2023年上海市中考物理一轮复习-第4章 机械和功 第3节 机械能

第三节机械能考纲解读考纲解读【知识点1】势能【考纲要求】知识点学习水平说明势能A知道势能【解读】1.知道势能的概念；2.运用实例说明物体的动能和重力势能以及他们的转化。【知识点2】动能【考纲要求】知识点学习水平说明动能A知道动能【解读】1.知道动能的概念；2.运用实例说明物体的动能和重力势能以及他们的转化。【知识点3】机械能【考纲要求】知识点学习水平说明机械能A知道机械能【解读】1.运用实例说明物体的动能和重力势能以及他们的转化；2.“动能”、“重力势能”、“机械能”不要求定量计算。知识梳理知识梳理一、动能Ek：物体运动时具有的能量叫做动能，运动物体的速度越大，质量越大，其动能就越大。记忆公式：。二、重力势能Ep：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，物体质量越大，举得越高，其重力势能就越大。记忆公式：。三、机械能：物体的动能和势能统称为机械能，物体的动能和势能之间可以相互转化，动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。四、判断动能和势能的变化情况。(一)动能的大小跟质量和速度有关：速度相同，物体的质量越大，动能就越大；质量相同，物体的速度越大，动能就越大。(二)重力势能的大小与质量和被举高的高度有关：高度相同，物体的质量越大，重力势能就越大；质量相同，物体被举得越高，重力势能就越大。(三)弹性势能的大小跟物体弹性形变有关：弹性形变越大，物体的弹性势能越大。五、常见题型经典例题经典例题题型一：判断动能和势能的变化情况以及两者之间的相互转化例例1.（★）以下物体中，重力势能逐渐转化为动能的是（）A．伞兵在空中匀速下降B．汽艇在平静的水面上加速行驶C．火箭加速上升D．飞行的标枪从高处下落【考点】机械能的相互转化【解析】跳伞运动员在空中匀速下落的过程，质量不变，因为匀速，运动员的动能不变；而高度减小，重力势能减小，没有动能和重力势能之间的转化，故A不合题意。汽艇在平静的水面上加速行驶的过程，质量不变，速度变大，动能变大；而高度不变，重力势能不变，没有动能和重力势能之间的转化，故B不合题意。火箭加速上升的过程，质量不变，速度变大，动能变大；高度增加，重力势能增加，没有动能和重力势能之间的转化，故C不合题意。标枪下落的过程，质量不变，速度增加，动能增加；高度减小，重力势能减小，重力势能转化成动能，符合题意。故选D。【答案】D【教学建议】本题考查了动能与重力势能的转化。动能与质量和速度有关，重力势能与高度和质量有关。解题时注意抓住表示物体运动状态变化的关键字词，从中找出表示“质量、速度、高度、弹性形变”变化的字眼，从而分析机械能的变化情况。例例2.（★）如图所示，青蛙从跳起到落地的过程中，它的重力势能（）A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D.先减小后增大【考点】重力势能大小的影响因素【解析】整个运动过程中，青蛙的质量不变，高度先增大后减小，即重力势能先增大后减小。【答案】C【教学建议】熟记影响重力势能大小的因素。例3.例3.（★）一个木块从粗糙的斜面顶端匀速下滑，则木块的动能______，重力势能________，机械能________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。【考点】动能、势能、机械能大小的影响因素【解析】本题考查的是根据各种能量形式的影响因素来判断能量的变化：如匀速——速度不变，物体的动能不变；减速——物体的动能减小，反之则动能增加；升高——高度增加，物体的重力势能增加，反之则重力势能减小。物体总的机械能则根据动能与势能的总和来判断。从本题还可以进一步思考能量的转化，木块在斜面顶端时势能最大，在下滑的过程中，动能不变，势能减小，在和粗糙斜面摩擦的过程中损失了一部分能量，所以物体的机械能减少了。【答案】不变；变小；变小【教学建议】物体的动能和重力势能还与物体的质量有关，通常同一物体质量不变，但要注意一些特殊的情景如洒水车，飞机空投物资前后质量发生变化，判断机械能的变化时要想到。例4.例4.（★）在某次抗震救灾中，一架向某灾区空投物品的飞机在水平方向上匀速飞行，在空投前后飞机的动能将______，重力势能______，机械能______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。物品从飞机下落到地面的过程中____能转化为____能(选填“动”“势”)。【考点】动能、重力势能、机械能大小的影响因素及相互转化【解析】飞机在空投前后，速度和高度不变，质量减小，所以，动能、重力势能和机械能均变小；物品下落过程中，势能减小，动能增大，即重力势能转化为动能。【答案】变小；变小；变小；势；动【教学建议】学会判断动能和重力势能的变化情况。题型二：动能情景题例5.例5.（★★★）如图所示，某同学在做“研究动能的大小与哪些因素有关”的中，分别将A、B、C三个小球先后从同一装置的不同高度处滚下（mA=mB＜mC；hA=hChB），分别推动同一木盒运动一段距离后静止。（已知小球所处的高度越高，到达水平面的速度越大）（1）从图中可以看出，A、B、C三个小球刚到达水平面时，____球的动能最大，理由是三球中它的________本领最强。（2）分析比较（a）、（c）两图所示的实验现象及相关条件，可得出的初步结论是：_________。【考点】动能情景题【解答】（1）球的动能大小通过它对木盒做功的多少来反映，而做功的多少可由木盒被推开距离的远近来确定，这三个图中（c）图的木盒被推动的距离最大，因此说明C球的动能最大，做功本领最强；（2）在a、c的两个实验中，控制了高度相同也就是速度相同，小球的质量不同，做的功也不相同，c球质量大，做的功多，具有的动能大，因此得出的结论是：当小球的速度相同时，质量越大，动能越大。【答案】（1）C；做功（2）当小球的速度相同时，质量越大，动能越大【教学建议】在研究动能大小的决定因素时运用了控制变量法，用木盒被推动的距离来反映动能多少时运用了转换法。题型三：重力势能情景题例例6.（★★★）某同学为了“探究决定重力势能大小的因素”，利用质量不同的实心铜块A和B、刻度尺、相同的小桌和沙面进行实验，并通过观察小桌陷入沙面的深度来比较重力势能的大小。如图（a）和（b）所示，他先将小桌放在沙面上，然后让铜块A从一定的高度下落到小桌的桌面上。接着他按图（c）、（d）所示，重新实验。请仔细观察图中下落的铜块与小桌陷入沙面的情况，然后归纳得出初步结论。①比较图中的（a）、（b）和（c）实验过程及相关条件可知：____________________②比较图中的（a）、（c）和（d）实验过程及相关条件可知：____________________【考点】重力势能情景题【解答】物体由于被举高而具有的能成为重力势能，分析比较图（b）和（c）实验过程能看出，同一物体A的质量是相同的，但所处的高度不同，且物体越高所能使小桌陷入的深度越大，故其所具有的重力势能就越大；同理比较（c）和（d）实验过程能看出，对于不同质量的物体A、B，所