3.1-3.2 机械能 综合讲练-2024-2025学年浙教版九年级上册科学

九上 3.1-3.2机械能 1.了解能量在生产、生活中具有普遍意义；能在具体事例中识别能量的形式。 2.能说出动能、重力势能、弹性势能的概念。 3.会用实验探究物体动能的大小跟哪些因素有关，知道影响动能、势能大小的因素。 4.通过分析实例知道动能和势能可以相互转化，知道如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的，能解释机械能守恒的含义。 5.了解机械能转化在生活中的应用。 知识点一 能量的形式 [情景展示1]认识能量 [问题探究]什么是能量？为什么可以补充能量？能量从哪来的？又到哪去？ 1.伽利略理想实验中，如果无摩擦，小球总会滚到与小球出发点A高度相同的B处或C处，原因是小球“记住”了与起始高度相联系的能量。当我们把小球提高到A处时，就给予了小球一种与升高高度相联系的能量。能够使物体“工作”或者运动的本领叫做能量 2.如果没有摩擦力，小球始终滑到与A同一高度；为什么呢？小球起始位置的能量未减少 3.能量是物质运动转换的量度，简称“能”。即能够使物体工作的本领。 [归纳] 大量的事实和实验表明，任何活动都离不开能量，没有能量就没有活动。我们的世界充满能量。 [情景展示2] [归纳总结]能量的各种形式 1.机械能：做机械运动的物体具有的能量 包括：动能和势能 2.化学能：存储在食物和燃料中的能量 3.电能：电具有的能量。是我们最常用的一种能量。 4.电磁能：电磁辐射（光、紫外线灯）具有的能量。 5.太阳能：电磁能的一种。地球上常见的能量最终来源都是太阳能。 6.内能：一切物体都具有内能。 7.核能：通过核反应从原子核释放的能量。…… [继续探究]能量的转移与转化 1.转移：能量从一个物体转移到另一个物体。 例如：手握装着热水的杯子 内能从杯子→手 踢球时 机械能从人→球 能量从减少一端向增加一端转移 2.转化：不同形式的能量之间相互转化 发电机工作时 机械能→电能 电动机工作时 电能→机械能 能量从减少的转化成增加的 [思考交流] 1.下雨天闪电打雷时，具有哪些能量？ 2.说明下列物体具有哪种形式的能量。 （1）运动场上奔跑的运动员主要具有___________能。 （2）龙卷风主要具有_____________能。 （3）原子弹、氢弹具有_________能。 3.说出下列能量转化 ①植物的光合作用 ②太阳能电池供电 太阳能→电能 ④电池充电： ⑤电池放电 ⑥放热反应： ，如燃烧、氢氧化钠溶于水 ⑦吸热反应： ，如氢氧化钡和氯化铵反应，硝酸铵溶于水，大多数分解反应 知识点二 机械能 [情景展示1] 在轨道上运动的过山车具有能量。流动的空气、流动的水和飞行的小鸟都具有能量。它们有什么共同之处呢？ 以“运动”的形式存在的。我们把这种形式的能叫做动能。 物体由于运动而具有的能叫动能。一切做机械运动的物体都具有动能。 [问题探究]物体的动能大小与什么因素有关？ 1.给你扔一个篮球，你可以用手接，也可以用脚踢。同样给你扔一个铅球，你可以用手接，用脚踢吗？ 2.一个馒头引发的“血案” 1990年5月29日晚6点，从沈阳开往上海的195次旅客列车经过上海铁路分局管辖的沪宁线103K区段时，突然从列车左翼车窗飞出一只馒头，不偏不倚正好打在当班的上海铁路分局苏州工务段职工王某的鼻梁上，当场将其击昏。 猜想：动能的大小可能与物体的质量和速度有关，质量大动能大，速度大动能大。 设计实验方案： 考虑：要做几组实验？分别是什么？要用什么方法？如何控制和改变质量？如何控制和改变速度？如何反应动能大小呢？为什么能呢？用什么研究方法？ 实验器材：质量不同的两个小钢球、木块、斜面 1.本实验主要采用的研究方法？ 控制变量法 2.如何让小钢球获得速度？ 让小钢球从斜面一高度处由静止开始滚落下来 3.如何判断小钢球的动能大小？ 木块被推动的距离大小（转换法） 实验探究： ①同一小球，从斜面不同高度由静止滚下，比较木块被小球推出的距离大小。 ②质量不同的小球从同一斜面同一高度由静止滚下。 注意： ①如何控制小球到达水平面的速度相同：同一高度静止释放小球质量不同，但应控制体积相同，可使用不同材料的小球 ②水平面与木块之间摩擦太小，木块可能滑出木板。 摩擦太大，木块被撞出的距离太小，测量不准确。 ④控制变量：质量和速度，而不是高度。不同高度释放，到达水平面的速度不同。 其他实验设计思路： 1.实验材料：若干小球、带挡板的斜槽 用小球在水平面上撞击挡板的数量来显示小球动能的大小。（转化的思想） 2.小车的动能分析 [思考交流] 1.判断下列说法是否正确： ①小球起始高度越高，到达水平面时速度越大，动能越大 ②一辆汽车，速度增大，其动能增大 ③马路上的洒水车，洒水期间始终匀速行驶，则洒水车动能不变 ④小汽车与大汽车以相同速度前进时，大汽车动能较大 ⑤速度小的物体动能一定小 2.为什么要限速？为什么不同车辆的限速不同？通常，载重汽车造成的车祸比小汽车造成的车祸要严重得多，这是为什么？但也有例外，这又是为什么？ 运动速度相同的汽车，质量越大，动能也越大。汽车的动能越大，运动的距离越长，在短时间内越不容易刹车停下来 。所以大型客车的限制速度比小型客车更小。 3. 物体的质量和它的速度都能影响物体的动能。请你研究小资料的数据，能不能看出：质量和速度相比，哪个对物体动能的影响更大？ [情景展示2]物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。 [问题探究]重力势能大小影响因素 1.你认为重力势能大小与什么有关呢？有什么关系呢？你猜想的理由是什么？ 2.要做几组实验？分别是什么？要用什么方法？如何控制和改变质量？如何控制和改变高度？如何反映重力势能大小呢？为什么能呢？用什么研究方法？ 实验器材：质量不同的小钢球、沙盘、刻度尺 1.如何判断小钢球的重力势能大小？ 沙盘的凹陷程度 2.本实验主要采用的研究方法？ 控制变量法、转换法 （1）将质量不同的小球从相同的高度自由释放。 高度相同时，质量越大的物体，重力势能越大 （2）将同一个小钢球从不同的高度自由释放 。 质量相同时，高度越高的物体，重力势能越大 其他实验设计思路： 1.若干小球、小木块、带刻度的塑料筒 2.下落高度相同时，质量越大的小球撞击木块下陷格数越多。所以，物体下落高度相同时，质量越大，重力势能越 2.让同一砝码从不同的高度自由释放，观察“桩”下陷的深度。 让质量不同的砝码从相同的高度自由释放，观察“桩”下陷的深度。 3.在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同的高度处自由下落时，能在纸上留下黑色圆斑A、B，球从较高处落下的是哪一个，你判断的依据是什么？ [思考交流] 1.在台风来临之前，要把阳台里的花盆搬进室内，你能解释了吗？ [情景展示3]弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量。 [问题探究]影响弹性势能的因素 想一想弹性势能的大小可能与什么因素有关，你能否设计一个小实验加以验证？ 弹性势能的大小跟物体的形变的大小有关。物体的形变越大，弹性势能就越大 [归纳总结]1.动能和势能的总和叫做机械能。 2.自然中的机械能 [思考交流] 1.一辆汽车具有动能时，它一定具有机械能。 一辆汽车具有机械能时，它一定具有动能。 2.说出下列物体具有的能量 A．挂在屋顶上的电灯； B．被拉开的弹簧门； C．空中飞行的小鸟； D．在冰场上滑行的运动员； E．从斜坡上滚下的石头； F．在平直公路上行驶的汽车； G．挂在墙上的弓 知识点三 动能与势能的转化 [情景展示]动能和重力势能能否相互转化 ——————滚摆 滚摆下降时： 质量不变，高度减小，重力势能减小 质量不变，速度变大，动能变大；重力势能转化为动能 滚摆上升时： 质量不变，高度增大，重力势能增大 质量不变，速度减小，动能变小；动能转化为重力势能 [问题探究]在上述实验中，我们发现小球和滚摆每次上升的高度都在减小，最后会停在最低点。 这个过程中机械能总量是增加还是减小？ 你知道机械能到哪里去了吗？ 例题：滚摆从图中的位置1 静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点3，在以上三个位置中下列说法正确的是（ ） A.滚摆动能最大的是1 位置 B.滚摆动能最大的是2 位置 C.滚摆动能为零的是3 位置 D.滚摆机械能最大的是3 位置 [归纳分析] 1.机械能守恒（既不损失，也不增加） 定义：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，或者说，机械能守恒。 动能+势能=机械能 关键字：不计空气阻力、没有摩擦。 当一个系统内的物体能量的转化只有动能和势能之间转化时，因动能和势能都属于机械能，所以机械能并没有损失，机械能总量不变，称为机械能守恒。 若物体在运动过程中存在空气阻力或者摩擦生热时，将会有一部分机械能转化为热能，导致机械能总量减小，即物体只有在理想状态下才会机械能能守恒，做题时，为了简化模型，常常用“不计空气阻力”、“没有摩擦”、“光滑”等字眼代替理想状态。 机械能守恒模型☆ ①单摆（摆锤） （1）不计阻力时，机械能守恒 A：重力势能最大 EK=0，v=0 B：动能最大 EPmin，vmax C：重力势能最大 EK=0，v=0 A→B：重力势能→动能，v 增大 B→C：动能→重力势能，v 减小 当摆球从A点向下摆时，它的速度_____，高度______，所以动能逐渐_____，重力势能逐渐______；当摆球到达最低点B时，它的动能最_____，重力势能最_____。在此过程中，摆球的_____能逐渐转化为_____能。 随着摆球的上升，它的速度_____，高度_____，所以动能逐渐_____，重力势能逐渐_____；当摆球到达最高点B时，它的动能为____，重力势能最_____。在此过程中，摆球的_____能逐渐转化为____能。 思考：释放小球后，发现小球又能升到相同的高度，这说明什么？ 小球在A点和C点时只具有重力势能，所以小球在A、C两点的机械能大小等于这两点的重力势能的大小，A、C两点等高，小球的质量不变，故小球在这两点的重力势能大小相等，因此机械能也就相等。 （2）计阻力时，机械能不守恒！ C点的高度小于A点 ②轨道 （1）不计摩擦力 → 只有动能和重力势能转化 A → B B → C C → D （2）计摩擦力 → 一部分机械能转化为内能，机械能不断减小 分析： A到最低点，重力势能全部转化为动能;最低点到B，动能全部转化为重力势能 整个过程中：重力势能+动能值不变 ③卫星问题 近地点：卫星离地球中心最近的点 远地点：卫星离地球中心最远的点 近地点：重力势能Ep最小，动能Ek最大 近地点→远地点：动能→重力势能 远地点：重力势能最大，动能最小 远地点→近地点：重力势能→动能 例题：2011年4月10月，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆软道近地点约200千米，远地点约3599千米，如图是北斗八号一导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是（ ） A.势能增加、动能减小、速度减小 B.势能减小、动能增加、速度增加 C.势能减小、动能增加、速度不变 D.势能不变、动能不变、速度不变 ④抛球 小球以相同速度在同一高度抛出，不计空气阻力，则落地速度相等。 例题：如图所示，图中速度υ的方向是小强同学在体育中考“原地掷实心球”项目测试中球出手时的飞行方向。对从球出手到落地的过程，下面关于机械能的一些说法中正确的是（空气阻力忽略不计）( ) A．球出手时动能最大　　　　 B．球出手时势能最大 C．球落地时机械能最大　　　 D．球的机械能保持不变 ⑤弹簧 当小车从最右端向平衡位置运动时，它的速度_____，形变量______，所以动能逐渐_____，弹性势能逐渐______；当小车到达平衡位置时，它的动能最_____，势能最_____。在此过程中，小车的_____能逐渐转化为_____能。 当小车从平衡位置向最左端运动时，它的速度_____，形变量______，所以动能逐渐_____，弹性势能逐渐______；当小车到达最左端时，它的动能最_____，势能最_____。在此过程中，小车的_____能逐渐转化为_____能。 （1）不计摩擦力 A → O 球向右，F向右 速度增加，动能增大，弹性势能减小 E弹 → EK O → B 球向右，F向左 速度减小，动能减小，弹性势能增加 EK → E弹 （2）计摩擦力 A → C 球向右，F向右 速度增加，动能增大，弹性势能减小 E弹 → EK + 内能 C → O 速度减小，动能减小，弹性势能减小 EK + E弹 → 内能 O → B 速度减小，动能减小，弹性势能增大 EK → E弹 + 内能 弹簧（竖直放置） ⑥蹦极（忽略空气阻力） 如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（ ） A．小石块减少的重力势能全部转化为动能 B．从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 C．从B点下落到C点的过程中，小石块的速度先增大后减小 D．小石块在C点时，受到平衡力的作用 生活实际例子 1.撑杆跳高 助跑: 撑杆跳高运动员在起跳前进行一段助跑，获得大量的动能。 起跳: 起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，动能转化为运动员的重力势能和撑杆的弹性势能。当上升到一定高度时，动能减小到最小值。 反弹上升: 动能减小到最小值后，撑杆的弹性势能不断释放，促使运动员不断上升，同时重力势能不断增加。 下落: 当运动员越过横杆下落的过程中，他的重力势能又转化为动能。 2.你知道水能、风能是如何发电的么？ 在水力发电站，被大坝拦住的上游水积蓄了大量的势能。当这些水通过坝中的水管向低处流动时，势能转化为动能。而流动的水冲击水轮机的叶轮，又将动能传递给水轮机，进而带动发电机发电。 3.球短暂触地时是否发生了能量的转化？ 球接触地面时： 弹性形变变大，弹性势能变大 速度减小，动能减小 动能转化为弹性势能 球离开地面时： 弹性形变变小，弹性势能变小 速度增大，动能增大 弹性势能转化为动能 [问题交流] 1.如图所示是上海“明珠线”某轻轨车车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定的坡度，请你从节能的角度，分析这种设计的优点 2.如图一小球从光滑斜面上自由滑下,动能势能怎么变?如何转化？若小球从斜面上匀速滑下,动能势能怎么变?如何转化？ 能量的形式 例1·为了改善环境质量，应积极发展清洁能源，下列能源不应大力开发的是(　　) A. 太阳能　B．风能发电 C．水能发电 D．火力发电 例2·下列说法中错误的是(　　) A.用声波能粉碎人体内的“石头”，说明声音具有能量 B.光使周围变得明亮，变得温暖，说明光具有能量 C.空气的流动形成风，可驱动风力发电机产生电能，说明运动的物体具有能量 D.可见光具有光能，不可见光不具有光能 例3·如图甲为浙江省首个单位大容量太阳能光伏发电系统在义乌市国际商贸城四区并网发电。如图乙是太阳能光伏发电系统工作示意图：[来源:学+科+网Z+X+X+K] (1)太阳能收集板的能量转化情况是 。 (2)为最大限度地让太阳能电池板接受阳光，根据浙江的地理位置，应将它的正面朝 (填“东”“南”“西”或“北”)。 机械能基础 例4·关于动能的下列说法，不正确的是（ ） A.汽车匀速下坡，动能不变 B.物体在平衡力作用下动能不变 C.上抛的小球到达最高点时动能为零 D.平直公路上匀速行驶的洒水车，在向路面洒水的过程中，动能保持不变 例5·关于载重卡车和小轿车的动能，下列说法错误的是（  ） A.同样的速度行驶的载重卡车比小轿车动能大 B.载重卡车的动能一定比小轿车的动能大 C.载重卡车的动能可能和小轿车的动能相等 D.载重卡车的动能可能比小轿车的动能小 例6·我国的《道路交通安全法》已于2010年5月1日正式实施。据交通管理部门的统计，有70％的道路交通安全事故是由于车辆超限超载引发的，车辆超限超载还是造成公路受损严重的原因之一。根据以上情况请回答： (1)由于汽车超载，使得汽车对路面的______________增大，而汽车与路面的接触面积几乎不变，因而所产生的______________增大而导致路面容易损坏。 (2)要对机动车进行限速的原因是_________________________________________。 例7·下列物体重力势能发生变化的是（　　） A.水平拉长的弹簧 B．正在下落的篮球 C.水平滑行的玩具车 D．静止在桌面上的课本 例8·下列关于物体势能的说法，错误的是(　　) A.把压缩的弹簧放松，虽然它的长度增加了，但势能减小了 B.把橡皮筋拉得越长(在弹性限度内)，它的势能也越大 C.树上的苹果，位置高的不一定比位置低的势能大 D.高处落下的铅球，5kg的铅球一定比4kg的铅球势能大 例9·行驶在高速公路上的汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下。若不考虑汽车因油耗引起的质量减小，则下列关于汽车上坡过程的说法，正确的是（　　） A．动能增加，重力势能减小 B．动能不变，重力势能增加 C．动能不变，重力势能不变 D．动能减小，重力势能增加 例11·如图所示，乘客站在水平台阶上随自动扶梯匀速上楼，在此过程中蕴含着许多物理知识，下列说法正确的是（　　） A.乘客的机械能保持不变 B.扶梯上乘客受到重力、支持力和摩擦力的作用 C.在上楼过程中，扶梯台阶对乘客做了功 D.乘客的重力势能不变 例12·跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞，下降过程中所受空气阻力随运动速度的增大而增大，直至与重力等大。在整个下落过程中，运动员和降落伞的（　　） A.势能不断减少，动能不断增加，机械能不变 B.势能不断减少，动能不断增加，机械能减少 C.势能不断减少，动能先增加然后保持不变，机械能减少 D.势能不断减少，动能先减少然后保持不变，机械能减少 例13·如图，小刚对子弹击穿木板靶心前后，子弹能量变化的问题进行了思考。有如下四点看法： （1）动能减少，是因为有部分机械能转化成其他形式的能 （2）动能减少，是因为子弹的机械能增加了 （3）动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功 （4）子弹的机械能不变 你认为他的看法中，正确的有几点（ ） A.1点 B.2点 C.3点 D.4点 例14·洒水车在清洁龙港市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行酒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（　　） A.牵引力不变，动能不变 B．牵引力减小，动能减小 C.牵引力减小，动能不变 D．牵引力不变，动能减小 例15·热气球在匀速上升的过程中( ) A.动能不变，机械能增大 B.动能增大，重力势能增大 C.动能减小，机械能不变 D.动能不变，机械能不变 例16·神舟五号”载人飞船成功返航,实现了中国人几千年的“飞天梦”,当飞船减速着陆时,航天英雄杨利伟的 ( ) A.动能增加，重力势能减少 B.动能不变，重力势能减少 C.动能减少，重力势能不变 D.动能减少，重力势能减少 例17·大兴安岭发生火灾，灭火飞机满载着灭火剂飞临火场上空，投下灭火剂后，灭火飞机仍以原来的高度和速度匀速飞行，则与投下灭火剂之前相比，飞机的( ) A.动能增加，机械能不变 B.动能减少，机械能减少 C.动能不变，机械能不变 D.动能不变，机械能增加 例18·某物体在一对平衡力的作用下运动，则该物体的 ( ) A.动能一定不变，势能也一定不变 B.动能和势能都在不断的变化 C.动能一定不变，势能可能会变化 D.势能一定不变，动能在不断的变化 动能和势能的相互转化 1.如图所示，置于斜面顶端a的物体，分别沿ab、ac、ad三个不同路径滑落到b、c、d三 个位置时，若不计摩擦和空气阻力，则比较它们动能的大小，正确的是（ ） A.b点的动能大 B.c点的动能大 C. d点的动能大 D.三点的动能一样大 题1题2题3 2.小明分别沿三条路径滑到地面（如图所示），在不考虑空气阻力和摩擦的情况下，滑到地面时的速度是( ) A.从1路径滑下时最大 B.从2路径滑下时最大 C.从3路径滑下时最大 D.从任何一条路径滑下速度都一样 3.在平昌冬奥会自由式滑雪比赛中，选手的运动轨迹如图所示（b，d在同一高度），如果不计空气阻力，下列说法错误的是(　　) A.从a点向b点运动的过程中，动能增加 B．从b点向c点运动的过程中，重力势能增加 C.b点的动能等于d点的动能 D．c点和d点的机械能相等 4.小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。 （1）如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？； （2）将轨道BC段改为水平，如图2所示，小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能？　 　。以小球经过M点时为计时起点，大致画出小球在MN段运动的速度-时间图线。　 　 5.如图所示的轨道AOB，A点的高度H大于B点的高度h，现让小球从A点由静止开始自由滑下，已知轨道无论是光滑还是粗糙，小球都能沿轨道AOB运动到达B点后离开轨道飞向空中（不计空气阻力）。下列关于小球离开B点后的运动轨迹分析最符合实际的是（　　） A.若轨道光滑，则小球沿轨迹a运动 B.若轨道光滑，则小球沿轨迹b运动 C.若轨道粗糙，则小球沿轨迹c运动 D.若轨道粗糙，则小球沿轨迹d运动 题5 题6 6.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 7.如图所示是小明同学使用手机相机的“慢动作”功能拍摄的小球的运动轨迹，小球在1、2位置的高度相同。（假设小球接触地面并反弹的过程，无能量损耗）下面说法正确的是（　　） A.小球在3位置速度为零，受到平衡力的作用 B.此过程只有小球的动能和重力势能之间的转化 C.小球在1、2位置的重力势能相同，1位置机械能比2位置时大 D.小球在1、2位置的重力势能不相同，且机械能大小也不相同 题7 题8 8.我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星的运行下列说法正确的是（　　） A.卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小 B.卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小 C.卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大 D.卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增大 9.如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（　　） A.重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同 C.重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同 10.物理课上，同学们观察了右图所示的实验：用细线将一金属小球悬挂起来，把小球拉到一定的高度（此时细线偏离竖直方向的角度为α，小球离开最低位置的距离为s，然后释放，小球将左右摆动。 （1）此实验说明：__________________________________________。 （2）刚开始时，他把小球拉到自己的鼻尖位置，然后放手让小球自由摆动，小球还能摆回到他的鼻尖位置吗？这是为什么？你能帮他解释吗？ （3）课后小宁同学提出这样的问题：小球来回摆动一次的时间（或摆动的快慢）跟哪些因素有关呢？对此，同学们进行了探究。小宁提出猜想：小球摆动的快慢可能跟细线的长度（L）有关。除了他的猜想外，请你再提出两个猜想： ①________________________________________________________。 ②________________________________________________________。 11.如下图，摆球从A点向下摆动，可以在A到B之间自由摆动，如果将摆球换成盛沙的漏斗下边放一木板，让漏斗摆动起来，同时其中细沙匀速流出且不计阻力，如下右图所示经历一段时间后，观察木板上沙子的堆积情况。请回答： （1）则沙堆的剖面应是上右图中的　 　； （2）请将你的选择做合理的解释。 弹性势能的相互转化 12.如图甲所示，在一个罐子的盖和底各开两个小洞，将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，如图乙为其截面图。做好后如图丙所示，将该罐子从斜面A点由静止释放，滚到水平面D点停止，然后返回，自行滚上斜面的B点停止后又滚下斜面……如此往返，最后停在水平面上。橡皮筋在 点（选填字母）的弹性势能最大；若罐内没有橡皮筋和小铁块，罐子 （选填“可能”或“不能”）返回滚上斜面；第一次返回斜面，向上滚动的过程中，罐子整体在C点时的机械能 （选填“大于”、“小于”或“等于”）在B点时的机械能。 13.撑杆跳高时，运动员先加速助跑，起跳后，他的身体不断上升，撑杆剧烈弯曲，促使运动员继续上升，最后，撑杆离手，运动员越过横杆下落。若整个过程中不考虑空气阻力、人和撑杆之间的摩擦产生的能量损耗，从开始助跑到落地前，下列有关能量随时间变化正确的是（　　） A．B．C．D． 14.如图所示，在粗糙的水平面上，轻弹簧左端固定，右端连接一个质量为m的小物块，物块在O点时，弹簧处于自由伸长状态。将物块拉到A点，静止后放手。物块向左滑行到最远处的B点，又滑向O点右侧靠近A点的某点，然后再次向左运动，…，如此反复多次，物块最后静止．在上述过程中，下列说法正确的有（　　） A.第一次从A滑向O的过程中物块有最大速度 B.物块最后一定静止在O点 C.每次经过O点，物体动能相同 D.若水平面光滑，则每次经过C点时物块速度相等 15.如图所示，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。开始时通过小球压缩弹簧到A位置（已知AO＝OB），释放小球，研究小球在水平方向上的受力和运动情况，则（　　） A.小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变 B.小球运动到O点时动能为零 C.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、动能不断减小 D.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、机械能不断增大 16.如图所示，连着弹簧的小球套在水平杆上，弹簧自由伸长时，小球位于O点。小幅度向左或右改变小球位置，小球仍能静止。现较大幅度改变小球位置，把小球移至A点后使其静止，然后释放。下列判断正确的是（　　） A.小球向右运动过程中速度最大点出现在O点 B.小球向右经过O点至B点的过程中能量转化情况只有动能转化为势能和内能 C.小球最终静止的位置在O点左侧 D.小球第一次从A点到O点的过程中能量转化情况只有势能转化为动能和内能 17.如图所示，小明在做模拟“蹦极”的小实验，橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，C点是小石块从A点自由释放后所能达到的最低点，不计空气阻力，关于小石块从A点到C点运动过程的说法，正确的是（　　） A.从A点下落到B点的过程中，小石块受到重力和弹力的作用 B.从B点下落到C点的过程中，小石块的动能先增大后减小 C.小石块过B点后，动能和重力势能都减少，橡皮筋的弹性势能增大 D.从A点下落到C点的过程中，小石块减少的重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能 题17 题18 18.有一种叫“蹦极”的游戏，游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。如图所示，图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点。在游戏者由跳台至最低点c的过程中，空气阻力不计。下列说法正确的是（　　） A.整个过程中游戏者在a点的动能最大 B.整个过程中游戏者重力势能的减小量等于他的动能增加量 C.游戏者在c点时受平衡力作用 D.从a点下落到C点的过程中，游戏者的动能先增大后减小 19.如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（　　） A.a图像表示人的重力势能 B．t1时刻人在B点位置 C.t2时刻绳的弹性势能最大 D．t3时刻人的动能为零 20.自由下落的小球，正好落在下端固定于地板上的竖直放置的弹簧上，后来又被弹起（不计空气阻力），下列判断中正确的是（　　） A.机械能是否守恒与选取哪一个物体系统为研究对象无关，因为能量总是守恒的 B.如果选取小球和地球组成的系统为研究对象，则该系统的机械能守恒 C.如果选取小球，地球和弹簧组成的物体系统，则该系统的机械能守恒 D.如果选取小球、地球和弹簧组成的物体系统，则该系统的机械能不守恒 题20 题21 21.一中间有孔的木块套有光滑杆，用手将该木块按压至距桌面H0处（如图甲），松手后，木块将上升到最大高度H（如图乙）。若摩擦忽略不计，则木块上升过程中（　　） A.弹簧的弹性势能逐渐增大 B.弹簧的弹性势能先增大后不变 C.木块的机械能逐渐增大 D.木块的机械能先增大后不变 机械能相关的实验题 22.为探究“动能大小的影响因素”，科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图所示的活动。 (1)实验中通过比较木块____________来判断钢球动能的大小。 (2)在图甲和图丙中，用质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的________相同；比较甲、乙两图，得到的结论是________________________。 (3)由实验中钢球撞击木块做功，同学们联想到汽车撞击行人出现交通事故的情景，并猜想到交通事故的危害程度与“超载”、“超速”有关。进一步探究，获得了表格内的数据： 实验序号 小球的质 量m/g 小球自由滚下 的高度h/cm 木块被撞后运 动的距离s/m 甲 20 20 16 乙 20 10 4 丙 40 20 32 分析表格内的数据可知，利用甲、丙两次实验可验证危害程度与______有关(填“超载”或“超速”)；在质量和速度两个因素中，对动能影响较大的因素是________，理由是________________________________。 23.动能的大小与哪些因素有关呢？小雨用相同的斜面、长木板和纸盒，两个不同质量的小球，设计了如图所示的甲、乙、丙三次实验，测量出每次实验中纸盒移动的距离，再通过比较分析得出结论。 （1）要探究动能与质量的关系，应选图甲和图________进行实验。 （2）实验中观察到纸盒移动的距离图丙比图甲短，可得出的结论是________。 （3）如果纸盒与小球碰撞的侧面过于柔软，则纸盒的移动的距离会偏小，请分析解释原因________。 24.在做了“物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小衢设计了如图甲所示的实验， (1)让质量不同的钢球A. B同时从同一高度由静止开始沿光滑斜面滚下，观察和比较两球相对运动情况，若B球相对于A球___，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 (2)因为钢球在斜面上滚下的时间很短不利于观察和比较钢球的运动情况，不改变钢球在斜面上的位置，不改变球与斜面的粗糙程度，为了延长钢球在斜面上滚下的时间，可采用的方法是___. (3)为确保钢球滚下时不偏离斜面,可在斜面上增设两个相同的光滑小凹槽(如图乙所示).从有利于观察和比较两球的相对运动情况的角度考虑,图中两个小凹槽的间距L应___.(填“适当远离”或“适当靠近”) (4)在其他条件相同的情况下,A球在水平面上运动的距离比B球更___(填“远”或“近”) 25.兴趣小组同学探究“物体动能大小的影响因素”实验中，猜想“物体动能大小与小球质量大小有关”，所用的实验装置如图甲，图乙和丙为实验改进装置，A、B为质量不同的两个小球。 （1）甲图的几次实验中，木块运动到了长木板的末端之外，在现有器材的基础上，则解决的方法有： （列举一点）。 （2）有同学对“质量不同的钢球从同一光滑斜面、同一高度由静止开始沿斜面滚下，刚到达底部的速度大小相等”有疑惑。小组同学在乙图的基础上改进，在斜面上増设两个相同的光滑小凹槽和两个钢尺如图丙)，实验开始时，将钢尺1在如图位置竖直向上拉起，目的是为了保证 。 （3）丙图的实验中，若观察到 ，则可以确认两小球刚到达底部时的速度大小相等。 26.★在探究“物体的动能与质量和速度是否有关”实验中，小明先探究“物体的动能与质量是否有关”，所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面；三个质量不同的实心铁球；一个木块。各器材的组装示意图如图1所示。 （1）每次实验时，都要将铁球从斜面的 由静止释放，其目的是 。 （2）铁球动能的大小是通过 来间接反映的。 （3）该实验在操作时很难做到的是 。 （4）某同学对小明的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图2所示，每次实验后都要换上另一块相同的橡皮泥。此外，还需要对小明的方案进行怎样相应的调整？ 。（如果需要，可增加其他器材） 27.[2023·宁海期末]小科为了验证物体动能大小是否与物体质量有关，用如图所示的装置进行实验。实验器材：一个用长木板搭成的斜面、三个质量不同的铁球、一块挡板、三块足够厚的橡皮泥。 (1)实验时，小科将质量不同的铁球从同一斜面的同一高度处由静止释放，通过观察比较 来判断铁球的动能大小。 (2)小宁认为小科用三个实心铁球不合理，应调整用________相同、质量不相同的铁球做上述实验。 (3)改正后，预期观察到的实验现象是 。 28.利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度θ的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，θ1＜θ2 ， 球A、B的质量分别为mA、mB（mA＜mB）。 （1）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置。这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的________无关。 （2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远。由此可得出结论：________。 （3）如图乙中小球B到达竖直位置时的速度________（填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度。如图乙、丙所示，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：________ 29.利用如图装置进行“探究动能大小的影响因素”实验。用两根细绳将小球悬挂起来，拉起小球，当细绳与竖直方向成θ角后松手，小球撞击水平木板上的木块，记下木块移动的距离s。改变角度θ的大小，重复实验。 （1）利用如图两根细绳悬挂小球，而不用一根细绳，其好处是 。 （2）本实验探究的问题是物体的动能大小与 的关系。 （3）利用上述实验，同时还可以探究的问题是 。 30.在探究“物体的重力势能与什么因素有关”时，小雨提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能可能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能可能与物体所在的高度有关。 为此他设计了如图甲所示的实验装置。将两端开口、长约1m、粗细均匀的圆柱形玻璃管竖直固定在铁架台上，将粗细适宜的圆柱形泡沫塑料块置于玻璃管内O点处(塑料块与玻璃管内壁有适量的摩擦)；其他器材还有：刻度尺、一组系有细线的质量不等的钩码、用于调整泡沫塑料块回到O点位置的木棒(如图乙所示)。 请你帮助小雨回答下列问题： (1)钩码下落到塑料块静止过程中，机械能最终转化为 能。 (2)探究“猜想一”时，具体操作要求是 ，去冲击O点的泡沫塑料块，然后用刻度尺分别测量 ；从而比较出重力势能的大小。 (3)设计探究“猜想二”时，发现钩码下落高度过大时泡沫塑料块会从玻璃管中冲出，则在不改变玻璃管的情况下可以通过 来重做实验。 31.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，撞击在桌面的中心部位，记录桌腿进入沙子的深度。 按上述方案进行实验，其实验数据如下表所示。 实验 序号 铁块质量 m/g 铁块距桌面高度 H/cm 桌腿进入沙子 的深度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； （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：　 　。 32.在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示装置。有关该实验的说法正确的(　　) A．水平面光滑更有利于得出正确的结论 B．研究弹性势能的大小跟弹簧自然长度是否有关时，将同一根弹簧分别压缩不同程度后静止释放钢球，比较木块被撞击后移动的距离 C．利用该实验不能研究钢球动能与速度的关系 D．该实验用到了“控制变量法”和“转换法”两种科学方法 33.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关； （1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩  （选填“相同”或“不同”）的长度（未超过其弹性限度），将小球置于弹簧右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较 ，从而比较弹性势能的大小。 （2）为验证猜想二，需选用  的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松手后小球碰到同一位置的相同木块，对数据进行比较分析，若 ，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。（3）小明根据实验现象认为小球和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消失了，你认为小明的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是 34.某同学在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，建立了如下假设： 假设一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 假设二：弹性势能的大小与弹簧的长度有关； 假设三：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关； 假设四：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 他选用材料不同其他条件相同的两根弹簧甲、乙， 一个木块及刻度尺等，按如图所示装置进行实验，得出以下数据： 实验次数 弹簧类型 弹簧被压缩的程度/cm 木块移动的距离/cm 1 弹簧甲 5 S1 2 弹簧甲 8 S2 3 弹簧乙 5 S3 4 弹簧乙 8 S4 （1）他验证的是假设　 　。 （2）“木块移动的距离”的测量起点在 。 A．任意选择水平面上的某固定位置 B．木块离开弹簧时所在的位置 C．弹簧恢复原长时木块所在的位置 D．弹簧被压缩一定距离时木块所在的位置 （3）若以上装置的水平面绝对光滑，本实验能否达到探究目的，并说出理由　 　。 1.针对如图三种现象， ①甲图是一个无摩擦的、不在同一平面上连续的轨道，小球从A点经B、C能滑到D； ②乙图是一个无摩擦的滚摆，将细绳绕轴转到A点，放手后，能在上下来回转动； ③丙图是一个单摆，从A点放手，能摆到B点，若在O点放一小棒，抵住细绳，小球能摆到C点； ④丁图AOB是光滑轨道，A点的高度H大于B点的高度，让小球由A点静止开始自由落下，沿轨道AOB到达B点后离开（不计空气阻力），则小球离开B点后的运动轨迹最符合实际的是b；其中不能成立的是（　　） A．①②③ B．②④ C．③④ D．③ 2.如图所示，盛有水的小车在光滑的水平面上作匀速直线运动，现打开小车底部的排水孔，排出车内的水。则在排水过程中，对小车的运动速度、小车和车内剩下水的动能的变化，其中正确的是（  ） A.速度增加、动能不变  B.速度不变、动能减少 C.速度增加、动能减少  D.速度减少、动能减少 3.如图是农用扬场机的示意图，谷物脱粒后，谷粒、糠皮及少量碎石沙粒的混合物在快速转动的轮W和皮带B的带动下被抛出，谷粒、糠皮及碎石沙粒落地的远近不同，形成1、2、3三堆，从而达到分离的目的。其中1是糠皮，3是 。其分离的原因是：①从惯性的角度分析， ；②从能量的角度分析， 。 4.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两段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在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  第 1 页 共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $$