内容正文:
第十章 机械能及其转化
第一节 动 能
一、能量
1.定义:物体能够对外 ,表示这个物体具有能量,简称能.
2.单位: ,符号是J.
二、动能
1.定义:物体由于 而具有的能.
2.影响因素:动能大小与物体的 和 有关.质量相同的物体,运动的
越大,它的动能越大;运动速度相同的物体, 越大,它的动能也越大.
做功
焦耳
运动
质量
运动速度
速度
质量
知识讲解
能量
【典例1】下列说法错误的是( )
A.物体具有能量就能对外做功
B.能够对外做功的物体一定具有能量
C.没有做功的物体就没有能量
D.做功越多消耗的能量就越多
C
典例分析
(1)能量是描述物体做功本领的物理量,是一个状态量,只要物体具有做功的本领就具有能量.
(2)“能够对外做功”指的是物体不一定正在做功,不一定非得做功,有对外做功的本领就行.
【针对训练1】下列关于能量的说法,不正确的是( )
A.挂在树上的苹果,没有做功,所以不具有能量
B.拉弯的弓把箭射得很远,弓具有能量
C.高空坠物会砸伤人,坠物具有能量
D.台风把大树连根拔起,台风具有能量
A
动能的大小
【典例2】如图所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置示意图.
(1)该实验装置要探究的是物体动能的大小与物体 的关系.(物体A,B质量不变)
(2)该实验中所探究物体的动能是指物体 (选填“A”或“B”)的动能.
(3)该实验物体动能的大小是通过 来反映的.
(4)该实验物体的速度是指物体A从斜面上由静止滚下与物体B即将碰撞时的速度,它是通过改变 (选填“高度”或“质量”)来改变的.
速度
A
物体B移动的距离s
高度
(5)实验表明,同一物体A从斜面高处滚下,高度越大,物体B被撞得越远,可得结论:
.
(6)若要探究物体动能与质量的关系,则需不同质量的物体从斜面 高度由静止滚下,并观察记录.
当物体质量相同时,物体的速度越大,动能越大
相同
(1)实验中应用了控制变量法.让同一个小球从不同的高度滚下,小球到达水平面时的速度不同,这是控制质量相同,来探究动能与速度的关系;换用质量不同的小球,让它们从同一高度滚下,这是控制速度相同,探究动能与质量的关系.
(2)实验中应用了转换法.利用小球推动物块做功,通过物块被推动的距离大小判断小球动能的大小.
【针对训练2】(2023金坛区模拟)小虎用如图所示装置探究影响动能大小的因素,在高度为h的光滑斜槽顶端,将质量不同的钢球由静止释放,观察长木板上的木块被撞后移动的距离,则下列说法正确的是( )
A.质量大的钢球到达水平木板的初速度大
B.本实验必须选择光滑的长木板
C.本实验可探究木块的动能跟质量大小的关系
D.实验中用到了控制变量法和转换法
【针对训练3】(2023徐汇区期末)(多选题)关于动能,下列说法正确的是( )
A.物体由于运动具有的能,叫做动能
B.物体只要运动就一定具有动能
C.运动物体的质量越大,所具有的动能一定越大
D.速度较大的物体,所具有的动能一定较大
D
AB
1.下列说法中正确的是( )
A.静止的物体不具有能
B.没有做功的物体不具有能
C.具有能的物体一定在做功
D.能量的单位是焦耳
2.下列物体具有动能的是( )
A.静止不动的课桌
B.挂在树上的椰子
C.山上的石头
D.正在行驶的汽车
D
D
随堂练习
3.(2021嘉兴)如图所示是雨滴在空中下落过程中速度与时间的关系图.雨滴在t1、t2、t3三个时刻中具有的动能分别是E1、E2、E3,不考虑下落过程中雨滴的质量变化,则动能的大小关系是( )
A.E1<E2<E3 B.E1>E2>E3
C.E1<E2=E3 D.E1=E2<E3
4.下列关于比较物体动能大小的说法中,正确的是( )
A.拍出去的乒乓球,其速度比地面上滚动的铅球大,所以乒乓球的动能大
B.从枪口飞出的子弹,其质量比掷出去的标枪的质量小,所以子弹的动能也小
C.飞驰的火车比行驶的汽车的速度大,质量也大,所以动能也比汽车大
D.男举重运动员与女短跑运动员赛跑,女运动员的动能一定比男运动员大
C
C
5.如图所示,把不同的实心小铁球放在相同的实验装置的斜面上自由滚下,撞击静止于水平面上的小木块进行实验.在下列几种情况下,能说明物体的动能与物体的质量有关的是( )
A.(甲)、(乙) B.(甲)、(丙)
C.(乙)、(丙) D.(丙)、(丁)
6.(2023唐河县一模)如图(a)所示,木块放在水平面上,用弹簧测力计沿水平方向拉木块使其做直线运动.两次拉动木块得到的s-t图象分别是图(b)中的图线甲、乙,则以下说法不正确的是( )
A.两次木块都在做匀速直线运动
B.两次对应的弹簧测力计示数一定相等
C.两次木块受到地面的摩擦力一定相等
D.两次木块的动能一定相等
B
D
7.(2023洪山区模拟)在“探究物体的动能的大小与哪些因素有关”的实验中,让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放,撞击同一木块,能将木块撞出一段距离,如图所示,下列说法正确的是( )
A.该实验的目的是探究铁球在斜面上滚动时动能的大小与速度的关系
B.木块被撞击后滑行距离不同,但滑行时所受摩擦力相同
C.如果添加毛巾、棉布,利用上述实验器材还可以探究影响滑动摩擦力大小的因素
D.用小车代替木块更便于得到实验结论
B
8. 全国十多个省市出现恶劣的沙尘暴天气,迎着沙尘,脸部被沙尘打的瑟瑟发痛,原因是沙尘虽然质量较小,但飞行 大, 能较大.
9.(2023静安区二模)如图所示的交通标志牌规定了某路段车辆的最高时速,请根据该交通标志牌的信息,进行分析并回答下列问题.
(1)该路段中,小型车的最高行驶速度为 .
(2)请应用机械能的相关知识解释不同型号车辆限速不同的原因.___________________
.
(3)一般来说,车辆在学校路段应保持 (选填“高速”或“低速”)行驶.
速度
动
120 km/h
动能与质量和速度
都有关,动能一定时,质量大的物体速度小
低速
10.(2021天津)兴趣小组的同学认为车祸的危害程度与汽车的动能大小有关,于是他们进行了如下探究:
速度
质量
【提出问题】汽车的动能大小跟什么因素有关?
【猜想假设】由“十次车祸九次快”可猜想:汽车的动能可能跟 有关;由“安全驾驶莫超载”可猜想:汽车的动能可能跟 有关.
【进行实验】他们做了如图(甲)、(乙)、(丙)所示的三次实验:用金属球模拟汽车,让金属球从斜槽的某一高度由静止开始滚下,碰到水平面上的物块,将物块撞出一段距离.物块被撞击得越远,说明金属球到达水平面时的动能就越 .
大
【分析论证】分析(甲)、(丙)两图的实验现象,可以初步得到的结论是______________
.
【实践应用】用(甲)、(乙)两图的实验现象所得到的结论,可以解释汽车 (选填“超载”或“超速”)行驶时危险性大的原因.
质量一定时,
物体的速度越大,动能越大
超载
11.在“探究动能大小与质量关系”的两次实验中,小球从同一高度由静止开始释放时的场景如图(甲)所示,木板固定在水平面上.实验是通过比较木块在木板上滑行的
来比较小球动能大小的.图中错误的操作是______________________________
.改正错误后进行实验,发现图(乙)中木块滑出的远些,则可以得出结论:
.某次实验发现木块会从木板右侧滑出,则可以通过
(选填“增大”或“减小”)木块的质量来加以改进.
距离
两次实验中未保持木块初始位置
相同
速度相同时,质量越大,动能越大
增大
12.相关资料表明,大部分重大交通事故是由汽车超载超速造成的.兴趣小组决定对超载超速问题进行一次模拟探究,经讨论后认为,可以用小球作为理想模型,代替汽车作为探究对象.如图所示,将小球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下,推动同一小木块向前移动一段距离s后停下,完成甲、乙、丙三次实验,其中h1=h3>h2,mA=mB<mC.
(1)把小球放在同一高度由静止开始沿斜面滚下是为了控制 相同.
(2)实验中超载超速带来的危害程度用 表示.
(3)探究超载带来的危害时,选择甲、乙、丙三次实验中的 进行比较.
速度
小木块移动的距离
甲、丙
(4)为比较超载超速带来的危害程度,兴趣小组利用上述器材进行定量研究.得到数据如下表:
请根据上表数据分析,货车超载20%与超速20%两者相比,潜在危害较大的是 .
超速20%
小球 质量/g 高度/cm 木块滑动距离/cm
A 10 5 10
B 20 5 18
C 30 5 29
D 10 10 38
E 10 15 86
谢谢观赏!
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