12.1 动能、势能 机械能（第1课时）（课件+讲义+练习）-2024-2025学年九年级物理上册同步备课包（苏科版）

12.1 机械能 第十二章 机械能和内能 更多模板请关注：https://haosc.taobao.com 目录 1 动能 2 势能 3 课堂练习 【PART.01】 01 动能 富有激情和能量 呵呵大厦 能量 具体是什么能? 问题 电能 核能 风能 能量 总结 高举的重锤 拉开的弓 流动的水 高举的重锤 拉开的弓 流动的水 能把地面 能把箭 能把船 砸陷 弹射开 冲走 能量：如果物体能够对外做功，那么这个物体就具有能量(E)。 单位：焦耳，简称焦，符号J。 能量 他们都具有能量 动能 动能：物体由于运动而具有的能量，符号Ek。 总结 8 动能 9 动能 小小的子弹具有大大的动能，到底什么会影响物体的动能呢? 问题 质量？ 速度？ 动能 大胖子和小胖子，以相同速度去撞小瘦子，会发生什么情况? 活动 动能的大小与质量有关！ 结论 动能 大胖子和小胖子，以相同速度去撞小瘦子，会发生什么情况? 活动 动能的大小与质量有关！ 结论 动能 小胖子，以不同速度去撞小瘦子，会发生什么情况? 活动 动能的大小与速度有关 结论 动能 控制变量法与转化法 进行实验 实验思想 如何测动能 控制m想同 控制v想同 同一个物体（小球） 从同一高度静止释放 将物体A的动能转化为物体B被推动的距离 动能（质量相同的小车） 小车质量相同时，速度越大，木块被推得越远。 如何测动能 动能（速度相同的小车） 小车速度相同时，质量越大，木块被推得越远。 如何测动能 影响动能大小的因素 为啥在高速公路上要限速? 问题？ 影响动能大小的因素 为何不同的车型，车速的限制不一样? 问题？ 知识小结 1.能量 (1)定义：如果物体能够________，那么这个物体就具有能量(E)。 (2)单位：________，简称焦，符号J。 2.动能 (1)定义：物体________而具有的能量，符号EK。 (2)探究影响动能大小的因素________、________。 ①实验思想： ②控制变量：控制m相同:同一个物体(小球、车); 控制v相同：从同一________自由下滑。 ③如何测动能：将物体A的动能转化为物体B被推动的距离。 ④结论：物体动能的大小跟________、________有关。质量相同的物体运动的速度越大，它的动能越大;运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 对外做功 高度 转换法 控制变量法 由于运动 焦耳 速度 质量 课堂巩固 【典例1】在2023年世界游泳锦标赛中，中国代表队覃海洋共获得4枚金牌、1枚银牌的优异成绩。覃海洋在比赛中，_______（填“划水力度”或“速度”）越大，其动能越大。   【答案】速度 【详解】动能的影响因素有质量和速度，质量不变，速度越大，动能越大。 答案 20 课堂巩固 【变式1-1】2024年2月3日11时6分，中国首颗艺术卫星“SCA-1号”搭载捷龙三号遥三火箭成功发射并顺利入轨，火箭加速升空过程中，其动能将________ （选填“减少”“增加”或“不变”）。   【答案】增加 【详解】中国首颗艺术卫星“SCA-1号”搭载捷龙三号遥三火箭成功发射并顺利入轨，火箭加速升空过程中，其质量不变，速度增大，动能增加。 答案 21 课堂巩固 【变式1-2】如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能________（选填“变大”“变小”或“不变”）。   【答案】不变 【详解】由题意知，小孩从滑梯的顶部匀速滑动到地面过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变。 答案 22 课堂巩固 【变式1-3】甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做直线运动的图像，分别如图甲、乙所 示，由图可知，甲车的动能______乙车的动能（选填“大于”“小于”或“等于”)，甲、 乙两车发动机的功率之比为______。   答案 23 课堂巩固   答案 【答案】 大于 5∶4 【详解】[1][1]由图象知，甲的速度为 乙的速度为v乙=4m/s；已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能。 [2][2]由图可知，甲乙做匀速直线运动，在匀速直线行驶过程中，受到的力是平衡力，平衡力大小相等，即牵引力等于摩擦力，又因为甲乙两辆车相同即压力相同，相同的接触面，粗糙程度相同，所以摩擦力相同，即F甲=F乙=f 已知甲乙速度，根据功率公式P=Fv知甲、 乙两车发动机的功率之比为5∶4。 24 课堂巩固 【典例2】某同学在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中_________（不考虑空气阻力）。   答案 （1）实验中探究的“物体的动能”是指_________（填字母）； A．钢球在斜面上的动能      B．钢球撞击木块时的动能      C．木块被撞击后的动能 （2）比较甲、乙两图可得出结论___________________________； 25 课堂巩固 （3）甲、丙两图可以探究动能大小与_________的关系； （4）若水平面是光滑的，______（填“能”或“不能”）达到探究目的； （5）下表是一些物体的动能大小，由表中数据可知______（填“质量”或“速度”）对物体动能的影响更大。   答案 26 课堂巩固 【答案】 B 见详解 速度 不能 速度 【详解】（1）[1]由题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小。因此，实验中探究的“物体的动能”是指钢球撞击木块时的动能。 故选B。 （2）[2]比较甲、乙两图，我们可以看到钢球的质量是不相同的，高度相同，观察两图中木块被撞击后移动的距离，我们可以发现，质量大的钢球撞击木块后，木块移动的距离更远。这说明在高度相同时，物体的质量越大，动能越大。 （3）[3]甲、丙两图中，钢球的质量是相同的，但高度不同，改变钢球的速度，故选甲、丙两图；这可以用来探究动能大小与速度的关系。 （4）[4]根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离的大小s判断出小球具有的动能的大小；若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。 （5）[5]由表中数据可知，行走的牛和飞行的步枪子弹相比，牛的质量大，速度小，动能小；子弹的质量小，速度大，动能大，由此可知速度对物体动能的影响更大。   答案 27 课堂巩固 【典例3】小希通过实验探究，发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），小希又提出了一些新的问题，你认为最有探究价值且易于探究的问题是（　　） A．质量越大的物体动能越大？ B．速度越大的物体动能越大？ C．影响动能大小的因素是什么？ D．质量和速度对物体动能的影响一样大吗？ 答案 【答案】D 【详解】根据表中数据发现，表中物体的质量不同，运动速度也不同，动能不同，故提出的问题是：质量和速度对物体动能的影响一样大吗？ 故选D。 28 课堂巩固 【变式2-1】在“探究动能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，撞击水平面上的同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．该实验中研究的动能是指木块的动能 B．用小车代替木块更便于得到实验结论 C．木块被撞后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同 D．该实验的目的是探究物体动能的大小与高度的关系 答案 29 课堂巩固 【答案】C 【详解】A．该实验中研究的动能是铁球的动能，探究铁球动能与质量和速度的关系，故A错误； B．小车与接触面的摩擦属于滚动摩擦力，摩擦力较小，不容易停下来，不便于得到实验结论，故B错误； C．木块被撞击后滑行距离不同，但木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都相同，木块对滑行时所受摩擦力相同，故C正确； D．实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，使小球到达斜面底端的速度不同，是探究铁球动能的大小与速度的关系，故D错误。 故选C。   答案 30 课堂巩固 【变式2-2】如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究的是物体动能大小与木块质量间的关系 B．该实验探究的是物体动能大小与速度的关系 C．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系 D．该实验中，物体的动能是指木块B的动能 答案 【答案】B 【详解】本实验所指的动能是小球到达水平面时的动能；让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，小球的质量相等，速度不同，所以探究的是小球的动能与小球的速度的关系，故ACD错误，B正确。 故选B。 31 课堂巩固 【典例3】城市的环卫洒水车对道路洒水，在此过程中，洒水车在水平地面上匀速运动，洒水车的惯性_______（选填“变大”“不变”或“变小”），洒水车的动能_______（选填“变大”“不变”或“变小”） 答案 【答案】 变小 变小 【解析】【小题1】[1]惯性的大小与质量有关，质量越大，惯性越大。洒水车在水平地面上匀速运动的过程中，质量变小，惯性变小。 [2]当洒水车在水平地面上匀速行驶对道路洒水时，质量不断变小，速度不变，则其动能变小。 32 课堂巩固 【变式3-1】如图甲所示，一架空中加油机正在给一架战斗机加油，它们的速度保持不变，则战斗机的动能________ 。飞机的机翼做成如图乙所示的形状，是利用了气体流速越小的位置，压强越________的原理。 答案 【答案】 增大 大 【详解】[1]一架空中加油机正在给一架战斗机加油，它们的速度保持不变，战斗机的质量增大，则战斗机的动能增大。 [2]飞机的机翼做成如图乙所示的形状，即上方的空气流速大，压强小；下方的空气流速小，压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，飞机受到向上的升力。 33 课堂巩固 【变式3-2】很多家庭中会用到一款清洁地面的扫地机器人，它工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强________，（选填“变大”、“变小”或“不变，下同），垃圾在外部大气压作用下被“吸”入尘盒：当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能________，牵引力的功率________。 答案 【答案】 变小 变大 变大 【详解】[1]扫地机器人工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强变小，垃圾在外部大气压作用下被压入尘盒。 [2]扫地机器人一边“吸”入垃圾一边匀速运动时，质量变大，速度不变，动能变大。 [3]扫地机器人“吸”入垃圾后质量变大重力变大，对地面的压力增大，匀速运动时所受摩擦力增大，则牵引力变大，速度不变，由P=Fv可知，牵引力的功率变大。 34 【PART.02】 02 势能 势能 01 02 03 运动的汽车具有动能，那么从高处落下来的物体，具有什么样的能量呢? 问题 动能 高空坠物 重力势能 01 02 03 重力势能：受到重力的物体被举高后具有的能量。符号：EP 重力势能 小小的子弹具有大大的动能，到底什么会影响物体的动能呢? 问题 质量？ 高度？ 影响重力势能的因素 活动 结论 相同的杯子放在低处和高处，由静止滑落掉在地上，有什么不一样呢?说明什么? 重力势能的大小与物体被举高的高度有关 影响重力势能的因素 活动 结论 打桩机将大小两个桩锤，举到相同高度，静止释放，比较木桩被打下去的深度。 重力势能的大小与物体的质量有关 影响重力势能的因素 控制变量法与转化法 进行实验 实验思想 如何测动能 控制m想同 控制v想同 同一个物体 从同一高度静止释放 将物体A的动能转化为桌子下陷的深度 让木块从高处下落，观察小桌下陷的深度。 影响重力势能的因素（高度） 物体质量相同时，高度越高，小桌陷得越深。 结论 影响重力势能的因素（质量） 物体高度相同时，质量越大，小桌陷得越深。 结论 重力势能 练一练 打桩机用上面的重锤打桩，那重锤应该有怎样的特点呢? 打桩机上面的重锤质量大，工作时所处的高度高。 重力势能 问题 被拉弯的弦和被压弹床具有什么样的能量呢? 弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量。符号：EK 问题 影响弹性势能的因素 控制变量法与转化法 进行实验 实验思想 如何测弹性势能 控制材料相同 控制形变量相同 同一个弹簧 使得弹簧被压缩的长度相同 将物体的弹性势能转换为小车运动的距离 用小车压缩弹簧，松手后记录小车运动的距离。 实验结论 弹性势能的影响因素有：________，_________。 材料 形变量 影响弹性势能的因素 弹簧被压缩得越厉害，小车运动的距离越远 结论 知识小结 1.重力势能 (1)定义：受到重力的物体被举高后具有的能量，符号E。 (2)探究影响重力势能大小的因素 ①实验思想：________________________； ②控制m变量：控制m相同：同一个物体; 控制h相同：从同一________静止下落; ③如何测重力势能:将物体的重力势能转化为桌子下陷的深度; ④结论:物体重力势能的大小跟物体的________、物体被举高的________有关。 2.弹性势能 (1)定义：物体________而具有的能。 (2)影响弹性势能大小的因素 物体弹性势能的大小跟物体的________、物体的________有关。 控制变量法 与 转换法 高度 质量 高度 弹性形变 材料 形变量 【PART.03】 03 课堂练习 课堂巩固 【典例4】人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（    ） A．速度减小，势能减小 B．速度减小，势能增大 C．速度增大，势能减小 D．速度增大，势能增大   【答案】C 【详解】人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程是一个下降的过程，该过程中卫星的质量不变、速度增大、高度减小，所以卫星的动能增大，重力势能减小。 故选C。 答案 51 课堂巩固 【变式4-1】如图所示，单摆在从B运动到C，上升过程中摆球的（　　） A．动能不变 B．重力势能不变 C．动能变小 D．重力势能变小   【答案】C 【详解】由图可知，单摆在从B运动到C，上升过程中单摆的动能转化为重力势能，所以单摆的重力势能增大，动能变小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 答案 52 课堂巩固 【变式4-2】草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能不变，势能不变，机械能不变 B．动能减小，势能增大，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能减小，势能不变，机械能减小   【答案】C 【详解】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减小。所以机械能的总量也减小。 故选C。 答案 53 课堂巩固 【变式4-3】2024年8月6日，在巴黎奥运会跳水项目女子10米跳台决赛中，中国选手全红婵获得金牌。如图所示，选手在加速下落过程中，下列有关选手的说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大   【答案】B 【详解】选手在加速下落过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小。故B正确，ACD错误。 故选B。 答案 54 课堂巩固 【变式4-4】如图所示，小亮在玩蹦蹦杆，杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的重力势能_______，弹簧的弹性势能_______。（选填“增大”、“减小”或“不变”）   【答案】 增大 减小 【详解】[1]小亮将蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的质量不变，高度变大，因此重力势能增大。 [2]弹簧的弹性形变程度减小，因此弹性势能减小。 答案 55 课堂巩固 【变式4-5】如图所示，网球比赛中，选手用力击球，球拍因网线形变而具有了________能， 之后球拍把网球弹出的过程中弹性势能________（选填“增大”、“减小”或“不变”），此时网球________重力势能（选填“有”或“没有”）。   【答案】 弹性势 减小 有 【详解】[1]网球碰到球拍使球拍发生了弹性形变，球拍因网线形变而具有了弹性势能。 [2]变形的球网具有弹性势能，将球弹出的过程，球网的弹性势能转化为球的动能，所以球拍把网球弹出的过程中，弹性势能减小。 [3]在球拍把网球弹出的过程中，此时网球距地面有一定的高度，故网球具有重力势能。 答案 56 课堂巩固 【典例5】小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。 （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关； ①实验探究的是_______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能。通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越，说明它的重力势能越_______； ②要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用_______不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； 57 课堂巩固 （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关； ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，大家一致认为小明的实验结论是错误的，理由是_______； ②分析_______两次实验可发现压力作用效果与受力面积有关。 58 课堂巩固 【答案】 重物 大 质量 没有控制受力面积不变 乙、丙 【详解】（1）[1]①由题意可知，重物被举高，所以重物具有重力势能，实验探究的是重物的重力势能。 [2]通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，桌腿陷进沙子越深，说明它的重力势能越大。 [3]②要进一步探究重力势能与质量的关系，需要控制重物下落的高度不变，改变重物的质量，换用质量不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 （2）[4]①甲、丙两次实验，没有控制受力面积不变，所以不能得出压力作用效果与压力大小的关系。 [5]②由乙、丙两次实验可知，压力大小相等，受力面积不同，压力作用效果不同，可以发现压力作用效果与受力面积有关。 59 课堂巩固 【典例6】体育课上，同学们在老师的指导下进行篮球训练。小林同学发现篮球落地后会反弹，但反弹的高度却不同。篮球由静止开始下落时，反弹的高度与什么因素有关呢？小林与同学一起对这个问题进行了讨论，提出了如下猜想： 猜想1：球的反弹高度与地面材料有关； 猜想2：球的反弹高度与篮球型号有关； 猜想3：球的反弹高度与球下落高度有关； 同学们用两只充足气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木质地板上进行了实验。得到的实验数据如下表所示，请你参与到研究性学习小组中，一起完成下列问题。 60 课堂巩固 （1）为了验证猜想1，小林进行了表中序号为2、3的两组实验，则表中缺少的数据应为_______。 （2）要验证猜想2，需要选用序号为_______的两组数据进行分析。 （3）分析四次实验数据，得到的结论是：篮球反弹的高度与下落高度和_______有关，与_______无关。 （5）实验中采用的研究方法是_______。 61 课堂巩固 【答案】 120 1、2 地面材料及篮球型号 篮球的型号 控制变量法 【详解】（1）[1]为验证球的反弹高度与地面材料有关，要采用控制变量法控制下落高度和球的型号相同而地面材料不同，分析序号2和3可知，下落高度应都为120cm。 （2）[2]要验证篮球反弹的高度可能与球的型号有关，要采用控制变量法控制下落高度和地面材料相同而球的型号不同，由表中实验数据可知，符合要求的实验序号为1、2。 （3）[3][4]分析序号1和2得出篮球反弹高度和球的型号无关，分析序号2和3得出篮球反弹高度和地面材料有关，分析序号3和4得出篮球反弹高度和下落高度有关，综合分析可知：篮球反弹的高度与地面材料和下落的高度有关，与篮球的型号无关。 （4）[5]本实验中球的反弹高度影响因素有多个，需要采用控制变量法分别对不同因素进行分析。 62 感谢您的观看 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $$ 12.1 动能 势能 机械能（第1课时） 一、单选题 1．关于功和能，下列各种说法中正确的是（    ） A．高度大的物体势能一定大 B．速度大的物体动能一定大 C．物体具有做功的本领，就说它具有能 D．物体运动时的机械能一定比它静止时大 2．2022年11月28日，神舟十五号载人飞船成功发射，56岁的宇航员邓清明“备份”二十四年，终圆航天梦。在火箭加速升空的过程中，飞船的（　　） A．重力势能不变 B．动能增大 C．动能变小 D．重力势能减小 3．下面几个研究实例：①研究动能时，用木块移动的距离表示动能大小。 ②研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变。③研究功率时把它与速度相比。④研究动能时将高度转换成速度。其中，采用了相同科学方法的是（　　） A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 4．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降。不考虑燃油质量变化，下列说法正确的是（    ） A．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能不变 C．飞机减速下降的过程中，其重力势能增加 D．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 5．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA=mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（    ） A．重物下落时，重物的重力势能转化为动能 B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大 D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB<mC 6．如图所示是四个物理实验过程，对实验分析错误的是（　　） A．甲图，从实验可知，物体的质量相同时，速度越大，具有的动能越大 B．乙图，实验操作是为了探究重力势能大小与高度的关系 C．丙图，通过比较木块被撞击距离的大小来衡量弹性势能的大小 D．丁图，实验过程中，滚摆下降过程中是匀速转动 7．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在B点的动能大于在C点的动能 B．小球在B点的重力势能小于在C点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率 8．2024年8月巴黎奥运会女子10米台决赛中，中国选手全红婵发挥完美获得冠军，如图所示是全红婵参加跳水比赛时向上起跳和下落的运动轨迹示意图。下列说法正确的是（　　） A．运动员起跳时，跳台对运动员的力大于运动员对跳台的力 B．起跳后运动员能继续向上运动，是因为运动员受到惯性 C．运动员在最高点时，重力势能最大，动能为0 D．从最高点到入水前的过程中，运动员的动能增大 二、填空题 9．云中形成的冰粒在下落过程中，温度渐渐升高变成雨滴，它具有的机械能 （选填“增大”或“减小”）；下列示意图形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特点，其中表示液态的是 [选填“（甲）”“（乙）”或“（丙）”]图。 10．2023年5月，搭载“天舟六号”货运飞船的长征七号遥七运载火箭发射升空。在火箭加速升空过程中，“天舟六号”货运飞船的重力势能 ，动能 ，机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 11．如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 12．在中考体育考试中，小平投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，实心球受 个力的作用，球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零。 13．如图1所示，是我国运20加油机给两架歼20战斗机空中加油的情境，在加油的过程中，三架飞机水平匀速直线飞行。 (1)以运20加油机为参照物，两架战斗机是 （选填“运动”或“静止”）的；在加油的过程中，运20加油机的动能 ，两架战斗机的重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)如图2为机翼的截面图，飞机飞行时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼，机翼上方的空气流速大压强 （大/小）。 14．如图所示，某运动员做蹦极运动，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。（不计空气阻力和绳重) (1)运动员O点到C点的过程中，速度最大的位置在 （选填“A点”、“B点”、“C点”或“BC之间”“AB之间”）。在C点时，运动员 （填“是”或“不是”）处于平衡状态。 (2)运动员经历多次震荡后，最终将停在 （选填“B点”、“C点”或“BC之间”）。 三、实验题 15．如图所示为探究物体动能大小跟哪些因素有关的实验装置。 (1)钢球从光滑斜面上由静止开始向下运动，钢球起点位置越高，到达斜面底端时 能越大； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体， 越大，动能越大； (3)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (4)如果“探究物体重力势能大小跟哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体， 越大，重力势能越大。 16．已知物体重力势能大小与物体质量和所处高度有关，同学们在探究“物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、透明的沙箱、小桌、沙子等，实验装置如图所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中的探究的是 （选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能；桌腿陷入沙子的深度越大，研究对象具有的重力势能越 ； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且hA<hB<hC，这是要探究物体重力势能大小与物体 的关系。实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′，且hA′<hB′<hC′，由此可得出结论 ； (3)实验结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，难以得出结论，造成这一现象的原因可能是： ； (4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是（　　） A．禁止高空抛物 B．货车设定最大承载质量 C．不同车型设定不同的最高行驶速度 D．飞机机翼的上表面弯曲，下表面比较平 17．小江同学利用几个等质量的弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 请回答以下问题： (1)实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； (2)比较1、2两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关； (3)比较 两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的宽度有关； (4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.1 动能 势能 机械能（第1课时） 一、单选题 1．关于功和能，下列各种说法中正确的是（    ） A．高度大的物体势能一定大 B．速度大的物体动能一定大 C．物体具有做功的本领，就说它具有能 D．物体运动时的机械能一定比它静止时大 【答案】C 【详解】A．影响重力势能的因素是质量和高度，不知道质量的情况下，高度大的物体势能不一定大，故A错误； B．影响动能的因素是质量和速度，不知道质量的情况下，速度大的物体动能不一定大，故B错误； C．根据能的定义，一个物体能够对外做功，我们就说它具有能，所以物体具有做功的本领，就说它具有能，故C正确； D．机械能包括动能和势能，所以物体运动时的机械能不一定比它静止时大，故D错误。 故选C。 2．2022年11月28日，神舟十五号载人飞船成功发射，56岁的宇航员邓清明“备份”二十四年，终圆航天梦。在火箭加速升空的过程中，飞船的（　　） A．重力势能不变 B．动能增大 C．动能变小 D．重力势能减小 【答案】B 【详解】火箭加速升空的过程中，搭载在火箭上的飞船也加速升空，此过程中飞船的质量不变，速度增大，则动能增大；飞船的质量不变，高度增加，则重力势能增大。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．下面几个研究实例：①研究动能时，用木块移动的距离表示动能大小。 ②研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变。③研究功率时把它与速度相比。④研究动能时将高度转换成速度。其中，采用了相同科学方法的是（　　） A．①和② B．②和③ C．①和④ D．③和④ 【答案】C 【详解】①研究动能时，用木块移动的距离表示动能大小，采用的是转换法； ②研究动能与速度的关系时，让物体的质量保持不变，采用的是控制变量法； ③研究功率时把它与速度相比，采用的是类比法； ④研究动能时将高度转换成速度，采用的是转换法。 故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 4．如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面高速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降。不考虑燃油质量变化，下列说法正确的是（    ） A．飞机腾空而起的过程中，其重力势能转化为动能 B．飞机沿水平方向匀速飞行时，其机械能不变 C．飞机减速下降的过程中，其重力势能增加 D．飞机只要加速飞行，其重力势能就一定减小 【答案】B 【详解】A．腾空而起的过程，飞机的质量不变，高度变大，重力势能增大，发动机对飞机做功，不是重力势能转化为动能，故A错误； B．飞机沿水平方向匀速飞行时，质量不变，速度不变，动能不变，高度不变，重力势能不变，故其机械能不变，故B正确； C．减速下降的过程，飞机的质量不变，高度变低，重力势能减小，故C错误； D．重力势能与速度无关，飞机加速飞行，质量不变，若其高度不变，则重力势能不变，故D错误。 故选B。 5．在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物的质量关系为mA=mB≠mC，木桩相同，木桩和重物位置如图甲所示，重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示。下列说法错误的是（    ） A．重物下落时，重物的重力势能转化为动能 B．木桩打入沙中的深度可以反映重物重力势能的大小 C．比较A、C可知，重物下落的高度越高，重力势能越大 D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则mB<mC 【答案】C 【详解】A．重物下落时，质量不变，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，因此重物的重力势能转化为动能，故A正确，不符合题意； B．根据转换法的思想，可以用木桩打入沙中的深度反映重物重力势能的大小，故B正确，不符合题意； C．根据控制变量法的思想，A、C的重力不同，下落的高度也不同，因此比较A、C不能得出重物下落的高度越高，重力势能越大，故C错误，符合题意； D．若B、C将木桩打入沙中的深度相同，则B、C的重力势能相同，C下落的高度小，因此质量大，所以mB<mC，故D正确，不符合题意。 故选C。 6．如图所示是四个物理实验过程，对实验分析错误的是（　　） A．甲图，从实验可知，物体的质量相同时，速度越大，具有的动能越大 B．乙图，实验操作是为了探究重力势能大小与高度的关系 C．丙图，通过比较木块被撞击距离的大小来衡量弹性势能的大小 D．丁图，实验过程中，滚摆下降过程中是匀速转动 【答案】D 【详解】A．质量相同的小球，从不同的高度滑下，A小球在斜面的高度比B小球在斜面的高度要低，滑到平面时，B小球的速度较大，撞击木块后，木块滑行得越远，所以质量相同时，速度越大，动能越大，故A正确，不符合题意； B．质量相同的甲、乙物体，从不同的高度落下，乙物体的高度较高，落下后，能使钉子钉入的深度更深，即乙物体的重力势能较大，所以实验操作探究了重力势能大小与高度的关系，故B正确，不符合题意； C．丙图中，弹簧的弹性势能越大，转化成小球的动能越大，物块被撞的距离越远，所以通过比较木块被撞击距离的大小来衡量弹性势能的大小，故C正确，不符合题意。 D．实验过程中，滚摆下降过程中，滚摆的质量不变，高度降低，将重力势能转化为动能，则滚摆的动能增大，所以滚摆做加速转动，故D错误，符合题意。 故选D。 7．一个小球从A点由静止开始下落，速度越来越大，相继经过B、C两点，如图所示。若A、B两点间的距离等于B、C两点间的距离，则下列说法中正确的是（　　） A．小球在B点的动能大于在C点的动能 B．小球在B点的重力势能小于在C点的重力势能 C．小球所受的重力在AB段做的功等于在BC段做的功 D．小球所受的重力在AB段做功的功率等于在BC段做功的功率 【答案】C 【详解】A．小球从A点由静止开始下落，质量不变，速度越来越大，动能不断变大，排球在B点的动能小于在C点的动能，故A错误； B．小球的质量不变，C点的高度小于在B点的高度，故小球在C点的重力势能小于在B点的重力势能，故B错误； C．已知AB=BC，根据W=Gh可知，重力一定，通过的距离相同，所以重力做的功相同，故C正确； D．由题意可知，小球在AB段的平均速度小于在BC段的平均速度，AB和BC的距离相等，所以在BC段所用的时间小于在AB段所用时间，根据可知，重力做功相同的情况下，BC段的时间短，所以BC段做功的功率大，故D错误。 故选C。 8．2024年8月巴黎奥运会女子10米台决赛中，中国选手全红婵发挥完美获得冠军，如图所示是全红婵参加跳水比赛时向上起跳和下落的运动轨迹示意图。下列说法正确的是（　　） A．运动员起跳时，跳台对运动员的力大于运动员对跳台的力 B．起跳后运动员能继续向上运动，是因为运动员受到惯性 C．运动员在最高点时，重力势能最大，动能为0 D．从最高点到入水前的过程中，运动员的动能增大 【答案】D 【详解】A．运动员起跳时，跳台对运动员的力与运动员对跳台的力是一对相互作用力，大小相等，故A错误； B．起跳后运动员能继续向上运动，是因为运动员有惯性，不是受到惯性，故B错误； C．运动员在最高点时，重力势能最大，但速度不为0，动能不为0，故C错误； D．从最高点到入水前的过程中，运动员质量不变，速度变大，运动员动能增大，故D正确。 故选D。 二、填空题 9．云中形成的冰粒在下落过程中，温度渐渐升高变成雨滴，它具有的机械能 （选填“增大”或“减小”）；下列示意图形象地反映了物质气、液、固三态分子排列的特点，其中表示液态的是 [选填“（甲）”“（乙）”或“（丙）”]图。 【答案】 减小 （甲） 【详解】[1]冰粒在下落过程中，重力势能转化为动能，由于空气阻力，机械能不守恒，会逐渐减小。 [2]如图所示，甲所示的分子之间的距离大于乙的分子之间的距离又小于丙分子之间的距离，乙所示的分子之间的距离很小，而丙的分子之间的距离很大，所以表示液态的是图中的甲。 10．2023年5月，搭载“天舟六号”货运飞船的长征七号遥七运载火箭发射升空。在火箭加速升空过程中，“天舟六号”货运飞船的重力势能 ，动能 ，机械能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 变大 变大 变大 【详解】[1][2][3]飞船随火箭加速升空过程中，飞船的质量不变，速度增加，则动能变大，高度增加，则重力势能变大，所以其机械能变大。 11．如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【详解】由题意知，小孩从滑梯的顶部匀速滑动到地面过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变。 12．在中考体育考试中，小平投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示。若不考虑空气阻力，则实心球从离开手后到达最高点的过程中，实心球受 个力的作用，球的机械能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），在最高点时，球的动能 （选填“大于”或“等于”）零。 【答案】 1 不变 大于 【详解】[1][2][3]实心球从离开手后到达最高点的过程中，不考虑空气阻力，只受到重力的作用，受到一个力的作用，只有动能转化为重力势能，实心球的机械能守恒，即球的机械能不变；实心球在最高点时，仍有向前的速度，所以其动能大于零。 13．如图1所示，是我国运20加油机给两架歼20战斗机空中加油的情境，在加油的过程中，三架飞机水平匀速直线飞行。 (1)以运20加油机为参照物，两架战斗机是 （选填“运动”或“静止”）的；在加油的过程中，运20加油机的动能 ，两架战斗机的重力势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。 (2)如图2为机翼的截面图，飞机飞行时，机翼与周围的空气发生相对运动，相当于气流迎面流过机翼，机翼上方的空气流速大压强 （大/小）。 【答案】(1) 静止 减小 增大 (2)小 【详解】（1）[1]以运20加油机为参照物，两架战斗机相对于加油机的位置没有发生变化，战斗机是静止的。 [2][3]运20加油机给战斗机加油的过程中，加油机质量的减少，速度不变，所以动能减小；两架战斗机在接受加油机加油的过程中，在同一水平高度匀速飞行，速度不变，高度不变，战斗机的质量增加，所以重力势能增大。 （2）当飞机飞行时，迎面吹来的风被机翼分成两部分，在相等的时间内，空气通过机翼的上面路程长，流速大、压强小；空气通过机翼下面的路程短，流速小、压强大。机翼受到向上的压强大于向下的压强，产生向上的升力。 14．如图所示，某运动员做蹦极运动，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。（不计空气阻力和绳重) (1)运动员O点到C点的过程中，速度最大的位置在 （选填“A点”、“B点”、“C点”或“BC之间”“AB之间”）。在C点时，运动员 （填“是”或“不是”）处于平衡状态。 (2)运动员经历多次震荡后，最终将停在 （选填“B点”、“C点”或“BC之间”）。 【答案】(1) B点 不是 (2)B点 【详解】（1）[1]由题意知，运动员从O点下落到最低处C点，经过弹性绳弹力为零的A点与运动员受力平衡的B点。分段分析来看：OA段，运动员在向下的重力的作用下向下做加速运动；AB段，此时运动员受到弹性绳向上的弹力与自身向下的重力，由于弹性绳弹力大小与弹性绳的伸长量成正比，运动员到B点时受力平衡，故在AB段弹力小于运动员所受重力，运动员仍向下做加速运动；BC 段，弹性绳弹力大于运动员所受重力，故运动员向下做减速运动，到最低点C点时速度减小至零。综上，运动员从O到C的过程中先加速至B点，后减速至C点，因此速度最大的位置在B点。 [2]通过以上分析可知运动员在C点不是处于平衡状态。 （2）由（1）可知，运动员在B点时受力平衡，因此最终将停在B点。 三、实验题 15．如图所示为探究物体动能大小跟哪些因素有关的实验装置。 (1)钢球从光滑斜面上由静止开始向下运动，钢球起点位置越高，到达斜面底端时 能越大； (2)分析比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体， 越大，动能越大； (3)若水平面绝对光滑， （选填“能”或“不能”）达到探究目的； (4)如果“探究物体重力势能大小跟哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，可探究出的结论是：质量相同的物体， 越大，重力势能越大。 【答案】(1)动 (2)速度 (3)不能 (4)高度 【详解】（1）钢球从光滑斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，在质量一定时，钢球起点位置越高，具有的重力势能越大，到达斜面底端时转化为的动能也就越大。 （2）分析比较甲、乙两次实验，钢球质量相同，从斜面上释放的高度越高，到达平面时的速度越大，将木块推动的距离越远，说明推动木块前钢球的动能越大，由此可得出的结论是：质量相同的物体，速度越大，动能越大。 （3）若水平面绝对光滑，木块被推动后不会停下来，无法比较不同情况下木块移动的距离，不能反映钢球撞击木块前动能的大小，不能达到探究目的。 （4）如果“探究物体重力势能大小跟哪些因素有关”，比较甲、乙两次实验，质量相同的钢球释放的高度越高，推动木块移动的距离越远，说明原来释放位置越高的物体所具有的重力势能越大，可探究出的结论是：质量相同的物体，高度越高，重力势能越大。 16．已知物体重力势能大小与物体质量和所处高度有关，同学们在探究“物体的重力势能大小与物体质量和所处高度的关系”实验时，所用器材有：若干个质量不同的重物、透明的沙箱、小桌、沙子等，实验装置如图所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度； (1)实验中的探究的是 （选填“重物”、“小桌”或“沙子”）的重力势能；桌腿陷入沙子的深度越大，研究对象具有的重力势能越 ； (2)将质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且hA<hB<hC，这是要探究物体重力势能大小与物体 的关系。实验时，观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′，且hA′<hB′<hC′，由此可得出结论 ； (3)实验结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，难以得出结论，造成这一现象的原因可能是： ； (4)同学们在讨论重力势能与生活、生产的联系时，提出下列几种现象或应用，其中与本实验结论有关的是（　　） A．禁止高空抛物 B．货车设定最大承载质量 C．不同车型设定不同的最高行驶速度 D．飞机机翼的上表面弯曲，下表面比较平 【答案】(1) 重物 大 (2) 所处高度 物体质量一定时，所处高度越大，重力势能越大 (3)重物所处高度相差较小 (4)A 【详解】（1）[1]让重物从高处落下，探究重力势能的大小与哪些因素有关实验中，探究的是重物的重力势能。 [2]该实验应用转化法，用桌腿陷入沙子的深度来反映重物的重力势能的大小。桌腿陷入沙子的深度越大，说明重物对外做功本领越大，研究对象具有的重力势能越大。 （2）[1]质量相同的重物从不同高度A、B、C三处由静止释放，且hA<hB<hC，根据控制变量法知，这是要探究物体重力势能大小与物体所处高度的关系。 [2]实验时，发现质量相同的重物从不同高度落下，高度越高，观察到桌腿陷入沙子的深度，能够对外做功越多，说明它的重力势能越大。故观察到桌腿陷入沙子的深度分别为hA′、hB′、hC′，且hA′<hB′<hC′，由此可得出结论物体质量一定时，所处高度越大，重力势能越大。 （3）重物越重，被举起越高重力势能越大。实验结束后，各组同学在交流中发现有的小组观察到的hA′、hB′、hC′差别不大，即重力势能差别不大，难以得出结论，由于质量相同的重物，故造成这一现象的原因可能是重物所处高度相差较小。 （4）A．高空的物体重力势能较大，对外做功本领越强，越危险，禁止高空抛物，故A符合题意； B．货车设定最大承载质量，质量越大动能越大，故B不符合题意； C．不同车型设定不同的最高行驶速度，速度越大动能越大，故C不符合题意； D．飞机机翼的上表面弯曲，下表面比较平，易于起飞，故D不符合题意。 故选A。 17．小江同学利用几个等质量的弹珠、三根材料和厚度相同、长宽不同的橡皮条，探究“橡皮条的弹性势能与长度、宽度的关系”。他依次将橡皮条固定在弹弓上，如图所示，在弹性范围内，拉伸相同的伸长量，将弹珠在同一位置沿水平方向弹射出去，测得弹射的水平距离，数据如下表： 次数 橡皮条 橡皮条宽/cm 橡皮条长/cm 弹射的水平距离/m 1 a 0.50 20.00 10.10 2 b 0.50 30.00 8.20 3 c 1.00 20.00 14.00 请回答以下问题： (1)实验中，是通过比较 来间接反映橡皮条的弹性势能大小； (2)比较1、2两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能与橡皮条的 有关； (3)比较 两次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条的弹性势能还与橡皮条的宽度有关； (4)用同种材料同厚度的橡皮条，拉伸相同的伸长量，弹性势能最大的橡皮条是 。 A．窄而长的 B．宽而长的 C．窄而短的 D．宽而短的 【答案】(1)弹珠弹射的水平距离 (2)长度 (3)1、3 (4)D 【详解】（1）实验中，是通过比较弹珠弹射的水平距离来间接反映橡皮条的弹性势能大小，弹珠弹射的水平距离越长，橡皮条的弹性势能越大。 （2）比较1、2两次实验，拉伸相同的伸长量，橡皮条宽度相同，长度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的长度有关。 （3）比较第1次和第3次实验可知，拉伸相同的伸长量，橡皮条长度相同，橡皮条宽度不同，弹珠射出的距离不同，故橡皮条的弹性势能与橡皮条的宽度有关。 （4）由以上实验数据可知，弹性势能的大小与宽度、长度有关；在拉伸相同的伸长量时，宽度越宽，弹性势能越大，长度越短，弹性势能越大，故弹性势能最大的橡皮条是宽面短的，故选D。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.1 动能 势能 机械能（第1课时） 一、目标导航 课程标准 课标解读 1．了解什么是动能及其影响因素。 2．了解什么是势能，知道弹性势能和重力势能的概念以及影响他们的因素。 3. 了解什么是机械能，动能和势能的应用。 1、通过实例认识到运动的物体具有动能，通过探究知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关。 2、知晓势能的概念，通过探究，知道弹性势和重力势能的概念和决定因素。 3、了解机械能的概念及动能和势能的应用。 二、知识精讲 知识点01 动能 动能 (1) 概念：物体由于运动而具有的能量，叫做动能。动能越大，对其他物体做的功就越多。 (2) 影响因素：动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大。 (3) 实验探究：控制变量法 知识点02 势能 1.弹性势能 (1) 概念：发生弹性的形变的物体能对物体做功，表明它具有能量，这种能量叫弹性势能。 (2) 影响因素：只与物体的弹性形变有关系，弹性形变越大，弹性势能越大 2.重力势能 (1) 概念：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 (2) 影响因素：重力势能与质量,高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大. (3)重力势能和弹性势能统称为势能。 知识点03 机械能 机械能 (1) 概念：动能和势能统称为机械能。 (2) 注：一个物体可同时具有动能和势能，动能和势能可相互转化。 【典例1】在2023年世界游泳锦标赛中，中国代表队覃海洋共获得4枚金牌、1枚银牌的优异成绩。覃海洋在比赛中， （填“划水力度”或“速度”）越大，其动能越大。 【变式1-1】2024年2月3日11时6分，中国首颗艺术卫星“SCA-1号”搭载捷龙三号遥三火箭成功发射并顺利入轨，火箭加速升空过程中，其动能将 （选填“减少”“增加”或“不变”）。 【变式1-2】如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【变式1-3】甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做直线运动的图像，分别如图甲、乙所 示，由图可知，甲车的动能 乙车的动能（选填“大于”“小于”或“等于”)，甲、 乙两车发动机的功率之比为 。 【典例2】某同学在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中（不考虑空气阻力）。 （1）实验中探究的“物体的动能”是指 （填字母）； A．钢球在斜面上的动能      B．钢球撞击木块时的动能      C．木块被撞击后的动能 （2）比较甲、乙两图可得出结论 ； （3）甲、丙两图可以探究动能大小与 的关系； （4）若水平面是光滑的， （填“能”或“不能”）达到探究目的； （5）下表是一些物体的动能大小，由表中数据可知 （填“质量”或“速度”）对物体动能的影响更大。 物体 动能 物体 动能 抛出去的篮球 约30 跑百米的运动员 约 行走的牛 约60 飞行的步枪子弹 约 从的高处落下的砖块 约 行驶的小汽车约 【典例3】小希通过实验探究，发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），小希又提出了一些新的问题，你认为最有探究价值且易于探究的问题是（　　） 一些物体的动能 行走的牛 约60J 跑百米的运动员约 飞行的步枪子弹约 A．质量越大的物体动能越大？ B．速度越大的物体动能越大？ C．影响动能大小的因素是什么？ D．质量和速度对物体动能的影响一样大吗？ 【变式2-1】在“探究动能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，撞击水平面上的同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．该实验中研究的动能是指木块的动能 B．用小车代替木块更便于得到实验结论 C．木块被撞后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同 D．该实验的目的是探究物体动能的大小与高度的关系 【变式2-2】如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究的是物体动能大小与木块质量间的关系 B．该实验探究的是物体动能大小与速度的关系 C．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系 D．该实验中，物体的动能是指木块B的动能 【典例3】城市的环卫洒水车对道路洒水，在此过程中，洒水车在水平地面上匀速运动，洒水车的惯性 （选填“变大”“不变”或“变小”），洒水车的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”） 【变式3-1】如图甲所示，一架空中加油机正在给一架战斗机加油，它们的速度保持不变，则战斗机的动能 。飞机的机翼做成如图乙所示的形状，是利用了气体流速越小的位置，压强越 的原理。 【变式3-2】很多家庭中会用到一款清洁地面的扫地机器人，它工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强 ，（选填“变大”、“变小”或“不变，下同），垃圾在外部大气压作用下被“吸”入尘盒：当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能 ，牵引力的功率 。 【典例4】人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（    ） A．速度减小，势能减小 B．速度减小，势能增大 C．速度增大，势能减小 D．速度增大，势能增大 【变式4-1】如图所示，单摆在从B运动到C，上升过程中摆球的（　　） A．动能不变 B．重力势能不变 C．动能变小 D．重力势能变小 【变式4-2】草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能不变，势能不变，机械能不变 B．动能减小，势能增大，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能减小，势能不变，机械能减小 【变式4-3】2024年8月6日，在巴黎奥运会跳水项目女子10米跳台决赛中，中国选手全红婵获得金牌。如图所示，选手在加速下落过程中，下列有关选手的说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大 【变式4-4】如图所示，小亮在玩蹦蹦杆，杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的重力势能 ，弹簧的弹性势能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【变式4-5】如图所示，网球比赛中，选手用力击球，球拍因网线形变而具有了 能， 之后球拍把网球弹出的过程中弹性势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），此时网球 重力势能（选填“有”或“没有”）。 【典例5】小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。    （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关； ①实验探究的是 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能。通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越，说明它的重力势能越 ； ②要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用 不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关； ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，大家一致认为小明的实验结论是错误的，理由是 ； ②分析 两次实验可发现压力作用效果与受力面积有关。 【典例6】体育课上，同学们在老师的指导下进行篮球训练。小林同学发现篮球落地后会反弹，但反弹的高度却不同。篮球由静止开始下落时，反弹的高度与什么因素有关呢？小林与同学一起对这个问题进行了讨论，提出了如下猜想： 猜想1：球的反弹高度与地面材料有关； 猜想2：球的反弹高度与篮球型号有关； 猜想3：球的反弹高度与球下落高度有关； 同学们用两只充足气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木质地板上进行了实验。得到的实验数据如下表所示，请你参与到研究性学习小组中，一起完成下列问题。 实验序号 篮球型号 下落高度/cm 地面材料 反弹高度/cm 1 #6 120 木质 80 2 #7 120 木质 80 3 #7 水泥 90 4 #7 150 水泥 110 （1）为了验证猜想1，小林进行了表中序号为2、3的两组实验，则表中缺少的数据应为 。 （2）要验证猜想2，需要选用序号为 的两组数据进行分析。 （3）分析四次实验数据，得到的结论是：篮球反弹的高度与下落高度和 有关，与 无关。 （5）实验中采用的研究方法是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 12.1 动能 势能 机械能（第1课时） 一、目标导航 课程标准 课标解读 1．了解什么是动能及其影响因素。 2．了解什么是势能，知道弹性势能和重力势能的概念以及影响他们的因素。 3. 了解什么是机械能，动能和势能的应用。 1、通过实例认识到运动的物体具有动能，通过探究知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关。 2、知晓势能的概念，通过探究，知道弹性势和重力势能的概念和决定因素。 3、了解机械能的概念及动能和势能的应用。 二、知识精讲 知识点01 动能 动能 (1) 概念：物体由于运动而具有的能量，叫做动能。动能越大，对其他物体做的功就越多。 (2) 影响因素：动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大。 (3) 实验探究：控制变量法 知识点02 势能 1.弹性势能 (1) 概念：发生弹性的形变的物体能对物体做功，表明它具有能量，这种能量叫弹性势能。 (2) 影响因素：只与物体的弹性形变有关系，弹性形变越大，弹性势能越大 2.重力势能 (1) 概念：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。 (2) 影响因素：重力势能与质量,高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大. (3)重力势能和弹性势能统称为势能。 知识点03 机械能 机械能 (1) 概念：动能和势能统称为机械能。 (2) 注：一个物体可同时具有动能和势能，动能和势能可相互转化。 【典例1】在2023年世界游泳锦标赛中，中国代表队覃海洋共获得4枚金牌、1枚银牌的优异成绩。覃海洋在比赛中， （填“划水力度”或“速度”）越大，其动能越大。 【答案】速度 【详解】动能的影响因素有质量和速度，质量不变，速度越大，动能越大。 【变式1-1】2024年2月3日11时6分，中国首颗艺术卫星“SCA-1号”搭载捷龙三号遥三火箭成功发射并顺利入轨，火箭加速升空过程中，其动能将 （选填“减少”“增加”或“不变”）。 【答案】增加 【详解】中国首颗艺术卫星“SCA-1号”搭载捷龙三号遥三火箭成功发射并顺利入轨，火箭加速升空过程中，其质量不变，速度增大，动能增加。 【变式1-2】如图所示，小孩滑滑梯时，从滑梯的顶部匀速滑动到地面的过程中，它的动能 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】不变 【详解】由题意知，小孩从滑梯的顶部匀速滑动到地面过程中，质量不变，速度不变，因此动能不变。 【变式1-3】甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做直线运动的图像，分别如图甲、乙所 示，由图可知，甲车的动能 乙车的动能（选填“大于”“小于”或“等于”)，甲、 乙两车发动机的功率之比为 。 【答案】 大于 5∶4 【详解】[1][1]由图象知，甲的速度为 乙的速度为v乙=4m/s；已知两车完全相同，所以质量相同；因为甲的速度大于乙的速度，所以甲的动能大于乙的动能。 [2][2]由图可知，甲乙做匀速直线运动，在匀速直线行驶过程中，受到的力是平衡力，平衡力大小相等，即牵引力等于摩擦力，又因为甲乙两辆车相同即压力相同，相同的接触面，粗糙程度相同，所以摩擦力相同，即 F甲=F乙=f 已知甲乙速度，根据功率公式P=Fv知甲、 乙两车发动机的功率之比为5∶4。 【典例2】某同学在“探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验中，让钢球从斜面上某个高度由静止沿斜面滚下，与静止在水平面上的木块发生碰撞，木块沿水平方向向右运动直至停止，其中（不考虑空气阻力）。 （1）实验中探究的“物体的动能”是指 （填字母）； A．钢球在斜面上的动能      B．钢球撞击木块时的动能      C．木块被撞击后的动能 （2）比较甲、乙两图可得出结论 ； （3）甲、丙两图可以探究动能大小与 的关系； （4）若水平面是光滑的， （填“能”或“不能”）达到探究目的； （5）下表是一些物体的动能大小，由表中数据可知 （填“质量”或“速度”）对物体动能的影响更大。 物体 动能 物体 动能 抛出去的篮球 约30 跑百米的运动员 约 行走的牛 约60 飞行的步枪子弹 约 从的高处落下的砖块 约 行驶的小汽车约 【答案】 B 见详解 速度 不能 速度 【详解】（1）[1]由题意可知，实验中探究小球动能，即小球撞击木块时的动能的大小。因此，实验中探究的“物体的动能”是指钢球撞击木块时的动能。 故选B。 （2）[2]比较甲、乙两图，我们可以看到钢球的质量是不相同的，高度相同，观察两图中木块被撞击后移动的距离，我们可以发现，质量大的钢球撞击木块后，木块移动的距离更远。这说明在高度相同时，物体的质量越大，动能越大。 （3）[3]甲、丙两图中，钢球的质量是相同的，但高度不同，改变钢球的速度，故选甲、丙两图；这可以用来探究动能大小与速度的关系。 （4）[4]根据转换法，实验中，是通过观察木块移动的距离的大小s判断出小球具有的动能的大小；若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的。 （5）[5]由表中数据可知，行走的牛和飞行的步枪子弹相比，牛的质量大，速度小，动能小；子弹的质量小，速度大，动能大，由此可知速度对物体动能的影响更大。 【典例3】小希通过实验探究，发现质量和速度都是影响动能大小的因素，得出实验结论后，小希查阅了相关资料，收集了一些物体的动能（如表所示），小希又提出了一些新的问题，你认为最有探究价值且易于探究的问题是（　　） 一些物体的动能 行走的牛 约60J 跑百米的运动员约 飞行的步枪子弹约 A．质量越大的物体动能越大？ B．速度越大的物体动能越大？ C．影响动能大小的因素是什么？ D．质量和速度对物体动能的影响一样大吗？ 【答案】D 【详解】根据表中数据发现，表中物体的质量不同，运动速度也不同，动能不同，故提出的问题是：质量和速度对物体动能的影响一样大吗？ 故选D。 【变式2-1】在“探究动能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，撞击水平面上的同一木块，能将木块撞出一段距离，如图所示，下列说法中正确的是（　　） A．该实验中研究的动能是指木块的动能 B．用小车代替木块更便于得到实验结论 C．木块被撞后滑行距离不同，但滑行时所受摩擦力相同 D．该实验的目的是探究物体动能的大小与高度的关系 【答案】C 【详解】A．该实验中研究的动能是铁球的动能，探究铁球动能与质量和速度的关系，故A错误； B．小车与接触面的摩擦属于滚动摩擦力，摩擦力较小，不容易停下来，不便于得到实验结论，故B错误； C．木块被撞击后滑行距离不同，但木块对水平面的压力和接触面的粗糙程度都相同，木块对滑行时所受摩擦力相同，故C正确； D．实验中，让质量相同的铁球从斜面的不同高度由静止释放，使小球到达斜面底端的速度不同，是探究铁球动能的大小与速度的关系，故D错误。 故选C。 【变式2-2】如图是探究“物体的动能跟哪些因素有关”的实验。实验中，让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，下列说法正确的是（　　） A．该实验探究的是物体动能大小与木块质量间的关系 B．该实验探究的是物体动能大小与速度的关系 C．该实验探究的是物体动能大小与质量的关系 D．该实验中，物体的动能是指木块B的动能 【答案】B 【详解】本实验所指的动能是小球到达水平面时的动能；让同一小球从斜面的不同高度由静止释放，撞击同一木块，小球的质量相等，速度不同，所以探究的是小球的动能与小球的速度的关系，故ACD错误，B正确。 故选B。 【典例3】城市的环卫洒水车对道路洒水，在此过程中，洒水车在水平地面上匀速运动，洒水车的惯性 （选填“变大”“不变”或“变小”），洒水车的动能 （选填“变大”“不变”或“变小”） 【答案】 变小 变小 【解析】【小题1】[1]惯性的大小与质量有关，质量越大，惯性越大。洒水车在水平地面上匀速运动的过程中，质量变小，惯性变小。 [2]当洒水车在水平地面上匀速行驶对道路洒水时，质量不断变小，速度不变，则其动能变小。 【变式3-1】如图甲所示，一架空中加油机正在给一架战斗机加油，它们的速度保持不变，则战斗机的动能 。飞机的机翼做成如图乙所示的形状，是利用了气体流速越小的位置，压强越 的原理。 【答案】 增大 大 【详解】[1]一架空中加油机正在给一架战斗机加油，它们的速度保持不变，战斗机的质量增大，则战斗机的动能增大。 [2]飞机的机翼做成如图乙所示的形状，即上方的空气流速大，压强小；下方的空气流速小，压强大，所以机翼受到一个向上的压强差，飞机受到向上的升力。 【变式3-2】很多家庭中会用到一款清洁地面的扫地机器人，它工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强 ，（选填“变大”、“变小”或“不变，下同），垃圾在外部大气压作用下被“吸”入尘盒：当扫地机器人一边“吸入”垃圾一边匀速运动时，它的动能 ，牵引力的功率 。 【答案】 变小 变大 变大 【详解】[1]扫地机器人工作时内部的电动风扇会转动，使尘盒内部空气流速变大，压强变小，垃圾在外部大气压作用下被压入尘盒。 [2]扫地机器人一边“吸”入垃圾一边匀速运动时，质量变大，速度不变，动能变大。 [3]扫地机器人“吸”入垃圾后质量变大重力变大，对地面的压力增大，匀速运动时所受摩擦力增大，则牵引力变大，速度不变，由P=Fv可知，牵引力的功率变大。 【典例4】人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程中（    ） A．速度减小，势能减小 B．速度减小，势能增大 C．速度增大，势能减小 D．速度增大，势能增大 【答案】C 【详解】人造地球卫星从远地点向近地点运动的过程是一个下降的过程，该过程中卫星的质量不变、速度增大、高度减小，所以卫星的动能增大，重力势能减小。 故选C。 【变式4-1】如图所示，单摆在从B运动到C，上升过程中摆球的（　　） A．动能不变 B．重力势能不变 C．动能变小 D．重力势能变小 【答案】C 【详解】由图可知，单摆在从B运动到C，上升过程中单摆的动能转化为重力势能，所以单摆的重力势能增大，动能变小，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【变式4-2】草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫。当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（　　） A．动能不变，势能不变，机械能不变 B．动能减小，势能增大，机械能不变 C．动能减小，势能减小，机械能减小 D．动能减小，势能不变，机械能减小 【答案】C 【详解】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减小。所以机械能的总量也减小。 故选C。 【变式4-3】2024年8月6日，在巴黎奥运会跳水项目女子10米跳台决赛中，中国选手全红婵获得金牌。如图所示，选手在加速下落过程中，下列有关选手的说法正确的是（    ） A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能不变，重力势能减小 D．动能增大，重力势能增大 【答案】B 【详解】选手在加速下落过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度减小，重力势能减小。故B正确，ACD错误。 故选B。 【变式4-4】如图所示，小亮在玩蹦蹦杆，杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的重力势能 ，弹簧的弹性势能 。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 【答案】 增大 减小 【详解】[1]小亮将蹦蹦杆中的弹簧向上弹起的过程中，小亮的质量不变，高度变大，因此重力势能增大。 [2]弹簧的弹性形变程度减小，因此弹性势能减小。 【变式4-5】如图所示，网球比赛中，选手用力击球，球拍因网线形变而具有了 能， 之后球拍把网球弹出的过程中弹性势能 （选填“增大”、“减小”或“不变”），此时网球 重力势能（选填“有”或“没有”）。 【答案】 弹性势 减小 有 【详解】[1]网球碰到球拍使球拍发生了弹性形变，球拍因网线形变而具有了弹性势能。 [2]变形的球网具有弹性势能，将球弹出的过程，球网的弹性势能转化为球的动能，所以球拍把网球弹出的过程中，弹性势能减小。 [3]在球拍把网球弹出的过程中，此时网球距地面有一定的高度，故网球具有重力势能。 【典例5】小雨和小明利用沙子、小桌、重物、透明的箱子进行实验探究。    （1）如图1所示，把小桌放在透明的沙箱中，让重物从高处落下，撞击小桌，观察桌腿陷入沙子的深度，探究重力势能的大小与哪些因素有关； ①实验探究的是 （选填“重物”或“小桌”）的重力势能。通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，能够对外做功越，说明它的重力势能越 ； ②要进一步探究重力势能与质量的关系，应换用 不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度； （2）把重物按图2所示方式分别放在小桌上，观察小桌陷入沙子的深度，探究压力作用效果与什么因素有关； ①在分析压力作用效果与压力大小的关系时，小雨选择甲、乙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越明显；小明选择甲、丙两次实验进行比较，得出结论：压力越大，压力作用效果越不明显，大家一致认为小明的实验结论是错误的，理由是 ； ②分析 两次实验可发现压力作用效果与受力面积有关。 【答案】 重物 大 质量 没有控制受力面积不变 乙、丙 【详解】（1）[1]①由题意可知，重物被举高，所以重物具有重力势能，实验探究的是重物的重力势能。 [2]通过实验，发现同一个重物从不同高度落下，高度越高，桌腿陷进沙子越深，说明它的重力势能越大。 [3]②要进一步探究重力势能与质量的关系，需要控制重物下落的高度不变，改变重物的质量，换用质量不同的重物，让它们从同一高度落下，观察桌腿陷入沙子的深度。 （2）[4]①甲、丙两次实验，没有控制受力面积不变，所以不能得出压力作用效果与压力大小的关系。 [5]②由乙、丙两次实验可知，压力大小相等，受力面积不同，压力作用效果不同，可以发现压力作用效果与受力面积有关。 【典例6】体育课上，同学们在老师的指导下进行篮球训练。小林同学发现篮球落地后会反弹，但反弹的高度却不同。篮球由静止开始下落时，反弹的高度与什么因素有关呢？小林与同学一起对这个问题进行了讨论，提出了如下猜想： 猜想1：球的反弹高度与地面材料有关； 猜想2：球的反弹高度与篮球型号有关； 猜想3：球的反弹高度与球下落高度有关； 同学们用两只充足气的#7（标准男子）、#6（标准女子）篮球及刻度尺，在水泥地面和木质地板上进行了实验。得到的实验数据如下表所示，请你参与到研究性学习小组中，一起完成下列问题。 实验序号 篮球型号 下落高度/cm 地面材料 反弹高度/cm 1 #6 120 木质 80 2 #7 120 木质 80 3 #7 水泥 90 4 #7 150 水泥 110 （1）为了验证猜想1，小林进行了表中序号为2、3的两组实验，则表中缺少的数据应为 。 （2）要验证猜想2，需要选用序号为 的两组数据进行分析。 （3）分析四次实验数据，得到的结论是：篮球反弹的高度与下落高度和 有关，与 无关。 （5）实验中采用的研究方法是 。 【答案】 120 1、2 地面材料及篮球型号 篮球的型号 控制变量法 【详解】（1）[1]为验证球的反弹高度与地面材料有关，要采用控制变量法控制下落高度和球的型号相同而地面材料不同，分析序号2和3可知，下落高度应都为。 （2）[2]要验证篮球反弹的高度可能与球的型号有关，要采用控制变量法控制下落高度和地面材料相同而球的型号不同，由表中实验数据可知，符合要求的实验序号为1、2。 （3）[3][4]分析序号1和2得出篮球反弹高度和球的型号无关，分析序号2和3得出篮球反弹高度和地面材料有关，分析序号3和4得出篮球反弹高度和下落高度有关，综合分析可知：篮球反弹的高度与地面材料和下落的高度有关，与篮球的型号无关。 （4）[5]本实验中球的反弹高度影响因素有多个，需要采用控制变量法分别对不同因素进行分析。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$