第12章 机械能【速记清单】-2024-2025学年八年级物理下册单元速记·巧练（教科版2024)

第十二章 机械能 01 思维导图 02 考点速记 【考点1 机械能】 1、 能量：能量是物体做功的本领，一个物体能对外做功，代表这个物体具有能量，能量的单位是 ，简称 ，符号为 。 2、 动能：物体由于 。一切运动的物体都具有动能，例如飞行的足球、行驶的汽车等。 3、 动能的影响因素：①物体的 ：物体 ，动能越大；②物体的 ：物体 ，动能越大。 4、 动能的计算公式（简单认识即可，初中不考察动能的计算）：。 5、 势能：物体由于位置或状态而具有的能量。势能分为两种主要类型： 和 。 6、 重力势能：受到重力的物体被举高而具有的能量（地球附近的物体受到竖直向下的重力作用，当物体在竖直方向运动时，重力对物体做功，从而改变物体的能量）。 7、 重力势能的影响因素：①物体的 ：物体 ，重力势能越大；②物体所在位置的 ：物体所处的位置 ，重力势能越大。 8、 弹性势能： （发生弹性形变的物体会产生弹力，产生的弹力可以对物体做功，说明发生弹性形变的物体具有能量）。 9、 弹性势能的影响因素：①发生弹性形变的物体本身材料；②物体的形变量（物体伸长或缩短的长度。 【考点2 机械能的转化】 1、 能量的转化：不同形式的能量之间相互转变，且过程中能量总量保持不变（能量守恒定律）。 2、 能量与做功的关系：物体对外做功时，自身能量 ；外界对物体做功时，物体能量 。 3、 重力势能的变化与重力做功的关系：当物体下落时，高度降低，重力对物体做功，重力势能 ，动能 ；物体上升时，高度升高，克服重力做功，重力势能 ，动能 。 4、 弹性势能的变化与弹力做功的关系：弹力做功时，弹性势能 ，动能 ：克服弹力做功时，弹性势能 ，动能 。 5、 机械能的转化：物体的动能和势能是可以相互转化的，在转化的过程中，一种形式的能量在减小，另一种形式的能量在增大。例如荡秋千时，从高处下降时，重力势能减小，动能在增大：同样动能和弹性势能也可以相互转化，被压缩的弹簧在释放后，弹性势能减小，动能在增大。 6、 机械能守恒：在只有 和 相互转化的情况下。动能和势能都在发生变化，但它们的总量不变，即机械能守恒。 【考点3 机械能与其他形式能量的相互转化】 1、 能量守恒：能量既不会 ，也不会 ，它只能从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而能量的总量保持不变。 2、 机械能与内能的转化：摩擦生热（机械能转化成内能）。例如：双手摩擦取暖：动能通过摩擦力做功转化为手的内能；刹车时轮胎发热：汽车的动能通过摩擦阻力转化为轮胎和地面的内能。内能转化成机械能。例如：水蒸气顶起壶盖：水蒸气的内能转化为壶盖的机械能（动能 + 重力势能）。 3、 水能和风能：自然界的流水和风都是具有大量 的天然资源。 4、 水能的利用：水磨/水碓：古代利用水流驱动水车，用于磨面、舂米、锯木等（机械能直接利用）；水力发电（最主要的利用方式）：通过水轮机将水体的机械能转化为电能再通过输电线送到用电地区。 5、 风能的利用：风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，属于清洁、可再生的机械能。人类利用风能的历史可追溯至古代的风车提水、风帆航海，现代则通过风力发电机将风能转化为电能，成为全球最重要的可再生能源之一。 03 素养提升 易错点辨析 机械能常考易错分析 易错一：动能和势能概念理解易错。 误认为质量大的物体动能一定大，忽略了速度的影响。比如，速度很小的大货车，其动能不一定比速度较大的小汽车大；对于重力势能，只考虑高度或质量，而不是两者同时考虑。例如，同样高度的一个铅球和一个乒乓球，铅球质量大，重力势能大；对弹性势能，没有认识到其与物体弹性形变的程度和材料等因素有关。不是形变越大，弹性势能就一定越大，还与物体本身的性质有关。 易错二：机械能转化过程分析易错。 只有在只有重力或弹力做功，其他力不做功或做功代数和为零的情况下，机械能才守恒。例如，滑雪运动员在雪地上滑行，若不考虑摩擦阻力，机械能守恒；但实际情况有摩擦，机械能会转化为内能，机械能不守恒；如单摆运动，在摆动过程中，动能和重力势能相互转化。从最高点到最低点，重力势能转化为动能；从最低点到最高点，动能转化为重力势能。但如果考虑空气阻力，机械能会逐渐减少，最终单摆会停止摆动。 易错三：结合实际问题计算机械能易错。 计算物体的机械能时，要考虑动能、重力势能和弹性势能。例如，一个弹簧连接的小球在竖直方向上振动，计算其机械能时，不仅要考虑小球的动能和重力势能，还要考虑弹簧的弹性势能。 错题纠正 【例题1】图甲是“探究阻力对物体运动的影响”的实验，图乙“探究动能大小与质量的关系”的实验，下列说法错误的是（　　）    A．甲实验中小车滑行的距离不同，但小车刚开始下滑时具有的机械能相等 B．乙实验中小球的质量应该不同，但小球到达水平面时初始速度需要相同 C．两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动是因为它们都具有惯性 D．两实验中斜面都可以用弹簧替代，实验时都需要将弹簧压缩相同长度 【例题2】如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 【例题3】如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动），根据图像，下列说法正确的是（　　） A．0~t0过程中速度一直变大 B．运动员重力大小为0.6F0 C．t0时刻运动员处于平衡状态 D．运动员在t0时刻的下落的高度比t1时刻下落的高度小 【例题4】为探究影响动能大小的因素，设计了如图甲、乙所示的实验方案。 (1)图甲探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小； (2)在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是___________； A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置 （选填“适合”或“不适合”） 体积不同的小球做实验； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验； 若用同一小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，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”） 的关系； ④小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 （选填“可行”或“不可行”） 的。 举一反三 【强化1】在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图甲、乙、丙所示的三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上静止在C点的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法中错误的是（　　）    A．由甲、丙两图可知，物体的动能大小与物体的质量大小有关 B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关 C．实验中所探究的“物体动能”是指小球的动能 D．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的 【强化2】学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处O点开始下落，OA等于弹性绳的自由长度，在B点小明所受弹力恰好等于重力（蹦极过程视为在竖直方向的运动），空气阻力忽略不计。下列判断正确的有（　　） A．从O点到A点再到B点过程中小明动能先增大后减少 B．从A点到B点再到C点过程中小明的机械能不变 C．从C点到B点再到A点过程中小明的动能先增大后减少 D．从C点到A点再到O点过程中弹性绳的弹性势能一直变小 【强化3】蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。下列描述正确的是（　　） A．弹性细绳原长为1.2m B．小球下落的最大高度为1.5m C．小球最终停在1.2m的位置 D．已知小球在下落过程中不计空气阻力，弹性细绳的最大弹性势能为30J 【强化4】如图是“探究影响动能大小因素”的装置，其中，，所用物块为木块。 （1）实验中研究对象 （填木块或小球）； （2）由甲、乙两次实验可得结论： （3）由甲、丙两次实验得出“物体动能的大小与质量有关”的结论，他得出这一结论的方法是 的（填“正确”或“错误”），理由是 ； （4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，发现小车在水平面运动的距离逐渐变远，小车在水平面运动的过程中，克服摩擦力做的功 （填“相等”或“不相等”），小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 P2（填“＞”或“＝”或“＜”）。 （5）实验后，同学们联想到在公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自有滚下的高度h/cm 木块被撞后运到的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 a.为了探究“超载”隐患时，应选择 序号的实验进行比较； b.分析表格中对应的数据可知： 对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 04 单元小结 一、考点考向 1、动能 考向：（1）动能的概念。 （2）动能的影响因素。 （3）动能的大小比较。 2、势能 考向：（1）重力势能与弹性势能的定义。 （2）重力势能与弹性势能的影响因素。 （3）重力势能与弹性势能的大小比较。 3、机械能 考向：（1）机械能的概念。 （2）判断物体机械能是否变化。 （3）机械能的大小比较。 4、机械能的转化 考向：（1）运动过程中物体的各种能量变化情况。 （2）机械能守恒条件。 （3）机械能与其他形式能量的转化。 （4）实际生活中的能量形式及其转化。 二、常考题型 （1）选择题：动能、势能、机械能的定义及大小比较，机械能是否守恒的判断，常见形式能量的相互转化。 （2）填空题：动能、重力势能、弹性势能的概念、影响因素、相互转化及机械能守恒条件的应用。 （3）实验题：探究动能的影响因素，探究重力势能、弹性势能的影响因素，物体运动过程中的机械能变化。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第十二章 机械能 01 思维导图 02 考点速记 【考点1 机械能】 1、 能量：能量是物体做功的本领，一个物体能对外做功，代表这个物体具有能量，能量的单位是焦耳，简称焦，符号为J。 2、 动能：物体由于运动而具有的能量。一切运动的物体都具有动能，例如飞行的足球、行驶的汽车等。 3、 动能的影响因素：①物体的质量（m）：物体质量越大，动能越大。；②物体的速度（v）：物体速度越大，动能越大。 4、 动能的计算公式（简单认识即可，初中不考察动能的计算）：。 5、 势能：物体由于位置或状态而具有的能量。势能分为两种主要类型：重力势能和弹性势能。 6、 重力势能：受到重力的物体被举高而具有的能量（地球附近的物体受到竖直向下的重力作用，当物体在竖直方向运动时，重力对物体做功，从而改变物体的能量）。 7、 重力势能的影响因素：①物体的质量（m）：物体质量越大，重力势能越大；②物体所在位置的高度（h）：物体所处的位置越高，重力势能越大。 8、 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量（发生弹性形变的物体会产生弹力，产生的弹力可以对物体做功，说明发生弹性形变的物体具有能量）。 9、 弹性势能的影响因素：①发生弹性形变的物体本身材料；②物体的形变量（物体伸长或缩短的长度。 【考点2 机械能的转化】 1、 能量的转化：不同形式的能量之间相互转变，且过程中能量总量保持不变（能量守恒定律）。 2、 能量与做功的关系：物体对外做功时，自身能量减少；外界对物体做功时，物体能量增加。 3、 重力势能的变化与重力做功的关系：当物体下落时，高度降低，重力对物体做功，重力势能减小，动能增大；物体上升时，高度升高，克服重力做功，重力势能增大，动能减小。 4、 弹性势能的变化与弹力做功的关系：弹力做功时，弹性势能减小，动能增大：克服弹力做功时，弹性势能增大，动能减小。 5、 机械能的转化：物体的动能和势能是可以相互转化的，在转化的过程中，一种形式的能量在减小，另一种形式的能量在增大。例如荡秋千时，从高处下降时，重力势能减小，动能在增大：同样动能和弹性势能也可以相互转化，被压缩的弹簧在释放后，弹性势能减小，动能在增大。 6、 机械能守恒：在只有动能和势能相互转化的情况下。动能和势能都在发生变化，但它们的总量不变，即机械能守恒。 【考点3 机械能与其他形式能量的相互转化】 1、 能量守恒：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能量的总量保持不变。 2、 机械能与内能的转化：摩擦生热（机械能转化成内能）。例如：双手摩擦取暖：动能通过摩擦力做功转化为手的内能；刹车时轮胎发热：汽车的动能通过摩擦阻力转化为轮胎和地面的内能。内能转化成机械能。例如：水蒸气顶起壶盖：水蒸气的内能转化为壶盖的机械能（动能 + 重力势能）。 3、 水能和风能：自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。 4、 水能的利用：水磨/水碓：古代利用水流驱动水车，用于磨面、舂米、锯木等（机械能直接利用）；水力发电（最主要的利用方式）：通过水轮机将水体的机械能转化为电能再通过输电线送到用电地区。 5、 风能的利用：风能是地球表面大量空气流动所产生的动能，属于清洁、可再生的机械能。人类利用风能的历史可追溯至古代的风车提水、风帆航海，现代则通过风力发电机将风能转化为电能，成为全球最重要的可再生能源之一。 03 素养提升 易错点辨析 机械能常考易错分析 易错一：动能和势能概念理解易错。 误认为质量大的物体动能一定大，忽略了速度的影响。比如，速度很小的大货车，其动能不一定比速度较大的小汽车大；对于重力势能，只考虑高度或质量，而不是两者同时考虑。例如，同样高度的一个铅球和一个乒乓球，铅球质量大，重力势能大；对弹性势能，没有认识到其与物体弹性形变的程度和材料等因素有关。不是形变越大，弹性势能就一定越大，还与物体本身的性质有关。 易错二：机械能转化过程分析易错。 只有在只有重力或弹力做功，其他力不做功或做功代数和为零的情况下，机械能才守恒。例如，滑雪运动员在雪地上滑行，若不考虑摩擦阻力，机械能守恒；但实际情况有摩擦，机械能会转化为内能，机械能不守恒；如单摆运动，在摆动过程中，动能和重力势能相互转化。从最高点到最低点，重力势能转化为动能；从最低点到最高点，动能转化为重力势能。但如果考虑空气阻力，机械能会逐渐减少，最终单摆会停止摆动。 易错三：结合实际问题计算机械能易错。 计算物体的机械能时，要考虑动能、重力势能和弹性势能。例如，一个弹簧连接的小球在竖直方向上振动，计算其机械能时，不仅要考虑小球的动能和重力势能，还要考虑弹簧的弹性势能。 错题纠正 【例题1】图甲是“探究阻力对物体运动的影响”的实验，图乙“探究动能大小与质量的关系”的实验，下列说法错误的是（　　）    A．甲实验中小车滑行的距离不同，但小车刚开始下滑时具有的机械能相等 B．乙实验中小球的质量应该不同，但小球到达水平面时初始速度需要相同 C．两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动是因为它们都具有惯性 D．两实验中斜面都可以用弹簧替代，实验时都需要将弹簧压缩相同长度 【答案】D 【详解】A．甲实验中相同的小车从相同的高度自由下滑，即小车开始下滑时具有的重力势能相同，所以小车刚开始下滑时具有的机械能相等，故A正确，不符合题意； B．乙实验中小球的质量不同，所以实验为了探究小球的动能与质量的关系，故应控制小球的初始速度相同，故B正确，不符合题意； C．由于惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，所以两实验中的小车和小球到达水平面能继续运动，由于它们都具有惯性，故C正确，不符合题意； D．实验时将弹簧压缩相同长度，弹簧的弹性势能相同，转化为小球的动能大小相同，当小球的质量不同时，小球的速度也不同，所以不能用控制变量法探究小球的动能影响因素，故D错误，符合题意。 故选D。 【例题2】如图所示，小球以某速度从M点开始沿粗糙轨道MOP运动，经P点离开轨道，上升至最高点N，又下落经过Q点，N位于P、Q之间，O、P、Q处在同一水平高度。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．小球经过O、P两点时动能相等 B．小球到达最高点N时速度一定为零 C．小球到达的最高点N不可能高于M点 D．小球经过N点时的机械能等于经过Q点时的机械能 【答案】D 【详解】A．由于球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，因此球到达P点的机械能一定小于在O点的机械能，O、P处在同一水平高度，球的重力势能相等，则球在P点的动能一定小于在O点的动能，故A错误； B．球以某速度从M点沿粗糙轨道开始运动，球在M点既有动能又有重力势能，球上升至最高点N时，仍水平方向飞行，也既有动能又有重力势能，则在N点的速度不为0，故B错误； C．球在轨道上运动过程中要克服摩擦阻力做功，有部分机械能转化为内能，球在N点的机械能一定小于在M点的机械能，但由于球在M、N点的动能大小不确定，因此球在M、N两点的重力势能大小也不确定，即N点重力势能有可能比M点重力势能大，则最高点N与M点对比，N点可能M高，故C错误； D．忽略空气阻力，球从N点到Q点机械能守恒，因此球在N点的机械能等于Q点的机械能，故D正确。 故选D。 【例题3】如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动），根据图像，下列说法正确的是（　　） A．0~t0过程中速度一直变大 B．运动员重力大小为0.6F0 C．t0时刻运动员处于平衡状态 D．运动员在t0时刻的下落的高度比t1时刻下落的高度小 【答案】B 【详解】A．t0时刻绳子的弹力最大，说明伸长最长，处于最低点，因而0~t0过程中，先是人自由下落，速度逐渐变大，一直增加到重力等于拉力，当拉力大于重力后，合力方向向上，运动方向与合力方向相反，速度减小，所以速度先变大后变小，故A错误； B．当运动员静止时，重力等于拉力，由图乙可知，最后运动员受到的拉力为F0，即重力大小为F0=0.6F0，故B正确； C．t0时刻，拉力最大，且拉力大于重力，所以此时刻运动员处于非平衡状态，故C错误； D．运动员做蹦极运动过程中，人的机械能与弹性绳子的弹性势能相互转化，重力势能转换为弹性势能，弹性势能大，重力势能小，运动员在t0时刻的重力势能比t1时刻的重力势能小，即运动员在t0时刻的下落的高度比t1时刻下落的高度大，故D错误。 故选B。 【例题4】为探究影响动能大小的因素，设计了如图甲、乙所示的实验方案。 (1)图甲探究的是动能与 的关系，实验中通过 来比较小球动能的大小； (2)在完成甲实验的第二步操作时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的第二步操作应采取的方法是___________； A．适当降低钢球的高度 B．换用一个较重的木块 (3)实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： ①小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，你认为小明的实验方案是否合理 （选填“合理”或“不合理”）； ②小虎利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置 （选填“适合”或“不适合”） 体积不同的小球做实验； ③小刚设计了丁图所示的装置进行实验； 若用同一小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，可以研究小球的动能大小与 （选填“质量”、“速度”或“质量和速度”） 的关系； ④小明认为还可以通过甲、乙两图探究物体重力势能的影响因素，他的设想是 （选填“可行”或“不可行”） 的。 【答案】(1) 速度 木块移动的距离 (2)A (3) 合理 不适合 速度 可行 【详解】（1）[1]图甲中，质量相同的钢球从斜面的不同高度静止释放，到达水平面时的速度不同，所以探究的是动能与物体运动速度的关系。 [2]钢球具有的动能不同，对木块做功不同，木块移动的距离不同，所以实验中通过木块移动的距离来比较小球动能的大小。 （2）图甲实验的第二步操作，钢球在斜面上静止释放的高度更高，到达水平的速度更大，具有的动能更大，对木块做功更大，木块移动的距离更远，为了使木块不滑出木板，可适当降低钢球的高度，让钢球的动能减小。据控制变量法，不能换用另一个木块，故A符合题意，B不符合题意。 故选A。 （3）[1]可以撤走木块并使用足够长的木板，记录小球在相同表面上滑行直到静止的距离，此时压力和接触面的粗糙程度相同，摩擦力相同，通过滑行距离显示动能大小是合理的。 [2]利用图丙装置做“探究动能与质量关系”实验，通过观察小球撞击上端固定的相同塑料软片，通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。此装置不适合体积不同的小球做实验，原因是不同体积小球撞击时，使得塑料片的形变不同，动能转化为每个塑料片的弹性势能不同，不能通过比较撞击的软片数目来比较小球的动能大小。 [3]用同一小球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击的动能由弹簧的弹性势能转化而来，而弹簧的弹性势能的大小与形变程度有关，故弹簧的弹性势能不相同，小球与弹簧分开后获得的初速度不同，而小球的质量相同，故可以研究小球的动能大小与速度的关系。 [4]重力势能的大小与质量和高度有关，小球的质量相同，滚下的高度不同，具有的重力势能就不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，相同高度时，质量不同，具有的重力势能不同，实验过程小球的重力势能转化为动能，故该所以方案可行。 举一反三 【强化1】在“探究物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图甲、乙、丙所示的三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与水平面上静止在C点的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止。下列说法中错误的是（　　）    A．由甲、丙两图可知，物体的动能大小与物体的质量大小有关 B．由甲、乙两图可知物体动能的大小与物体的速度无关 C．实验中所探究的“物体动能”是指小球的动能 D．此实验中物体动能的大小是通过纸盒移动的距离来表示的 【答案】B 【详解】A．甲、丙两图中，让质量不同的小球从相同高度自由下滑，是控制小球的速度相同来探究动能大小与质量的关系，由甲、丙两图实验现象可得出结论：速度相同时，质量越大，物体具有的动能就越大，故A正确，不符合题意； B．甲、乙两次实验，小球的质量相同，乙滚下的高度大于甲滚下的高度，乙将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得：质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大，故B错误，符合题意； CD．在物理学中，能够做功的多少表示物体具有能量的大小，实验中小球能够做功体现在推动小纸盒运动，推动纸盒移动的距离越远，说明小球能够做的功越多，小球具有的动能就越大，所以通过观察小纸盒被推动的距离的大小，可以判断小球动能的大小，故CD正确，不符合题意。 故选B。 【强化2】学校组织到游乐园秋游，小明玩了蹦极项目，如图所示，他从高处O点开始下落，OA等于弹性绳的自由长度，在B点小明所受弹力恰好等于重力（蹦极过程视为在竖直方向的运动），空气阻力忽略不计。下列判断正确的有（　　） A．从O点到A点再到B点过程中小明动能先增大后减少 B．从A点到B点再到C点过程中小明的机械能不变 C．从C点到B点再到A点过程中小明的动能先增大后减少 D．从C点到A点再到O点过程中弹性绳的弹性势能一直变小 【答案】C 【详解】A．从O点到A点再到B点过程中，重力一直大于弹力，所以小明一直做加速运动，动能一直增大，故A错误； B．从A点到B点再到C点的过程，OA等于弹性绳的自由长度，虽然空气阻力不计，但是绳子的弹性形变程度增大，其弹性势能增大，绳子的弹性势能是由小明的机械能转化来的，所以小明的机械能减小，故B错误； C．从C点到B点，向上的弹力大于重力，所以小明向上做加速运动，从B再到A点过程中向上的弹力小于向下的重力，所以动能先增大后减小，故C正确； D．OA等于弹性绳的自由长度，所以从C点到A点绳子的弹性势能一直减小，A点弹性势能已变为零，从A点到O点弹性势能一直为0，故D错误。 故选C。 【强化3】蹦极运动简化后与下列情景相似：如图甲所示，弹性细绳的一端固定在O点，另一端系着一个小球，小球从O点释放后上下往复运动。由于空气阻力作用，最终会停在O点下方的某个位置。已知小球速度v与下落高度h的关系如图乙所示，细绳拉力F与下落高度h的关系如图丙所示。下列描述正确的是（　　） A．弹性细绳原长为1.2m B．小球下落的最大高度为1.5m C．小球最终停在1.2m的位置 D．已知小球在下落过程中不计空气阻力，弹性细绳的最大弹性势能为30J 【答案】A 【详解】A．由图丙知，当弹性绳的长度等于1.2m时拉力为零，因此弹性细绳原长为1.2m，故A正确； B．由图乙知小球下落的最大高度为2.4m，故B错误； C．由图丙知，由图像知图像为一次函数图像，设解析式为 把（1.2，0）、（2.0，8）代入解析式得 故解析式为 因为小球在下落的过程中先做加速运动，当拉力等于重力时，合力为零，速度达到最大，然后做减速运动。由图乙可知，故当下落高度为1.5m时，速度最大，此时拉力等于重力，当时，代入解析式可得 故小球的重力 小球最终停止时，处于平衡状态，受平衡力，即拉力等于重力，故小球最终停在的位置，故C错误； D．因为不计空气阻力，小球的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，在小球在最低点时，弹性细绳的弹性势能最大，所以弹性细绳的最大弹性势能为 故D错误。 故选A。 【强化4】如图是“探究影响动能大小因素”的装置，其中，，所用物块为木块。 （1）实验中研究对象 （填木块或小球）； （2）由甲、乙两次实验可得结论： （3）由甲、丙两次实验得出“物体动能的大小与质量有关”的结论，他得出这一结论的方法是 的（填“正确”或“错误”），理由是 ； （4）小明由此实验还联想到探究牛顿第一定律的实验，让同一小车沿同一斜面的同一高度由静止开始向下运动，到达毛巾、棉布、玻璃三种不同水平面上继续向前运动直到停止，发现小车在水平面运动的距离逐渐变远，小车在水平面运动的过程中，克服摩擦力做的功 （填“相等”或“不相等”），小车在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，则P1 P2（填“＞”或“＝”或“＜”）。 （5）实验后，同学们联想到在公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大，于是利用上述器材进行了实验测定，得到的数据如下表。 实验序号 小球的质量m/g 小球自有滚下的高度h/cm 木块被撞后运到的距离s/m 1 30 10 4 2 30 20 16 3 60 20 32 a.为了探究“超载”隐患时，应选择 序号的实验进行比较； b.分析表格中对应的数据可知： 对物体的动能影响更大，即当发生交通事故时，由此造成的危害更严重。 【答案】 小球 物体质量相同时，速度越大，动能越大 错误 没有控制小球的速度相同 相等 ＜ 2、3 速度 【详解】（1）[1]探究小球的动能，即小球撞击木块时的动能的大小，所以，实验中研究对象是小球。 （2）[2]分析比较甲和乙两组实验可得，物体的质量相同，而下滑的高度不同，乙图中下滑的高度大，运动到水平面时速度大，推动木块滑行的距离大，故物体质量相同时，速度越大，动能越大。 （3）[3][4]探究物体动能的大小与质量有关时，需要控制小球的速度相同，质量不同；而甲、丙两次实验中，小球的质量不同，滚下的高度不同，没有控制速度不同，所以是错误的。 （4）[5]物体克服摩擦力做功的能量来自物体的动能，而动能一开始是相等的，最终物体停下来，动能为零，因此说明，小球无论在什么样的水平面上，克服摩擦力做的功是相等的。 [6]小球在玻璃、毛巾表面克服阻力做功的功率分别是P1、P2，接触面越光滑，小车的运动距离越远，运动时间越长，由于克服摩擦所做的功相同，由 知道，则 P1＜P2 （5）[7]研究超载隐患时，应控制小球下滑的高度相同而质量不同，由表中实验数据可知，应选择2、3所示实验进行比较。 [8]由表中实验数据知道，小球速度比质量增大相同倍数情况下，木块被推动的距离变化更大，所以，在同等条件下超速带来的安全隐患更大一些。 04 单元小结 一、考点考向 1、动能 考向：（1）动能的概念。 （2）动能的影响因素。 （3）动能的大小比较。 2、势能 考向：（1）重力势能与弹性势能的定义。 （2）重力势能与弹性势能的影响因素。 （3）重力势能与弹性势能的大小比较。 3、机械能 考向：（1）机械能的概念。 （2）判断物体机械能是否变化。 （3）机械能的大小比较。 4、机械能的转化 考向：（1）运动过程中物体的各种能量变化情况。 （2）机械能守恒条件。 （3）机械能与其他形式能量的转化。 （4）实际生活中的能量形式及其转化。 二、常考题型 （1）选择题：动能、势能、机械能的定义及大小比较，机械能是否守恒的判断，常见形式能量的相互转化。 （2）填空题：动能、重力势能、弹性势能的概念、影响因素、相互转化及机械能守恒条件的应用。 （3）实验题：探究动能的影响因素，探究重力势能、弹性势能的影响因素，物体运动过程中的机械能变化。 1 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