课时10.6合理利用机械能（原卷版）

课时10.6合理利用机械能（帮课堂）（解析版）【学习目标】1.知道动能、势能和机械能2.通过实验，了解动能和势能的相互转化3.用实例说明机械能和其他形式能量的相互转化【知识导图】【基础知识】知识点一：动能和势能1.能的概念：①定义：如果一个物体能够对外做功，我们就说它具有能量。②单位：能量和功的单位都是焦耳，简称焦，用符号J表示。③具有能量的物体不一定正在做功，做功的物体一定具有能量。④物体做功的过程实质就是能的转化过程；物体做的功越多，说明某种能转化为其他形式的能越多。2.动能：①定义：物体由于运动而具有的能叫做动能，用符号EK表示。【实验探究】动能大小的有关因素实验器材：斜面、质量不同的小球、木块（2）研究对象：小球（3）实验过程：让小球从斜面滚下，撞击放在水平面上的木块，比较木块被撞击后运动的距离，进而判断小球动能的大小。（4）比较甲、乙实验可知，速度相同时，质量越大的物体动能越大；（比较甲、丙实验可知，质量相同时，速度越大的物体动能越大；可见，动能的大小与物体的质量和物体的运动速度有关。（5）甲、乙两次实验，让质量不同的小球从同一斜面同一高度滚下的目的是：使小球达水平面有相同的初速度。丙两次实验，让质量相同的小球从同一斜面不同高度滚下的目的是：使小球达水平面有不同的初速度。（6）该实验的实验方法有：控制变量法和转换法③影响动能大小的因素是：物体的质量和物体运动的速度。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。④计算公式：EK=1／2mv2由公式可知，影响动能较大的因素是物体的运动速度。⑤一切运动的物体都具有动能，静止的物体动能为零，匀速运动且质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降，匀速前进、匀速后退，只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是：物体是否在运动。3.势能：①势能包括重力势能和弹性势能。②重力势能：（1）定义：物体由于被举高而所具有的能叫做重力势能，用符号Eh表示。【实验探究】重力势能大小的有关因素a.实验器材：装有沙子的箱子，桌脚是四根铁钉的小方桌，重物甲乙丙b.研究对象：重物c.实验过程：让重物从一定的高度自由下落冲击放在沙面上的小方桌，比较小方桌下陷的深度，进而判断重物重力势能的大小。d.比较甲、乙实验可知，质量相同时，被举高的高度越高物体重力势能越大；比较甲、丙实验可知，被举高高度相同时，质量越大物体重力势能越大；可见，重力势能的大小与物体的质量和被举高的高度有关。e.该实验的实验方法有：控制变量法和转换法（2）影响重力势能大小的因素是：物体的质量和被举的高度。质量相同的物体，被举的越高，重力势能越大；被举的高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。（3）计算公式：Eh=mgh，其中h是指被举高的高度。（4）一般认为，水平地面上的物体重力势能为零。位置升高且质量一定的物体（不论匀速升高，还是加速升高，或减速升高，只要是升高）重力势能在增大，位置降低且质量一定的物体（不论匀速降低，还是加速降低，或减速降低，只要是降低）重力势能在减小，高度不变且质量一定的物体重力势能不变。（5）物体是否具有重力势能的标志是：物体是否被举高。③弹性势能：（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能，用符号Ex表示。（2）影响弹性势能大小的因素是：弹性形变的大小（对同一个弹性物体而言）对同一弹簧或同一橡皮筋弹性形变越大，弹性势能越大。（3）计算公式：Ex=1／2k△x2，其中△x表示形变量。（4）物体是否具有弹性势能的标志：是否发生弹性形变。知识点二：机械能及其转化1.定义：动能与势能统称为机械能。2.动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量。动能和势能可以互相转化。如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，也就是说机械能是守恒的。3.动能和重力势能间的转化规律：a.质量一定的物体，加速下降，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；b.质量一定的物体，减速上升，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。4.动能与弹性势能间的转化规律：a.如果一个物体动能减小，而另一个物体弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；b.如果一个物体动能增大,而另一个物体弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。例：不计空气的阻力和摩擦，试分析皮球从空中自由下落到弹回到原来位置的能量转化。⑤自然界中可供人类利用的机械能源有水能和风能．大型水电站通过修筑拦河坝来提高水位，从而增大水的重力势能，以便在发电时把更多的机械能转化为电能。关于能的概念，下列说法中正确的是（）A．一个物体能够做功，就说这个物体具有能B．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多C．一个物体做了功，说明这个物体具有能D．用线悬挂着的小球，没有做功，所以没有能下列物体中即具有动能又具有势能的是（）A．在平直公路上行驶的汽车 B．拉长的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水库里的水【作业帮】1．下列说法正确的是（）A．具有能的物体一定在做功 B．具有能的物体一定做了功C．具有能的物体一定能够做功 D．以上说法都正确2．下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（）A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③3．2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（）A．在B点时动能为0B．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化C．在A、D两点动能可能相等D．由B点向D点运动的过程中，动能不变，重力势能减小4．关于动能和势能，下列说法正确的是（

）A．物体没有做功，它一定不具有能B．位置高的物体，它的势能一定大C．质量大、速度大的物体动能一定大D．弹簧一定具有弹性势能5．一辆汽车匀速上坡，关于它的动能、重力势能和机械能，下列说法正确的是（）A．动能增加，重力势能增加，机械能增加B．动能减少，重力势能不变，机械能不变C．动能不变，重力势能增加，机械能增加D．动能不变，重力势能减少，机械能减少6．如图所示，小明和同学一起荡秋千．下列说法正确的是（）A．通过最低点时的动能为零 B．下降过程中的动能转化为重力势能C．到达最高点的重力势能最大 D．上升过程中的重力势能转化为动能7．如图所示，钩码B的重力大于钩码A，用手托钩码B使两者处于静止状态。若不计摩擦、绳重和空气阻力，放手后钩码A加速上升，在钩码A碰到滑轮前的过程中，下列说法正确的是（）A．钩码A的机械能保持不变B．钩码B的机械能保持不变C．钩码A的动能增加，机械能增加D．钩码B的动能增加，机械能增加8.在2021年8月6日东京奥运会女子标枪决赛中，中国名将刘诗颖展现出强劲的比赛实力，创造出66米34的佳绩，成功夺冠，为中国队摘得一枚金牌，如图曲线ABC是标枪在空中运动的轨迹图，下列说法正确的是（）A．标枪上升阶段动能减小，势能增大，机械能不变B．标枪上升到最高点时动能为零，重力势能最大C．动能先减小后增大，机械能不断减小D．标枪下降阶段动能增大，重力势能增大，机械能增大9.．如图所示，“蹦极”是人们喜爱的刺激运动的示意图。质量为m的运动员，将橡皮绳一端系自己的腰间，另一端固定在P点，O点是橡皮绳不系人自然下垂所在的位置，R点是运动员从P点自由下落所能到达的最低点，在运动员从O点到R点运动的过程中，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（）A．运动员到达O点时，速度最大B．运动员到达R点时，速度为零，受到平衡力的作用C．运动员受到的合力先减小后增大D．运动员在整个过程中先做加速运动后做匀速运动10.如图所示，一个小球放在粗糙水平木板上，木板固定不动，弹簧与水平木板不接触，弹簧的一端与小球相连，另一端固定在墙壁上，弹簧保持自然长度时小球刚好在A点，现把小球向左拉至C点后释放，小球就由C运动到A，再由A运动到B，由B到A，A到D，D到……，不计空气阻力，在此过程中，下列分析正确的是（）A．从C到A和从A到B小球受到弹簧的弹力方向相同B．小球最后一定会停在A处C．弹簧的弹性势能最终转化为小球的机械能D．C到A，B到A，小球动能都是先增大后减小11.装满水的洒水车，在平直的马路上一边洒水，一边匀速前行。在它洒水的过程中，洒水车的动能将________。12．如图，是高空跳伞运动员跳伞表演中下降过程中的一个画面。跳伞运动员从飞机上跳出，经过一段时间加速后，在离地面7km时开始以5m/s的速度匀速下降至地面。在运动员从7km高空下落至地面的过程中，______能转化为______能。13.如图是军军玩弹弓的情景。经验表明，在一定范围内，橡皮筋拉得越长，同样的“子弹”射得越远，橡皮筋对“子弹”做的功越______，橡皮筋具有的弹性势能越______，说明橡皮筋的弹性势能与______有关。14.如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧，弹簧被压缩说明力可以改变物体的_____。图乙为小球刚接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的速度和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系图像。不计空气阻力，此过程中，小球动能大小的变化情况是：_____。15.如图所示是探究“物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验装置。（1）该实验中所探究的物体的动能是指________（选填“木块”或“钢球”）的动能；完成图甲所示的实验后，在进行图乙所示的实验前应先将被撞击的木块________________；（2）“十次车祸九次快”是在警醒驾驶员驾驶车辆时不要超速，为了研究超速带来的危害，应该选用甲、乙、丙中的________两次实验进行比较；（3）猜想一下，若斜面和水平面均光滑，将木块固定在水平面上，钢球与木块撞击时无能量损失，则钢球撞击木块反弹后________（选填“会”或“不会”）运动到斜面上原来释放的位置。16.在做“探究物体的重力势能与哪些因素有关”的实验时，三