动能和势能 【知识梳理+思维导图+典例引路+拓展提升】中考物理 核心考点高分突破精讲精练

动能和势能■知识点一：动能1.什么是动能：物体由于运动而具有的能。2.影响动能的因素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。3.动能是“由于运动”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”，不运动的物体也具有能量，但不具有动能。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。【微点拨】探究影响动能大小的因素【实验目的】探究课题：探究动能大小与什么因素有关【实验装置】【实验方法】控制变量法，转换法。【实验原理】察下车在木板上移动的距离，如木块移动的越远，表示木块做的功越多，说明小车具有很大的动能。【实验步骤】1.按照图将木板的一端垫高，组成一个斜面；2.让同一小球在斜面的不同高度滚下，推动木块在木板上前进，观察木块在木板上移动的距离；3.让不同质量的小球从斜面的同一高度滚下，观察木板在木板上移动的距离（如图乙）；【实验结论】1、质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；2、运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。【考查方向】1.斜面的作用：使物体具有速度并改变物体速度的大小；2.实验研究对象：小球，实验方法：控制变量法；转换法；3.使质量不同的小球从同一高度静止释放的目的：使小球到达水平面时的初速度相同；4.如何判断动能大小：通过观察木块被推动的距离多少；5.通过比较实验甲，得到的结论：当物体的质量相同时，物体的速度越大，动能越大；6.通过比较实验乙，得到的结论：当物体的速度相同时，物体的质量越大，动能越大。■知识点二：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”，被举高的物体具有重力势能，同时也具有其他形式能量。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。2.弹性势能：物体由于发生弹性形变，而具有的能叫做弹性势能。撑杆跳高时弯曲的杆、拉开的弓箭都具有弹性势能。弹性势能的大小与弹性形变的程度有关；形变程度越大，其弹性势能越大。一、考点导图二、真题再现考向一：动能的概念及应用1．（2021·江苏泰州市·中考真题）2021年5月29日，搭载着天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场成功升空，在火箭发射升空过程中，火箭的动能将_______（选填“变大”、“变小”或“不变”）；若以地面为参照物，该火箭是________的。【答案】变大；运动。【解析】[1]火箭发射升空的过程中，加速向上运动，速度变大，所以动能增大。[2]若以地面为参照物，该火箭位置改变，是运动的。2．（2021·黑龙江中考真题）在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有______；交通规则要求汽车不能超速行驶，是因为汽车质量一定时，其行驶速度越大，______（选填“动能”或“势能”）越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重。【答案】惯性；动能。【解析】[1]在高速公路上快速行驶的汽车，遇到紧急情况刹车后不能立即停下来，是因为汽车具有保持原来运动状态的性质，即惯性，一切物体都有惯性。[2]动能的大小与物体的质量和速度有关，质量、速度越大，动能越大；汽车质量一定时，其行驶速度越大，动能越大，发生交通事故时，造成的伤害越严重，因此交通规则要求汽车不能超速行驶。考向二：探究影响动能大小的因素1．（2021·湖北湖北·中考真题）如图所示是“探究物体动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。（1）实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，是为了探究钢球动能的大小与______的关系；（2）本实验是通过比较木块被撞击后______来比较钢球动能大小；（3）小明猜想，如果水平面是光滑的，木块被撞击后将会______。【答案】速度；移动距离；做匀速直线运动。【解析】（1）[1]实验中，让同一个钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，保证钢球的质量相等，钢球从斜面上的不同高度由静止自由滚下，改变的是钢球到达水平面的速度，故这一操作步骤为了探究钢球动能的大小与速度的关系。（2）[2]本实验利用转换的方法，通过比较木块被撞击后移动距离来比较钢球动能大小，木块被撞击后移动距离越远，表明钢球具有的动能越大。（3）[3]根据牛顿第一定律，物体不受力时，将保持原来的运动状态不变，如果水平面是光滑的，木块被撞击后将会做匀速直线运动。2．（2021·内蒙古赤峰·中考真题）学完动能知识后，小亦同学用如图所示装置模拟汽车超速带来的安全隐患，甲、乙两图中的小车、斜面、木板、木块均完全相同。（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，这种研究方法叫______法。（2）由图中实验现象得到的结论是______。【答案】转换；在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，安全隐患越大。【解析】[1]研究物体的动能大小与哪些因素有关，动能大小不易直接体现，所以通过小车对木块做功的多少来体现小车的动能大小，即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，这种研究方法叫转换法。[2]两小车质量相同，乙图中小车由静止下滑的高度较大，运动到水平面时的速度也较大，乙图中小车推动木块通过的距离较远，所以乙图中小车的动能也较大，故由图中实验现象得到的结论是：在质量一定时，物体的速度越大，动能越大，安全隐患越大。考向三：势能的概念及应用1．（2021·贵州黔东南·中考真题）如图所示为课本中的插图，图中工人用叉车将货物从一个地方搬运到另一个地方或把货物从地面提升到某一高度。请你结合叉车的部位和工作情景找出两个与物理知识相关的问题，并做出简要的回答，不得与示例重复。示例：问题：为什么叉车能把货物提起？回答：力可以改变物体的运动状态。（1）问题：______；回答：______。（2）问题：______；回答：______。【答案】叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗；做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离；货物的重力势能增加了吗；增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。【解析】（1）[1][2]对物体做功的两个必要因素一是作用在物体上的力，二是在力的方向上移动距离。工人用叉车把货物从地面提升到某一高度，物体受到力的作用，物体也移动了距离，所以提出的问题是：叉车把货物从地面提升到某一高度，叉车对货物做功了吗？回答：做功了，有力作用在物体上，在力的方向上且移动了距离。（2）[3][4]重力势能的大小与质量和高度有关。把货物从地面提升到某一高度，所以提出的问题:货物的重力势能增加了吗？回答：增加了，因为质量不变，高度增加，货物的重力势能增加。2．（2021·四川攀枝花·中考真题）如图所示为游乐园过山车的轨道示意图，过山车从高处加速滑下的过程中，轨道对车的支持力______