3.2机械能（讲义）（原卷版）

浙教版九年级上册第三章第二节机械能【知识点分析】一.动能1.动能的定义：物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有动能。2.动能大小的影响因素：3.实验变量：（1）小球的初始高度：控制到达水平面的速度大小（2）不同质量的小球：（3）物块移动的距离：表示小球动能大小4.实验操作：（1）相同质量的小球从不同高度下落，探究速度对物体动能的影响（2）不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体动能的影响5.实验方法：控制变量法，转化法6.实验结论：物体的动能大小与质量有关，与速度有关二.势能1.重力势能：（1）定义：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。（2）重力势能的影响因素：（3）实验变量：①小球的初始高度：控制到达水平面下落距离②不同质量的小球：③陷入沙坑的距离：表示小球重力势能大小（4）实验操作：①相同质量的小球从不同高度下落，探究下落高度对物体重力势能的影响②不同质量的小球从相同高度下落，探究质量对物体重力势能的影响③相同质量的小球从运动轨迹下落，探究下落运动轨迹对物体重力势能的影响（5）实验方法：控制变量法，转化法（6）实验结论：物体的重力势能大小与质量有关，与下落高度有关，与运动路径无关2.弹性势能：(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。(2)影响弹性势能大小的因素:弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。三.机械能与机械能守恒1.机械能：动能和势能之和称为机械能。2.机械能守恒：物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，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，即机械能守恒。3.机械能守恒的几种类型（1）弹簧：在下落过程中，小球未接触弹簧之前机械能守恒，接触弹簧后机械能减少，随着压缩程度增大，弹力增大，即出现下图的：a.接触点：之前小球机械能守恒，之后小球机械能减小，弹簧弹性势能增大b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大（2）蹦极a.接触点：之前人机械能守恒，之后人机械能减小，弹簧弹性势能增大b.平衡点：弹力大小等于重力，之前是加速，之后减速，该点动能最大c.最低点：动能为零，重力势能最小，弹簧弹性势能最大（3）滚摆：重力势能与动能之间转化（4）单摆ac两点是最高点，动能为零重力势能最大b.点是最低点，重力势能最小，动能最大单摆整个过程中没有首例平衡的点斜面重力势能与动能转化机械能守恒【例题分析】一、选择题1．如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出、将乙球竖直向上抛出，不计空气阻力，则下列说法正确的是（

）A．甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小B．乙球上升过程中，重力势能转化为动能C．抛出时甲、乙两球的机械能相等D．抛出时甲球的动能小于乙球的动能2．小乐用可乐瓶制作水火箭，先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气，如图甲所示；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭竖直向上飞向空中，如图乙所示。下列分析正确的是（）A．上升过程中，喷出的水对水火箭有向下的推力B．上升过程中，水火箭瓶内气体的内能减少C．上升过程中，水火箭的重力势能转化为动能D．下降过程中，水火箭的机械能逐渐增大3．2020年11月24日4时30分，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，运送嫦娥五号探测器至地月转移轨道。在运载火箭加速升空的过程中，下列说法正确的是（）A．动能增大，势能减小 B．动能不变，势能增大C．动能增大，势能增大 D．动能减小，势能增大4．2020年12月17日“嫦娥五号返回器”成功着陆。如图是“返回器”通过大气层返回地球时“打水漂”过程示意图，“返回器”跃出大气层后不再受摩擦阻力。下列关于“返回器”能量变化的说法正确的是（）A．从A到B点内能增大，势能增大B．从B点到C点动能增大，势能减小C．从C点到D点动能先减小后增大，机械能不变D．从C点到D点势能先增大后减小，机械能变小5．如图所示，光滑轨道ABC固定在竖直平面内，BC段水平，一小球从A点由静止释放运动到C点的过程中，动能和势能变化情况是（）A．A到B的过程，小球的动能增大，势能不变B．A到B的过程，小球的动能增大，势能减小C．B到C的过程，小球的动能不变，势能减小D．B到C的过程，小球的动能增大，势能不变6．如图所示，斜面与水平面在M点相连，弹簧左端固定在竖直墙壁上，N点是弹簧自然伸长的位置。斜面与水平面光滑，忽略空气阻力。当物块从斜面上P点由静止滑下，与弹簧碰撞后若又返回到P点。则下列描述错误的是（

）A．物块从M向P运动过程中，机械能减少B．物块从N向M运动过程中，动能不变C．物块从P向M运动过程中，重力势能减少D．弹簧被压缩最短时，弹簧的弹性势能最大7．如图所示，一物体从平台上分别沿左右两侧的光滑斜面由静止开始下滑到底端。下列说法正确（）A．物体在下滑过程中能量是不断减少的B．物体在下滑过程中能量是不断增加的C．该物体从左侧下滑到底端时的速度等于从右侧下滑到底端时的速度D．该物体从左侧下滑到底端时的速度大于从右侧下滑到底端时的速度8．如图所示，一小钢球从光滑固定斜面的a点由静止释放，相继经过b、c两点，ab=bc，则下列判断正确的是（忽略空气阻力的影响）（

）A．小钢球下滑过程中惯性越来越大B．小钢球在ab、bc两端内运动的平均速度相等C．小钢球在ab段重力势能的减少量与bc段动能的增加量相等D．就a、b、c三点而言，小钢球在a点具有的机械能最大9．如图所示，滑板运动员从高处平台的末端水平飞出，落在水平地面上，若不计空气阻力，则滑板运动员在下落过程中（）A．重力势能转化为动能，机械能不变B．重力势能转化为动能，机械能增大C．动能转化为重力势能，机械能增大D．动能转化为重力势能，机械能减小10．将AB两物体以细线相连并跨过定滑轮，使两物体距离地面相同高度，当由静止自由释放后，A物体下降，B物体上升，假设细线及定滑轮的重量不计，且细线与定滑轮间无摩擦，关于物体运动过程中的下列说法正确的是（）A．A的机械能减少，B的重力势能减少B．A的机械能不变，B的动能增加C．A的机械能减少，B的动能增加D．A的机械能不变，B的机械能增加11．如图所示为乒乓球在水平地面上连续弹跳时产生的轨迹的一部分，该图表明（）A．在图中乒乓球的弹跳方向为自右向左B．乒乓球弹跳时机械能守恒C．乒乓球运动过程中重力势能一直减小D．乒乓球某次弹起过程中，弹起瞬间的动能大于此过程最高点时的重力势能12．如图将一小球置于一弹簧上方，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，则对于此过程分析下列说法错误的是（）A．从A到B位置过程中，小球的机械能全部转化为弹簧的弹性势能B．从A到B位置过程中，小球受到弹力一直变大C．从A到B位置过程中，小球的速度由大变小，到B位置为零D．从A到B位置过程中，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13．为探究重力势能与质量的关系，某同学选择了体积不同的实心铝球a、b，体积相同的实心铜球c和实心铝球d，以及平整的橡皮泥进行实验，如图所示。下列关于本实验的法不正确的是（）A．实验时要让球从同一高度自由落下B．使用a球和b球可以探究重力势能与质量的关系C．球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力势能的大小D．利用本实验的器材还可以探究重力势能与高度的关系14．如图所示，甲乙两个质量相同的小球，从相同高度同时开始运动，甲球由静止释放，乙球以一水平初速度抛出。甲球下落过程中经过P、Q两点，忽略空气阻力，则下列说法错误的是（）A．释放瞬间，两球的重力势能相等B．着地瞬间，两球的动能相等C．两球下落过程中的受力情况相同D．甲球先后经过在P、Q两点的机械能相等15．如图，“蹦床”是体育比赛项目，床面弹性很大，运动员可在上面反复弹跳。从高空落下的运动员刚好与水平床面接触的点为A点，能到达的最低点为B点，如图所示，运动员从B点反弹回A点的过程中，不计空气阻力，则（

）A．运动员在B点速度为0，受平衡力作用B．在反弹的瞬间，运动员在B点所受重力大于弹簧弹力C．从B点向上运动过程中，运动员的动能先增大后减小D．从B点向上运动过程中，运动员的机械能保持不变16．如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放，到达D点后返回，B、C两点等高。下列说法正确的是（）A．球在B、C两点的动能相等B．球在A、D两点的机械能相等C．球从B点到O点的过程中机械能减少D．球从O点到C点的过程中重力势能减少17．半径为r和R(r＜R)的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两物体()A．机械能均逐渐减小B．经最低点时动能相等C．左边的小球能能到达半圆形槽右边缘最高点，右边的小球则不能D．机械能总是相等的18．如图为撑杆跳运动员在比赛中的几个画面，假设该过程不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A．运动员落地，在接触海绵垫上最初的一段时间内，其速度还在增加B．运动员上升阶段，撑杆的弹性势能全部转化为人的动能C．运动员达到最高点时速度为零D．运动员助跑阶段，身体中的化学能全部转化为人的动能19．如图，粗糙的弧形轨道固定在地面上，轨道平面竖直。一小球由A点以一定的速度沿轨道滚下，经另一侧与A等高点B后到达最高点C，下列分析正确的是（

）A.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的机械能B．小球在A点的重力势能比在B点的重力势能大C.小球在A点具有的机械能等于它在B点具有的机械能D．小球在A点的动能比在B点的动能大20．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．运动员在C点时速度为零，此时受平衡力的作用B．从O至C运动员机械能大小一直保持不变C．从O至A运动员速度增大，从A至C运动员速度减小D．从O至B运动员速度增大，从B至C运动员速度减小21．如图所示，用不可伸长的轻质细线和轻质弹簧分别吊质量相同的小球A、B，将两球拉开使细线与弹簧都在水平方向上，且高度相同，此时弹簧处于原长状态，而后由静止开始放开A、B两球，两球在运动中空气阻力不计，到最低点时两球在同一水平面上，关于两球在最低点时速度的大小正确的是（

）A．A球的速度大 B．B球的速度大 C．A、B球的速度大小相等 D．无法判定22．如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是（

）A．加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小B．受油机动能不变，重力势能增大，机械能增大C．加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小D．受油机动能增大，重力势能不变，机械能增大23.某同学再科技馆看到如图所示实验装置，在右低左高的支架上放有一锥体，支架A端连接在一起，B端向两侧分开。将锥体从A端静止释放，锥体自动沿支架滚向较高的B端。不计摩擦，下列说法正确的是（）A．该过程锥体势能不变B．该过程锥体动能不变C．该过程能量不守恒 D．该过程锥体势能减小24．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一重为G＝50N的金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复，通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则（

）A．t1时刻小球的动能最大B．t2时刻小球的动能最大C．t2到t3时间内，小球的动能不断增加D．t2到t3时间内，小球增加的动能小于弹簧减小的弹性势能二、填空题25．用手将一重为1N的铁球缓慢放在一弹簧上，放手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度达到最大，到达C位置小球的速度变为零。已知AC间的高度差为20cm，在此过程中弹簧的弹性势能增加量为。B位置到C位置的过程中铁球所受的重力（填“大于”“小于”或“等于）弹簧所施加的弹力。26．如图所示，在一个金属罐的盖和底各开两个小洞，先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来，再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部，使小铁块悬于罐体内。做好后将罐子从不太陡的斜面滚下，罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的。滚动一段时间后罐子停下来，然后将沿斜面反向向上滚动，则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会（选填“增大”“减小”或“不变”）。

27．一小球从弧形轨道AOB上的A点由静止开始滑下（不计空气阻力）。（1）如图甲所示，如果弧形轨道光滑，小球（选填（能”或“不能”）到达B点。（2）如图乙所示，如果由于轨道不光滑，小球仅能滑到C点。当由C点返回后，仅能滑到D