106合理利用机械能（原卷版）

沪科版八年级第十章《机械与人》10.6合理利用机械能【知识梳理】知识点1：动能和势能1、能量：如果一个物体能够对别的物体做功，就说这个物体具有能量。物体做功的过程就是能量转化的过程，物体做的功越多，说明某种能转化为别的形式的能越多。2、动能和势能的概念：动能：（1）概念：物体由于运动具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。（3）单位：焦耳（J）。势能：弹性势能和重力势能统称为势能。（1）重力势能①概念：物体由于高度位置所具有的能量，叫做重力势能。②影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。③单位：焦耳（J），重为1N的物体（质量约为0.1kg），被举高1m时所获得的能量，就是1J。（2）弹性势能①概念：物体因弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。②影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。③单位：焦耳（J）。3、影响动能和势能的大小因素：（1）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）重力势能的大小与两个因素有关：一个是物体的质量，另一个是物体被举高的高度。当物体的质量一定时，物体被举高的高度越大，其重力势能越大，物体被举高的高度越小，其重力势能越小；当物体被举高的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小．物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大；（3）弹性势能的大小与两个因素有关：一个是弹簧本身的性质，另一个是弹性形变的大小。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。知识点2：动能和势能的相互转化1、机械能的概念：（1）动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。（2）机械能大小：等于动能和势能的总和。2、动能和势能的转化（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。【易错点】看到物体下落，学生就容易习惯性地认为是重力势能转化为动能，但当物体匀速下落时，速度不变，物体的动能不变，此时重力势能没有转化为动能。【规律总结】对动能与势能转化问题的分析。在分析时：（1）首先需明确掌握以下要点：影响动能大小的因素为物体的质量和运动速度；影响重力势能大小的因素为物体的质量和被举高的高度；影响弹性势能大小的因素为物体发生弹性形变的程度（2）对应题目分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。（3）注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。【典例分析】（2022·广西百色·统考中考真题）北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是（）A．动能增大，势能增大，机械能增大B．动能增大，势能不变，机械能增大C．动能增大，势能减小，机械能不变D．动能减小，势能增大，机械能不变【思路小结】在解答本类题目时，要弄清楚物体质量、速度和高度的变化。然后对应影响动能、势能的因素进行判断。【夺冠训练】一、单选题1．（2022·广西玉林·统考中考真题）如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中（）A．动能减小，重力势能增大B．动能增大，重力势能减小C．动能增大，重力势能增大D．动能减小，重力势能减小2．（2022·海南·统考中考真题）2022年4月16日，神舟十三号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。返回舱在减速下降过程中（

）A．动能增加 B．重力势能增加 C．机械能增加 D．机械能减少3．（2023秋·山东枣庄·八年级校考期末）空中飞翔的鸟对飞机构成了巨大威胁，鸟与飞机相撞引起机毁人亡的原因是（）A．鸟飞行的速度很大 B．鸟飞行的速度很小C．以飞机为参照物，鸟的速度很小 D．以飞机为参照物，鸟的速度很大4．（2023秋·江苏淮安·九年级统考期末）如图消毒机器人已投入抗击疫情，机器人匀速向前行驶并喷洒消毒液，此过程机器人的动能（）。A．不变 B．变小 C．变大 D．无法确定5．（2022·湖南衡阳·统考中考真题）2022年2月15日，中国选手苏翊鸣夺得北京2022年冬奥会单板滑雪男子大跳台冠军，实现了中国单板滑雪在冬奥会上金牌“零的突破”。如图，苏翊鸣在助滑区从起点A由静止开始加速下滑到最低点的过程中，他的（）A．重力势能增大，动能减小 B．重力势能减小，动能增大C．重力势能减小，动能减小 D．重力势能增大，动能增大6．（2022·四川成都·统考中考真题）在北京冬奥会的跳台滑雪比赛中（如图），运动员从陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飞翔”。针对从陡坡加速下滑的过程，下列说法正确的是（）A．运动员的动能不变 B．运动员的重力势能不变C．运动员的重力势能减小 D．运动员的动能转化为重力势能7．（2023秋·江苏南京·九年级统考期末）被竖直上抛的篮球，离开手至落地前，经历上升、下降两个过程。其中在A、B两点位置时的动能和重力势能如下表所示。下列判断正确的是（）篮球位置A点B点动能/J48重力势能/J72A．球在A点的高度一定小于B点的B．球在A点的速度一定大于B点的C．球在A点时一定处于上升过程D．球在B点时一定处于下落过程8．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）球竖直向上运动，并落回地面，这过程中先后经过M、S两点。球在这两点的动能和重力势能如图所示，则球在M点的（）A．速度比在S点的大B．机械能大于在S点的C．机械能等于在S点的D．离地高度比在S点的低9．（2023秋·江苏扬州·九年级校考期末）2022年2月北京冬奥会，中国代表团共收获9金4银2铜共15枚奖牌，金牌数和奖牌数均创历史新高。如图为高速摄影机记录的单板滑雪男子大跳台金牌得主苏翊鸣在比赛中，从跳台起跳到落地过程的情景。下列关于这一过程说法正确的是（）A．他从起跳到最高点的过程中，动能逐渐转化成重力势能B．他起跳后到达最高点时，机械能最大C．他从空中下落过程中，重力做功越来越慢D．他从起跳到落地的整个过程中，机械能是守恒的二、填空题10．（2023秋·宁夏中卫·九年级统考期末）自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐______，自行车的重力势能逐渐______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）11．（2023秋·广东阳江·九年级统考期末）将一个铅球斜向上抛出，它在上升过程中将动能转化成______能；当铅球到达最高点时，其动能______（选填“大于”或“等于”）零；在铅球运动的过程中，机械能______（选填“变大”“变小”或“不变”）。（不计空气阻力）12．第七届世界军人运动会于2019年10月在中国武汉举行。在运动会的公路自行车比赛中，爬坡前运动员往往要加紧蹬几下脚踏，这样就能使得爬坡时有更多的___________能转化为重力势能；到达终点后，运动员和自行车不能立即停下来，仍要向前行驶一段距离，这是因为人和车具有___________。13．（2023秋·陕西渭南·九年级统考期末）如图所示，橡皮筋两头分别固定在罐子两端，中间系一个钩码，就制成了一个“魔罐”.将魔罐在水平地面上滚出，橡皮筋的弹性势能______（填“变大”“不变”或“变小”）；魔罐能自动滚回来，滚回的过程中______能转化为______能。14．（2023秋·河北邢台·八年级校考期末）“弓开如满月，箭去似流星。”拉开的弓能把箭射出去，说明弓的______能转化为箭的______能。15．（2023秋·海南省直辖县级单位·九年级统考期末）我国火箭回收方式是：火箭消耗完燃料后将自动脱离飞船，借助降落伞落回地面，如图所示，匀速下落过程中，火箭的动能_____（变小/不变/变大），机械能_____（变小/不变/变大）16．（2023秋·江苏泰州·九年级校考期末）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______B点的重力势能（大于/小于/等于）；A点的机械能______B点的机械能（大于/小于/等于）；A点的速度______B点的速度（大于/小于/等于）。三、简答题17．（2022·广西南宁·统考二模）小明出行时发现，大货车的轮子比较多，请用所学物理知识解释这是为什么？同时在某段道路的标志牌显示：在同样的道路上，对不同的车型设定不一样的最高行驶速度，请你从能量的角度来解释这又是为什么？四、实验题18．（2023秋·广东潮州·九年级统考期末）如图为某兴趣小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作（步骤甲、乙、丙中小球质量分别为m、2m、3m）。（1）让小球从同一高度由静止开始滚下，目的是使小球到达水平面时具有相同的___________；（2）实验中通过比较木块B被小球撞击后移动的距离来判断小球具有动能的大小，这种方法在物理学中属于___________（选填“控制变量法”或“转换法”）；（3）李华同学认为由实验步骤乙和实验步骤丙可以判断动能大小与速度的关系，你认为该观点是___________的（选填“正确”或“错误”），理由是___________；（4）通过比较步骤甲和步骤乙，可以初步得到的结论是：___________。19．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）小明利用以下器材：中间有沟槽的木质轨道，如图甲所示，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一个，轻质弹簧、刻度尺各一个，开展了探究“动能大小与哪些因素有关”的活动。实验步骤如下：步骤1：让质量为m1铁球从斜面高h1处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x1。步骤2：让质量为m2铁球从斜面高h1处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x2。步骤3：让质量为m1铁球从斜面高h2处自由滑下，记录弹簧被压缩的长度x3。（1）利用这套器材进行实验时，可以通过比较______来比较小球动能的大小。（2）步骤_______（选填“1”“2”或“3”）两个步骤是为了研究动能与质量大小的关系，步骤_______（选填“1”“2”或“3”）两个步骤是为了研究动能与速度大小的关系。（3）若弹簧可以自由伸缩，压缩的弹簧可以将小球向上弹回，说明发生弹性形变的物体具有_______能。小球离开弹簧后可以继续向上运动，但是每一次反弹的高度逐渐变小，说明此过程小球机械能_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。（4）根据实验结论和生活经验，在发生汽车碰撞事故时，事故的严重程度与下列哪个因素无关_______。A．载重大小B．车速大小C．是否系安全带D．是否安装行车记录仪20．（2023秋·甘肃酒泉·