2025年中考物理一轮复习课件 第11讲 第2节 动能和势能机械能及其转化

能量 定义 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能 单位 能量的单位是焦耳，符号是J 功与能 量关系 一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大 动能 定义 物体由于运动而具有的能，叫做动能 影响 因素 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，它的动能越大 重力势能 定义 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能，叫做重力势能 影响 因素 物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大 弹性势能 定义 物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能 影响 因素 物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大　 【提示】(1)一般而言，规定物体在“水平地面”上的重力势能为零。(2)判断物体动能如何变化时，要考虑质量和速度两个因素，不能漏掉质量这个因素。 机械能 定义 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能 单位 焦耳，符号是J 转化 动能和势能可以相互转化，减小的能量转化为增大的能量 人造地球 卫星能量转化 从近地点→远地点：动能转化为重力势能 从远地点→近地点：重力势能转化为动能 机械能 守恒 如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和保持不变 【提示】判断机械能是否守恒可以用下面两种方法：(1)只有重力做功时，机械能守恒；若在动能和势能转化过程中，因受到摩擦力或各种阻力而使机械能转化为其他能，则机械能减少，或其他形式的能转化为机械能，则机械能增大；(2)在动能和势能转化过程中，通过机械能是否等于动能和势能的总和来判断机械能是否守恒。 RJ八上P18图1.2­5乙 命题点：机械能的变化 1.如图，我国空中加油机正在给歼­10战斗机加油。加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的动能______，重力势能________，机械能________(均选填“增大”“减小”或“不变”) 增大 增大 增大 RJ八下P69图11.3­6 命题点：机械能及其转化 2.如图所示，运动员在射箭比赛时总要把弓拉得很弯，其主要目的是增大___________，弓箭被射出的过程，弓弦的________能转化为弓箭的____能　 弹性势能 弹性势 动 RJ八下P71图11.4­2甲 HK八P209图10­44 命题点：机械能及其转化 3.如图所示，当滚摆自上而下运动时，主要将_______能转化为____能，其机械能_______ (选填“增大”“减小”或“不变”) 重力势 动 减小 RJ八下P71图11.4­2乙 命题点：机械能及其转化 4.如图所示为单摆在A、C间来回摆动的示意图，图中小球由A点运动到B点时是将_________能转化为____能，从B点运动到C点时是将____能转化为_________能 重力势 动 动 重力势 RJ八下P72图11.4­3 命题点：机械能及其转化、惯性 5.如图所示，小华把悬挂的铁锁拉近并紧贴自己的鼻子，稳定后松手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回，则铁锁下摆过程中，________能转化为___能；锁摆到最低点后继续上升，是因为_______；锁摆动的过程中，机械能总量______ (选填“增大”“减小”或“不变”) 重力势 动 惯性 减小 例1 (2022·河北中考)2022年5月14日，一架国产C919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞，经过三个多小时的飞行后安全降落，这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是 A．飞机在升空过程中，飞行员的重力势能逐渐增大 B．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞行员的动能一直保持不变 C．飞机从起飞到安全降落的整个过程中，飞机的机械能一直保持不变 D．飞机降落后，在水平跑道上滑行过程中，飞机的动能转化为重力势能 A 例2 (2022·仙桃中考)苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌。如图所示为运动员在空中运动的轨迹，图中a、c两处等高，若不计空气阻力，下列说法正确的是 A．运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B．运动员在a处和c处的重力势能相等 C．运动员在b处时的机械能最大 D．运动员从b处到d处速度逐渐减小 B 1．(2022·南宁二模)绿城南宁常利用洒水车洒水作业降温除尘，以此提升空气质量。洒水车在平直道路上匀速行驶并洒水作业的过程中，下列说法正确的是 A．动能不变，机械能不变 B．动能增加，机械能减少 C．动能减少，机械能增加 D．动能减少，机械能减少 D 2．(2022·荆州中考)打篮球是很多同学喜爱的运动项目，某次打篮球过程中，篮球的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是 A．篮球经过相同高度的B、C两点时，机械能相等 B．篮球第一次反弹后到达最高点D时，动能为零 C．篮球经过B、E两点时，动能可能相等 D．篮球在整个过程中机械能守恒 C 3．(2022·南宁青秀区二模)如图所示，用力F将小球压至D点(弹簧处于弹性限度内)，撤去力F后，小球从静止开始向上运动，C位置时小球所受弹力大小等于重力，B位置是弹簧自身长度的位置，A位置是小球到达的最高点。整个过程不计空气阻力，下列说法正确的是 A．在B位置，小球的动能最大 B．在A位置，小球的速度为零，处于平衡状态 C．从D到B位置过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小球的重力势能 D．从D到A位置过程中，小球受到的合力先减小再增大后不变 D 【方法技巧】 从隐含条件中判断高度、速度、质量、机械能的变化情况：(1)判断高度的变化：“上升”，高度变大；“下降、下滑”，高度变小；“近地点”，高度最小；“远地点”，高度最大。(2)判断速度的变化：“匀速”，速度不变；“加速”，速度变大；“减速、刹车”，速度变小。(3)判断质量的变化：“喷洒农药的无人机、洒水的洒水车”，质量变小。(4)判断机械能的变化：“光滑、忽略空气阻力”，机械能不变；“粗糙、克服摩擦做功”，机械能变小。 1．实验器材：质量______的钢球、木块、斜面等。 2．实验装置 不同 3．实验方法 (1)转换法：通过木块_________________来反映钢球动能的大小。 (2)控制变量法 ①探究动能的大小与速度的关系：让同一钢球从斜面的______________由静止释放，观察木块被推动的距离。 ②探究动能的大小与质量的关系：让质量不同的钢球从斜面的____________由静止释放，观察木块被推动的距离。 被推动的距离 不同高度 同一高度 4．实验结论：在物体的运动速度相同时，物体的质量越大，动能_______；在物体的质量相同时，物体的速度越大，动能_________。 5．交流与反思 (1)若水平面绝对光滑，木块将做_____________运动，无法比较被推动的距离，不能达到探究目的。 (2)木块最终停下来的原因：受到摩擦力的作用(阻力改变了木块的运动状态)。 (3)能量的转化：钢球从斜面顶端运动到底端的过程中，___________能转化为动能；从斜面底端直至停止的过程中，动能转化为______能。 越大 越大 匀速直线 重力势 内 例 如图甲是“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验装置图，其中mA＝mB<mC，hA＝hC>hB。 (1)实验中，探究的动能是指____ (填字母)。 A.小球在斜面上的动能 B．小球撞击木块时的动能 C．小球撞击木块后的动能 D．木块被小球撞击后的动能 B (2)使质量相同的小球从斜面上不同高度处自由滚下，是为了研究动能大小与______的关系。 (3)在做了“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验后，有些同学对“质量不同的小球从同一光滑斜面同一高度由静止开始滚下，刚到达底部时的速度大小相等”有疑惑，小明设计了如图乙所示的实验：让质量不同的小球A、C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C球相对于A球________ (选填“运动”或“静止”)，就可以说明任一时刻两球的速度大小相等。 速度 静止 【拓展】完成实验后，同学们还联想到以前学习牛顿第一定律时，也用到了斜面：让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下，在三个不同的表面上能滑行的距离不同(如下表)，小车在这三个表面上滑行的过程中克服摩擦力做功______ (选填“相等”或“不相等”)。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 较大 最小 小车运动距离 最近 较远 最远 相等 【补充设问】 (4)实验中，若使用的木块质量较大，为保证较好的实验效果，方法有多种，请说出你的一种方法：___________________________________________________。 (5)小球在水平面上不能立即停下来，是因为小球具有_______。木块最终会停下来的主要原因是________________________，在此过程中木块的_____能转化为____能。 增大小球下滑的高度(合理即可) 惯性 受到阻力的作用 动 内 1．(2022·玉林中考)如图所示，舰载机在“山东舰”航母上起飞，其在加速上升过程中 A．动能减小，重力势能增大 B．动能增大，重力势能减小 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，重力势能减小 C 2．(2022·北部湾中考)2022年5月31日，我国自主研制的大型两栖飞机——“鲲龙”AG600在广东珠海首飞成功。返航时，飞机在减速下降过程中 A．动能增大，重力势能减小 B．动能减小，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大 D．动能减小，机械能减小 D 3．(2022·百色中考)北京时间2022年6月5日10时44分，神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射。关于飞船在离地加速升空过程中能量的变化，下列说法正确的是 A．动能增大，势能增大，机械能增大 B．动能增大，势能不变，机械能增大 C．动能增大，势能减小，机械能不变 D．动能减小，势能增大，机械能不变 A 4．(2022·梧州中考)2022年6月5日，中国载人航天飞船神舟十四号发射成功。如图所示，飞船在空中加速上升时的能量转化情况是 A．飞船的动能转化为重力势能，动能减小 B．飞船的重力势能转化为动能，重力势能减小 C．燃料燃烧产生的内能转化为飞船的机械能 D．没有发生能量的转化，飞船的机械能不变 C 5．(2022·河池中考)如图所示是某实验小组探究动能的大小与什么因素有关的实验装置。实验中，用力将钢球推出，让钢球瞬间获得速度并向右运动，钢球跟弹簧碰撞后把弹簧压缩。 (1)本实验是通过观察________________________来比较钢球动能的大小。 (2)保持钢球的质量不变，推出钢球的速度越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与________有关。 弹簧被压缩的程度 速度 (3)换不同质量的钢球，以相同的速度推出，钢球的质量越大，弹簧被压缩的程度也越大。表明：物体的动能大小与______有关。 (4)本实验中用到的研究方法是__________________________________(填其中一种即可)。 质量 控制变量法(或转换法) 6．(2022·玉林中考)如图1所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验，将小钢球从高度为h的同一斜面上由静止开始滚下，推动同一木块在水平面上向前移动一段距离s后停下。先后完成甲、乙、丙所示的三组实验。 (1)小钢球在滚下斜面的过程中，其动能大小是通过________ (选填“高度h”或“距离s”)大小来反映的。 (2)分析比较甲和乙两组实验可得，物体质量相同时，速度越大，动能越______。 距离s 大 (3)分析比较_________两组实验可得，物体速度相同时，质量越大，动能越大。 (4)综合上述可知，如图2所示的交通标志牌是交通管理部门对不同车型设定不同的最高__________。 (5)在实验中，若增大水平面的粗糙程度，则木块移动的距离将________ (选填“增大”“减小” 甲、丙 速度 减小 $$