11.4 认识动能和势能-【宝典训练】2023-2024学年九年级上下册物理高效课堂(沪粤版)

宝典训练物理·九年级·全册（粤沪版） 11.4 认识动能和势能（一） 2022课标：3.2.1知道动能、势能和机械能。通过实验，了解动能和势能的相互转化。举例说明机械 能和其他形式能量的相互转化。 例1定性说明荡秋千过程中动能和势能的相互转化。 例2分析《天工开物》中汲水装置工作时能量的相互转化。（新增） 基础过关 1.物体能够对别的物体做功，表示这个物体有 或 能量的单位和功的单位一样是 物体能够做的功越多，它具有的 越多。 2.物体由于 具有的能叫动能。动能的大小跟 和 有关。 3. 的物体具有的能叫重力势能。重力势能的大小跟 和 有关。 4.物体发生弹性形变而具有的能叫 弹性物体的 越大， 越大，它 具有的弹性势能越多。 能和 能统称为势能。 能和 能统称为机械能。 课堂巩固 ⊙知识点能 6.(1)流动的水能推动水轮机转动，说明水对水轮机 :拉开的弓可以把箭射出去，说明弓对箭 :举高的重锤可以把木桩砸入地下，说明重锤对木桩 。(以上均选填“做功”或 “不做功”) (2)流动的水、拉开的弓和举高的重锤，它们的共性是具有 的本领。物理学中一个物体能 够对别的物体 我们就说这个物体具有能量，简称具有能。 (3)一个具有能量的物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。 。知识点2动能 7.“流动的水”“在花园里散步的老人”“正在升空的气球”“被风吹得斜向下的雨滴”共同的特点都是正 在运动，物体由于 具有的能叫动能：一切正在运动的物体都具有 8.(改编)如图所示，是用小球和木块探究“动能的大小与哪些因素有关”的实验： A 2 777777777777777% 777777n7777777 7777777777777777 (1)实验中所探究的“物体的动能”是指 (选填“小球”或“木块”)在 (选填“h 或2h高度”或“到达水平面”)位置时的动能 (2)用质量不同的A,B两个小球(mA>)碰撞静止在同一水平面上的木块。实验中控制小球的 高度相同，是为了控制两球到达底端时 相同：实验中通过观察木块被推动的距离的大 小，可以比较A、B两个小球的 的大小。 22 第十一章机械功与机械能 (3)将甲与乙两实验比较可知，小球动能的大小与小球的 有关。将甲与丙两实验比较可 知，小球动能的大小与小球的 有关。 (4)本次实验采用的物理学中最常用的一种实验方法是 (5)实验结论：物体的动能与物体的 和 有关。物体的质量相同，运动的速度越大 的物体动能越 :物体的运动速度相同，质量越大的物体动能越 9.(改编)如果卡车空载和满载时都以同样的速度行驶， 载的卡车动能大， 载的卡车惯性 大。当空载的同一辆卡车分别以10ms和5m/s的速度匀速行驶， m/s的卡车动能大，它 们的惯性 。知识点3重力势能 10.(1)“举高的重锤”“高山上稳稳的石头”“挂在树上的椰子”“正在升空的气球”“在空中飞行的飞机” 共同的特点是都被举高了一定的高度，物体由于 具有的能叫重力势能。 (2)“正在升空的气球”“在空中飞行的飞机”具有 ,同时还具有 能。 11,(改编)小明同学在探究重力势能的大小与什么因素有关时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关 为了验证上述猜想，他计划利用小桌、沙子、质量不同的铁块和刻度尺进行实验。如图所示，将小 桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把铁块从距桌面某一高度由静止释放，撞击在桌面中心部位，记录 桌腿进人沙子的深度。按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 实验 铁块质 铁块距桌面 桌腿进入沙子的 序号 量m/g 高度H/cm 深度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 (1)实验中通过比较 来判断物体重力势能的大小，这种实验方法叫 采用相同实验方法的其他实验还有哪些，请举出一例： (2)为了验证猜想一，需选择表中 (填实验序号)三组数据进行分析。 (3)分析表中①②③的实验数据，可得出的结论是： (4)实验结论：物体重力势能大小与 和 有关。物体的质量相同时，被举 得越高的物体重力势能越 :物体被举的高度相同，质量越大的物体重力势能越 12.三峡水库修建大坝使上游的水位升高，提高了水的 能。当载人航天飞船减速着陆时， 飞船的重力势能 ,动能 (以上两空选填“增大”“减小”或“不变”)。 。知识点4弹性势能 13.“拉开的弓”“被压缩的弹簧”共同的特点是发生了弹性形变，物体由于发生弹性形变而具有的能叫 23 宝典训练物理·九年级·全册（粤沪版） 14.(改编)在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明选用长度和粗细相同，但材料不同的两 根弹簧A和B及小球、木块等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录如下表： 序号 弹簧 被压缩后弹簧长度/cm木块移动距离s/cm ① 弹簧A ② 弹簧A 10 ③ 弹簧B 分 0000 ④ 弹簧B 10 SA (1)小明的实验基于的猜想是 (2)由于弹性势能的大小不可直接测量，本实验弹性势能大小可以通过 体现。 (3)若1>，5>，比较实验①②或③④可以得出的结论是 15.下列物体具有弹性势能的是 A.放在桌上的弹簧 B.刚刚起跳的跳高运动员手里的撑杆 C.变形了的橡皮泥 D.折断了的钢尺 课后进 16.下列加点物体中，具有弹性势能的是 A.弓开如满月 B.箭去似流星 C.云来云又往 D.蜻蜓立杆头 17.如图是“注意落石”标志，静止在容易松动山坡上的石头也具有危险性，是因为 A.石头受力平衡 B.石头具有重力势能，能够做功 C.石头受到重力作用 D.石头具有弹性势能，能够做功 18.指出下列物体所处状态时具有的能： (1)在高速公路上行驶的汽车 (2)静止在高空中云彩里的小冰粒 (3)被拉长的橡皮筋 (4)在空中飞行的足球 (5)正在下落的雨滴 (6)正在上坡的自行车 19.一位跳伞运动员从高空匀速下落，他的动能 ,重力势能 ,机械能 20.(改编)司机开车上坡前，往往加大油门，以提高车速，这是为了增大汽车的 能；清扫路面垃圾 的清洁车，能通过吸尘器将路面上的垃圾吸入车内容器中。清洁车沿街道匀速行驶，在清扫垃圾过 程中，车的动能将 :洒水车沿平直的街道匀速行驶，不断地将水洒向地面，在此过程中它的 动能将 ,洒水过程中车的惯性将 。(后三空均选填“变大”“变小”或“保持不变”) 2L如图所示，货架上放着A、B,C、D四个体积相同的实心球，其中A和B为铅球，C和D ① 为铁球。则A与B相比，的势能大，B与C相比， 的势能大，四个球中，势 ⑧© 能最小的是 。（pt<0w) ① 24 第十一章 机械功与机械能 22.如图所示，运动员射箭时用力将弓拉开，在放开箭的瞬间，弓的 能减小，箭在空 中向上飞行的过程中，箭的 能增大。 23.如图所示，甲图与乙图的两重锤高度相同，甲、丙两重锤的质量相等。请问： (1) 图的木桩被打得最深。 6o (2)这是因为：物体的质量越 ,物体被举得越 ,物体的重力势能越大。 了77 24.小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小明猜想：弹性势能的大小 甲乙丙 可能与物体的弹性形变有关。 (1)为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）：如图所示，将 同一个弹簧压缩 (选填“相同”或“不同”)的长度，将小球置 于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木 块 ,从而比较弹性势能的大小。 00003Q■ (2)若水平面绝对光滑，本实验将 (选填“能”或“不能”)达到探究目的。 (3)小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所 具有的机械能最终都消灭了。你认为小明的观点是 (选填“正确”或“错误”)的。 能力提升 25.物体在平衡力的作用下，下列说法中正确的是 A.具有的机械能一定不变 B.具有的动能一定不变 C.具有的重力势能一定不变 D.无法判断 26.某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质 量、下落高度和运动路径有关。于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个 铅球，其中A、C,D三球的质量为m,B球质量为2m,让A,B两球从距沙表面高H处静止下落，C 球从距沙表面高2H处静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑人，最后从管 道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙中深度分 别为h:和h,C,D两球陷入沙中深度均为ha,且h,<he<ha。 (1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过 来反映的，这里用到的实验方法是 (选填“转换法”或“控制变量法”)。 (2)比较A、B两球，发现B球陷入沙中深度更大，由此可得 出结论： (3)比较A、C两球，发现C球陷入沙中深度更大，由此可得出结论： (4)比较C、D两球，发现两球运动路径不同，但陷入沙中深度相同，由此可得出结论：物体的重力 势能与物体运动的路径 (选填“有关”或“无关”)。 25 宝典训练物理·九年级·全册（粤沪版） 11.4 认识动能和势能（二） 基田过关 1.在一定条件下，动能和势能可以相互转化，如果只有 能和 能相互转化，机械能是守恒 的，若有摩擦等阻力时，二者在相互转化中，机械能不断 2如图是固定在水平桌面上的圆弧轨道，将一小球由轨道的P点自由释放，滚动 到Q点。在此过程中，动能先变 后变 ,机械能 3,人推开弹簧门的过程中，弹簧由于发生弹性形变而具有 能：在弹簧门自动关闭的过程 中，弹簧由于形变减小，其 能减少 能转化为门的 能 课堂巩固 。知识点①动能和重力势能的相互转化 4.如图所示，单摆上的小球在A、B、C间不停地往复运动，如果不考虑空气阻力的影响： (1)小球由A位置静止摆向B过程中，小球的高度变 ,重力势能变 能变大，说明 能转化为 能。 (2)小球越过B点继续摆动向C过程中，小球的高度变 ,重力势能变 ,到 达最高点C时 能最小，说明 能转化为 能。 (3)该实验说明了 能与 能可以相互转化。 5,(改编)如图所示，在研究滚摆运动的实验中，滚摆向下运动的过程中 能转 化成 能；滚摆向上运动的过程中， 能转化成 能。这个实验说明 动能和重力势能可以互相 。知识点2动能与弹性势能的转化 6.如图所示装置，让木球从斜槽滚入水平槽里，在水平槽里竖立一个弹簧片，它的 下端固定，观察木球与弹簧片碰撞的过程，并思考这个过程中能的转化。 (1)木球刚刚接触弹簧片到木球逐渐把弹簧片压弯的过程中，木球的速度 甲：木球刚刚接 融弹簧片 ,弹簧片的弹性形变程度 ,这个过程是 能转化为 能。 乙：木球进一步把 (2)弹簧片恢复原状到将木球弹回的过程中，木球的速度 弹簧片的弹性 弹簧片压弯 形变程度 ,这个过程是 能转化为 能。 丙：弹黃片恢复原状 (3)这个实验可以说明： 和 可以相互转化。 把木球弹回 7.判断下列过程中机械能的转化： (1)钟的发条带动指针转动， 能转化为 能。 (2)网球击在球拍网上后变形的过程， 能转化为 能。 (3)撑杆跳高运动员从起跳到最高点的过程· 能转化为 能，再转化为 能。 (4)弹簧门被推开的过程， 能转化为 能：放手以后，它的 能转化为 能。 26 第十一章机械功与机械能 。知识点③机械能守恒 8.如图所示，一球静止从光滑斜面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J,则 滑到底端的动能是 ( ) A.35J B.50J C.55J D.65J 9.(2021·濉坊)体育课上小明同学进行传接篮球训练，他将球斜向上抛出，球的运动轨迹如图所示， a、b、c、d为轨迹上的点，其中a、c两点高度相同，不计空气阻力，则篮球在 A.a、c两点的动能相等 B.a点的机械能比d点机械能大 C.a点动能比d点动能大 D.b点的动能最大 10,星期天，小明去做蹦极运动。如图，小明从上端A点跳下的过程中，B点是弹性绳不系小明时自然 下垂到的位置，C点是小明蹦极过程中受力平衡的位置，D点是小明蹦极过程中下落到的最低位 置，不计空气阻力。 (1)小明在下落过程中，速度最大的位置在 (选填“B”“C”或“D”)点。 (2)在从A点到B点运动过程中，小明的能量转化是 能转化为动能：在从 C点到D点运动过程中，小明的 能转化为弹性绳的弹性势能。 (3)最终，小明静止在 (选填“B”“C”或“D”)点。 课后进团 11.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，图中哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能E与篮 球离地高度h的关系 ) A B D 12.(2022·南通)下列四个情境中，属动能转化为势能的是 W A.拉弓放箭 B.踩板下滑 C.秋千上摆 D.弹簧拉车 13.(2021·温州)一颗番茄从手中由静止开始下落，撞击水面时溅起许多水珠（如图），同时番茄仍有 较大速度并继续下沉。若不计一切机械能损耗，番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能( A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 茄 B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 27 宝典训练物理·九年级·全册（粤沪版】 14.如图所示，足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从运动到d。下列分析正确的是 A.足球在b、d两点的动能相等 B.足球在a,d两点的机械能相等 d C.足球从b到c的过程中机械能减小 D.足球从c到d的过程中重力势能减小 15.如图是蹦床运动员在进行比赛，忽略空气阻力等能量损失，运动员在O位置由 0 静止下落，重力势能转化为 能，速度逐渐增加，在A点接触蹦床，速度 (选填“突然减小”“持续增大”或“保持不变”)，到达B点时运动员 所受重力和蹦床的弹力相等，运动到C点为最低点，此时受 (选填 “平衡力”或“非平衡力”)，OC=10m,运动员质量为50kg,则运动到C点时，蹦床对人所做的功 为 J。 16.如图所示是天宫1号飞行器的轨道示意图。该飞行器在近地点的速度比远地点的 近地点 速度 ,这是因为它在近地点的重力势能比远地点的重力势能 ,从远 地点到近地点的过程中，它的 能转化为 能，它在近地点的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)它在远地点的机械能。 17,某城市的铁路车站的设计方案如图所示，进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡，从能量利用 的角度看，进站时，车辆驶上站台， 能转化为 能， 车站 可以减少刹车，节约能量。出站时，车辆驶下站台， 能转 化为 能，使车辆具有一定的初速度，节约能量。 18.足球打在球门柱上速度减小的过程是足球的 能转化为 能；足球又会反弹回来的过程是足球的 能转化为 能。 能力提升 19.小雨在公园里滑滑梯，如图，她分别沿三条长短不同的路径滑到地面。在不考虑摩 擦和空气阻力的情况下，她到达滑梯最底端时的速度是否相同？请解释原因。 28高效课堂宝典训练物理九年城全册（粤沪版） 绳子自由端的拉力F绳子自由端移动的距离： (2)木块移动的距离 德×100% (3)当弹簧的长度，粗细和材料均相同时，形变程度（或被压缩 的程度)越大，弹簧的弹性势能越大 2.(1)额外(2)减小(3)增加增加 15.B ?课堂巩因 ，课后进阶 3.(1)7=WmW。×100%(2)刻度尺 16.A17.B (3)物体的重力G物体升高的高度h拉力的大小F 18.(1)动能(2)重力势能(3)弹性势能 拉力移动的距离 (4)动能和重力势能(5)动能和重力势能 (4)竖直匀速(5)=Gh/Fs×100%88.9% (6)动能和重力势能 (6)高(7)C 19.不变减小减小20.动变大变小变小 4.(1)相等不相等相等相等相等无 21.ABD22.弹性势重力势 (2)多一样多丙有大 23.(1)丙(2)大高 (3)相等变大变小(4)增大减小 24.(1)不同移动距离的大小(2)不能(3)错误 5.A ?能力提升 ?课后进阶 25.B 6.(1)弹簧测力计刻度尺(2)0.472.7% 26.(1)铅球下陷的深度转换法 (3)大(4)增大(5)A(6)D (2)当物休的高度一定时，质量越大，重力势能越大 7.(1)匀速直线 (2)L.2581%(3)省力 (3)当物休的质量一定时，高度越大，重力势能越大 (4)斜面的机械效率与斜面的颜料程度有关，倾斜程度越大，机 (4)无关 械效率越高 (5)盘山公路螺丝钉 11.4认识动能和势能（二） 8.(1)0.566.7杠杆有自重 ?基础过关 (2)不能①两次实验时钩码没有挂在同一位置 1.动势减小2.大小减小 ②实验次数太少，所得结论不可喜 3.弹性势 弹性势弹性势动 ?能九提升 ?课堂巩固 9.(1)刻度尺70.6 4.(1)低小动 重力势动(2)高大动动重力势 (2)2在其他条件相同时，斜面的机械效率的大小与斜面的倾 (3)动重力势 斜程度有关，倾斜程度越大，机械效率越大不相等 5.重力势动动重力势转化 (3)1、3B 6.(1)减小变大动弹性势 11.4认识动能和势能（一） (2)变大减小弹性势动(3)动能弹性势能 7.(1)弹性势动(2)动弹性势 ?基础过关 (3)弹性势 动重力势(4)动弹性势弹性势动 1.能量能」能量2.运动质量速度 8.D9.A 3.被举高质量被举的高度 10.(1)C(2)重力势重力势能和动(3)C 4,弹性势能弹性形变弹性5.重力势弹性势 动势 ，课后进阶 了课堂巩固 11.A12.C13.B14.C 6.(1)做功做功做功(2)做功 做功 15.动持续增大非平衡力5000 7,运动动能 16.大小重力势动等于 8.(1)小球到达水平面(2)速度动能 17.动重力势重力势动 (3)速度质量(4)控制变量法 18.动弹性势弹性势动 (5)质量速度大大 "能力提升 9.满满10一样大 19,到达底端的速度相同、滑梯的高度一定，小雨的质量一定，所 10.(1)被举高(2)重力势能 动 以小雨下滑前的重力势能一定，因为不计摩擦和空气阻力，沿 11.(1)桌腿进入沙子的深度转换法 不同路径下滑时小雨的重力势能全部转化为动能，所以到达滑 探究压力的作用效果 梯最底端时小雨的动能相同，速度相同 (2)①①@ (3)质量相同的物体，高度越高，重力势能越大 微专题（一）功、功率和机械效率的综合计算 (4)物体的质量被举的高度大大 1.解：(1)由图知，n=3,不计绳重和摩擦 12.重力势减小减小小 13.弹性势能 则拉力F=专(G+Ga)=号(500N+100N)=200N, 14,(1)弹簧的弹性势能与弹簧的材料和形变程度（或被压缩的程 (2)拉力端移动的距离：￥=3h=3×6m=18m 度)有关 拉力做功：W。=Fx=200N×18m=3600J,