹簧，物体P 压缩弹簧至B 点，从静止释放，运动到D 点测量之间的距离和之间的距离，并改变之间的距离，测多组数据，分析数据得到：弹簧长度变化量越大，弹性势能越大（ 2）对原长相同、只有粗细不同的两根弹簧，物体P 分别压缩弹簧至同一位置B 点，从静止释放，运动到D点分别测量之间的距离，改变压缩量，重复试验，分析数据得到：弹性势能与弹簧粗细有关10/11培养成功素质助力国家未来动能、势能及相互转化参考答案点拔过程：动能：质量相同的；质量越大。重力势能：质量相同的，高度相同的；典型例题：知识点一：例1、（