11.3动能和势能讲义 2024-2025学年人教版物理八年级下册

第十一章 功和机械能 11.3 动能和势能 【学以致用】 1.A 解析：A选项：根据能的定义，一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 ，该选项正确。B选项：挂在树枝上的苹果，虽然没有做功，但它具有重力势能（有质量且相对地面有一定高度），所以是具有能的，该选项错误。C选项：物体具有能是指它具有做功的本领，而不是已做过的功越多就具有能越多 ，已做过的功多不代表它今后做功的本领大，该选项错误。D选项：静止的物体也可能具有能，比如放在高处静止的物体具有重力势能，该选项错误。 【基础知识·过关检测】 1.C 解析：火箭加速升空，速度增大，动能增加；高度升高，重力势能增加。 2.D 解析：主减速段，发动机做功，机械能改变；悬停段，受重力和发动机推力等力作用；着陆后，质量不变，惯性不变；“大脚”增大受力面积，减小对月面压强。 3.D 解析：战机加速升空，速度增大，动能增大；高度升高，重力势能增大。 4.A 解析：以实心球为参照物，地面相对实心球位置变化，是运动的；实心球运动中受重力和空气阻力，运动状态改变；最高点时受力不平衡；下降过程高度降低，重力势能减小。 5.A 解析：乒乓球被击出轨迹改变，体现力改变运动状态；球拍击球和球击球作用力是相互作用力；乒乓球从高处下落，速度变大，动能增大；若受力全部消失，乒乓球做匀速直线运动。 6.A 解析：飞机水平匀速飞行洒农药，速度不变，质量减小，动能减小；高度不变，质量减小，势能减小。 7.B 解析：物块匀速直线运动，速度不变质量不变，动能不变，B图符合；A图路程应随时间增加；物块上升高度增加重力势能增加，C图不符；机械能等于动能加势能，动能不变势能增加机械能增加，D图不符。 8.D 解析：腾空而起是动能转化为重力势能；减速下降重力势能减小；水平匀速飞行，速度不变、质量不变，动能不变；加速滑行机械能增大。 9.A 解析：A到B，橡皮筋无弹力，小球重力势能转化为动能；B点橡皮筋无弹力，只受重力；B到C，先重力大于弹力加速，后弹力大于重力减速；B点只受重力，非平衡力。 10.A 解析A到B，重力势能转化为动能；空中最高点C水平有速度，动能不为零；C到D，克服摩擦力做功，机械能减小；惯性是属性，不能说“受到惯性作用”。 10. 增大；增大 解析：火箭加速，飞船速度增大、高度增大，动能和重力势能增大。 11. 小于；小于 解析：质量影响动能，小明质量小，动能小；摩擦力与压力有关，小明乘坐轮胎压力小，摩擦力小。 12.（1）小球；速度（或质量）；木块移动的距离（2）放回原来位置（3）速度（4）＜ （5）错误；没有控制弹簧的压缩量相同，无法保证铁球撞击木块时的速度不同是唯一变量 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十一章 功和机械能 11.3 动能和势能 ★学习目标 1.知道能量和动能的概念； 2.知道什么是重力势能和弹性势能； 3.理解影响物体动能大小的因素； 4.理解影响物体重力势能大小的因素； 5.知道影响弹性势能大小的因素； 6.会利用机械能概念分析生活中的现象。 一、能量和动能 物体能够对外做功，物体就具有能量，简称为“能”。 能量单位与功的单位相同，是“焦耳”，简称“焦”，符合是“J”。 运动的物体能对外做功，运动物体具有能量（飞行的子弹）； 高处的物体能对外做功，高处物体具有能量（流下的水）； 旋转的物体能对外做功，旋转物体具有能量（旋转的砂轮）。 动能：物体由于运动而具有的能量。 二、探究物体的动能跟哪些因素有关 实验探究：物体动能和哪些因素有关 物体动能和物体运动有关，我们可以从运动物体的做功多少判断动能大小。 实验设计：如图，让小车从下面上自由滑下，碰撞水平面上的物体，物体向前滑动距离越远，小车对物体做的功就越多，小车具有的动能就越大。 实验步骤： ①让不同质量的小车A从斜面同一高度自由滑下，它们到达水平面速度相同，观察小车把物体B推出的距离，数据计入表格；并重复三次。 ②让同一小车A从斜面不同高度自由滑下，它们到达水平面速度不同，观察小车把物体B推出的距离，数据计入表格；并重复三次。 实验结果表明：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。 为什么要对机动车的行驶速度进行限制？为什么在同样的道路， 对不同的车型限制的车速不一样？ 同一物体，速度越大，动能越大，危险性越大。 车型不同，车的质量大小就不同。 如果车的速度相同，质量越大，动能就越大，危险性就越大。 四、势能 1.物体具有的能量与动能不同； 2.甲图是由于“夯( hānɡ)”被举高而具有的能量，“夯”离开地面越高，能量越大； 3.乙图是由于“弓”被拉开（发生形变）而具有的能量，“弓”被拉开越厉害，能量越大。 甲图中，夯离开地面所具有的能量叫重力势能； 乙图中，弓由于发生形变所具有的能量叫弹性势能。 重力势能：物体由于被举高而具有的能量。 弹性势能：物体由于发生形变而具有的能量。 重力势能与弹性势能统称为势能。 四、重力势能的大小 观察与实验：重力势能大小与哪些因素有关 猜 想：1.重力势能的大小跟物体被举高度有关； 2.重力势能的大小跟物体的质量有关。 实验思路：把小桌放在透明的沙箱中，重物落下通过观察小桌腿陷入沙箱的深度确定重力势能大小。 实验步骤：一、观察同一重物从不同高度落下小桌腿陷入深度，并记录实验结果； 二、换用不同质量的重物，让它从同一高度落下，观察并记录结果。 实验结论：1.质量相同时，物体被举得越高，重力势能越大； 2.高度相同时，物体的质量越大，重力势能越大。 重力势能与物体质量和高度有关。 五、弹性势能的大小 弹性势能大小：如图 1.撑杆跳高运动员起跳时，撑杆弯曲程度越大，运动员腾空的越高； 2.射箭运动员，弓拉得越弯，箭射得越远。 物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能就越大。 【学以致用】 1.下列关于能的叙述中,正确的是(　　)。 A.一个物体能够做功,我们就说这个物体具有能； B.挂在树枝上的苹果,没有做功,所以没有能； C.一个物体已做过的功越多,说明这个物体具有的能越多； D.运动的物体具有能,静止的物体没有能 【基础知识•过关检测】 1.(2024·四川乐山·中考真题）2024年5月3日17时27分，嫦娥六号探测器由长征五号遥八运载火箭在文昌航天发射场成功发射。如图所示，在火箭加速升空的过程中，嫦娥六号探测器的（　 ） A．动能不变，重力势能不变 B．动能增加，重力势能不变 C．动能增加，重力势能增加 D．动能不变，重力势能增加 2.(2024·陕西·中考真题）2024年6月2日，“嫦娥六号”着陆器和上升器的组合体（简称着上组合体）平稳软着陆月背南极。如图，是着上组合体通过调节发动机推力进行落月操作的画面。落月过程大致分为主减速段、悬停段和缓速下降段等几个阶段。下列说法正确的是（   ） A．在主减速段，着上组合体的机械能不变 B．在悬停段，着上组合体不受力的作用 C．平稳软着陆后，着上组合体的惯性消失 D．着上组合体的四只“大脚”可减小对月球表面的压强 3.(2024·四川广元·中考真题）2024年5月23日至24日，东部战区在我国台湾省周边开展“联合利剑—2024A”军事演习，震慑台独分裂势力，坚决捍卫国家主权和领土完整。参加演习的某架战机加速升空过程中，若不考虑燃油消耗引起的质量变化，则该战机（　　） A．动能减少，重力势能减少 B．动能减少，重力势能增大 C．动能增大，重力势能减少 D．动能增大，重力势能增大 4.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题）抛实心球是初中学生体育测试的项目之一，小刚在测试时将实心球抛出后，实心球运动的轨迹如图所示。则下列说法正确的是（　　） A．以运动中的实心球为参照物，地面是运动的 B．实心球在运动的过程中，运动状态保持不变 C．实心球运动到最高点时，受到平衡力的作用 D．实心球在下降的过程中，重力势能是增大的 5.(2024·青海西宁·中考真题)我国自主研制的智能乒乓球机器人，能通过图像传感装置综合分析运动员的各项技术，并针对性地变换发球、回球等操作，以提高运动员的技术水平。下列说法正确的是（  ） A．乒乓球被击出后，运动轨迹发生改变，说明力是改变物体运动状态的原因 B．球拍对乒乓球的作用力和乒乓球对球拍的作用力是一对平衡力 C．乒乓球被击出后，从高处下落的过程中动能不变，重力势能增大 D．乒乓球被击出后，若所受的力全部消失，它一定保持静止状态 6.(2021·甘肃兰州·中考真题)飞机在林场上空某一高度喷洒农药时，水平匀速飞行，关于飞机的动能和势能变化下列说法中正确的是（　　） A．动能减少，势能减少 B．动能减少，势能增加 C．动能增加，势能减少 D．动能不变，势能不变 7.(2021·浙江衢( qú)州·中考真题)如图所示，物块在拉力F的作用下沿斜面向上做匀速直线运动。物块的相关科学量随时间变化规律的图像正确的是（　　） A．B．C．D． 8.(2023·湖南湘西·竞赛)如图所示，我国自主研制的“鲲龙”AG600M大型水陆两栖飞机，在水面加速滑行后，腾空而起，沿水平方向匀速飞行一段时间后减速下降。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．飞机减速下降的过程中，其重力势能增加 C．飞机沿水平方向匀速飞行时，其动能不变 D．飞机在水面加速滑行时，机械能不变 9.(2024·辽宁锦州·阶段练习)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球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，小球从A点自由释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力，正确的是（　　） A．小球从A点下落到B点的过程中，重力势能转化为动能 B．小球从A点下落到B点的过程中，受到重力和弹力的作用 C．小球从B点下落到C点的过程中，速度一直减小 D．小球在B点时受到平衡力的作用 10.(2022·内蒙古包头·三模)冬奥会自由式滑雪比赛中，某选手的运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列对选手的描述正确的是（　　） A．从A下滑到B点过程中，减小的重力势能全部转化为动能 B．跃起到空中最高点C时，动能为零 C．从C下落到D点过程中，机械能保持不变 D．从D点落下，能继续前行到E，是因为该运动员受到惯性的作用 10.(2024·黑龙江牡丹江·中考真题）2024年4月25日晚，长征二号F遥十八运载火箭载着带有三名航天员的神舟十八号飞船点火升空。在火箭推动飞船加速升空的过程中，飞船的动能___________，重力势能_________。（选填“增大”“减小”或“不变”） 11.(2024·山东威海·中考真题)小明和爸爸在体验轮胎滑雪项目时，平躺在相同规格的轮胎上先后从同一滑道的最高处由静止滑下，小明的质量比爸爸小。当两人都刚滑到水平面时，小明的动能______爸爸的动能（下滑过程不计空气阻力及轮胎与滑道之间的摩擦）：在水平减速带滑行时，小明、爸爸乘坐的轮胎受到的摩擦力分别为f1、f2，则f1______f2。（两空均选填“小于”“等于”“大于”） 12.(2024·江苏泰州·阶段练习)如图所示是小华探究“动能大小与哪些因素有关”的实验，请补全下面实验过程。 (1)本实验探究的是______（选填“木块”或“小球”）的动能与______的关系，实验中是通过观察______来比较动能大小的； (2)第一次实验的情景如图甲所示，在进行第二次实验前，应先将撞出的木块______； (3)若操作正确，第二次实验木块最终的位置如图乙所示，则此实验的结论是：当______相同时，质量越大，动能越大； (4)在两次实验中木块移动时克服摩擦力做的功分别为W甲、W乙，则W甲______W乙（选填“>”、“=”或“<”）； (5)小华将实验装置改进成图丙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较，来研究铁球动能大小与速度的关系，你认为这个设计方案是______（选填“正确”或“错误”）的，若你认为错误，请说明理由；若你认为正确，请说出通过探究得出的正确结论，____________________。 学科网（北京）股份有限公司 $$