第12章 机械能（复习课件）物理新教材教科版八年级下册

章末复习课件 八年级物理下册 •教科版 第十二章——机械能 体系架构 1 机械能 定义 动能 定义 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，一个物体可以既有动能又有势能。 物体由于运动而具有的能量叫做动能 影响因素 当质量一定时，速度越大，动能越大 在速度一定时，质量越大，动能越大 物体的越大，越大，其动能就越大 势能 重力势能 定义 物体由于处于某一高度而具有的能 影响因素 质量一定时，高度越高，重力势能越大 高度一定时，质量越大，重力势能越大 物体的越大，所处的越大，其重力势能就越大 弹性势能 定义 影响因素 物体由于发生弹性形变而具有的势能叫做弹性势能 同一弹性物体在一定范围内形变越大，具有的弹性势能就越多 机械能的转化 动能和势能的转化 机械能同其他形式能量的相互转化 水能和风能 水能的利用 速度、质量 高度、质量 在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的 风能的利用 动能和势能 能 单位 J 物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。 基础知识过关 2 动能与势能 机械能及其转化 水能和风能 1 2 3 基础知识过关 2 一、动能与势能 1.能量 ①概念：物体能够________，我们就说这个物体具有能量，简称能。 能量的实质 做功含义 对外做功 ②单位：焦耳（J） ③对能量的理解： 能量转化或转移的过程 物体做功本领的物理量 物体能够做的功越多，表示这个物体所具有的能量越大。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】下列关于能量的叙述，错误的是（　　） A.运动的物体具有能量，静止的物体没有能量 B.一个物体能对另一个物体做功，表明这个物体具有能量 C.物体具有的能量越大，它能对其它物体做的功就越多 D.能量和功的单位都是焦耳 解析： A、一切物体都具有内能，与物体运动状态无关，则运动的物体具有能量，静止的物体也有能量，故A错误； B、由能量的概念可知，一个物体能对另一个物体做功，表明这个物体具有能量，故B正确； C、物体具有的能量越大，它能对其它物体做的功就越多，故C正确； D、在国际单位制中，能量和功的单位都是焦耳，故D正确。 故选：A。 A 基础知识过关 2 2.动能 ①定义：物体________而具有的能量，叫做动能。 由于运动 一切运动的物体都具有动能。 ②影响物体动能大小的因素： 物体动能的大小跟_____、_____有关。 质量相同的物体，运动的速度越____，它的动能越____； 运动速度相同的物体，质量越____，它的动能也越____。 质量 速度 快 大 大 大 基础知识过关 2 知识点拨 【例】下列物体中，具有动能的是（　　） A．停在站台上的火车 B．风驰电掣的过山车 C．静止在地面上的足球 D．腾空而起的长征火箭 解析： A、停在站台上的火车，处于静止状态，不具有动能，故A错误； B、风驰电掣的过山车，处于运动状态，具有动能，故B正确； C、静止在地面上的足球，处于静止状态，不具有动能，故C错误； D、腾空而起的长征火箭，处于运动状态，具有动能，故D正确。 故选：BD。 BD 基础知识过关 2 知识点拨 【例】一个抛出去的篮球动能约40J，行走的小牛动能也约为40J，对此有如下几种议论， 其中正确的是（　　） A．小牛的质量比篮球大，但动能相等，说明动能与质量无关 B．因为小牛和篮球动能相等，所以小牛的速度和篮球的速度也相等 C．动能与质量和速度都有关，小牛的质量比篮球大，但速度比篮球小，所以动能差不多大 D．题目有问题，因为小牛的质量比篮球大得多，所以它们的动能不可能相等。 解析： A、影响动能的因素有质量和速度：在速度一定时，质量越大，动能越大；在质量一定时，速度越大，动能越大，小牛的质量比篮球大，但速度比篮球小，所以动能差不多大。 故选：C。 C 基础知识过关 2 ③实验：探究动能大小的影响因素 【实验方法】 控制变量法： 实验中通过换用不同质量的钢球改变质量，让同一钢球从不同高度处释放下来改变速度。 转化法： 钢球动能的大小由木块被推动的距离来反映，木块被推动得越远，说明钢球的动能越大。 h s 【实验器材】 小车、木块、斜面、砝码等。 基础知识过关 2 【实验过程】 探究动能大小与速度的关系 　　让同一个钢球从斜面的不同高度处由静止开始释放，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近如图甲，乙所示关系。 探究动能大小与质量的关系 　　换用质量不同的钢球，从斜面的相同高度处由静止开始释放，比较两次木块被推动距离的远近，如图丙，丁所示关系。 基础知识过关 2 物体动能的大小跟速度、质量有关，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。 【归纳总结】 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图是“探究影响物体动能的大小因素”实验装置。 ①该实验研究对象是_____，研究方法是___________和_______。 ②甲图两次实验是探究物体动能的大小与_______的关系，实验得到结论可解释汽车 因_______（选填“超速”或“超载”）带来的危害。 控制变量法 小车 转换法 速度 超速 基础知识过关 2 知识点拨 ③乙图两次实验是为探究物体动能的大小与质量的关系，但需要改进 的操作是______________________。 ④如水平木板表面绝对光滑且足够长，甲图装置能否完成实验探究？ ______________________________________________________________________________________________。 不能，若木板表面光滑且足够长，则木块被撞击后做匀速直线运动，不能通过距离的大小来判定动能的大小 从同一高度静止释放小车 解析： ①本实验研究的是小车，该实验利用了控制变量法和转换法； ②由于让小车从斜面的不同高度由静止开始下滑，则小车到达水平面时的速度不同，因此探究的是小车的动能与速度的关系；分析比较甲和丙两次实验可知，小球的高度相同，速度相同，质量不同，质量越大，撞击木块的距离越远，即动能越大；故探究出的结论是：速度相同的物体，质量越大，则动能越大；这个结论可用并解释汽车超载带来的危害； ③探究物体动能大小与质量的关系，需要改进的步骤是从同一高度静止释放小车； ④若木板表面光滑且足够长，则木块被撞击后做匀速直线运动，不能通过距离的大小来判定动能的大小。 基础知识过关 2 3.重力势能 ①定义：在地球表面附近，物体由于受到重力并处在________时所具有的能，叫做重力势能。 一定高度 ②影响物体动能大小的因素： 物体动能的大小跟_____、_____有关。 质量相同的物体，位置越____，它的重力势能越____； 位置相同的物体，质量越____，它的重力势能越____。 质量 高度 高 大 大 大 基础知识过关 2 知识点拨 【例】现代城市的高层建筑越来越多，但高空抛物却存在着巨大的安全隐患，因为高处的物体具有较大的（　　） A.重力势能 B.弹性势能 C.体积 D.动能 解析： 由题意可知，高空抛物现象只所以会造成危害，是因为物体被举高后具有了重力势能，而且物体的质量越大、高度越高，重力势能越大，下落到地面能做的功越多，因此高空抛物会造成很大的危害，故BCD错误，A正确。 故选：A。 A 基础知识过关 2 知识点拨 【例】中国空军最新官宣的运油20以其独特的加油技术领先全球，可携带超过一百吨燃料，同时为多架战机加油。加油机正在给匀速水平飞行的国产歼16战斗机加油，关于加油过程中战斗机的机械能，下列说法正确的是（　　） A.动能不变，重力势能不变 B.动能不变，重力势能增大 C.动能增大，重力势能不变 D.动能增大，重力势能增大 解析： 物体的重力势能取决于物体的质量和高度。加油过程中，战斗机的质量变大，速度不变，高度不变，动能增大，重力势能增大。 故选：D。 D 基础知识过关 2 ③实验：探究影响重力势能大小的因素 【实验方法】 控制变量法： 小桌放置在沙路中镇平的沙面上，让物体以某一高处自由下落撞击小桌，观察小桌下陷得深浅情况，下陷越深说明下落的物体做的功越多。 转化法： 改变同一物体的下落高度，然后从同一高度释发不同质量的物体，比较物体对小桌做功的多少。 【实验器材】 装满沙的沙盆、铁架台、方桌、铝块等。 基础知识过关 2 【实验过程】 重力势能大小与高度的关系 　　让同一个物体从不同的高度自由下落撞击小桌，比较两次小桌被撞击后的下陷情况。 重力势能大小与质量的关系 　　让两个质量不同的物体从同一的高度自由下落撞击小桌，比较两次小桌被撞击后的下陷情况。 基础知识过关 2 重力是势能的大小与高度、质量有关，质量相同的物体，位置越高，重力势能越大；高度相同的物体，质量越大，重力势能越大。 【归纳总结】 基础知识过关 2 知识点拨 【例】用如图所示装置探究影响重力势能大小的因素。A、B为实心铁（mA＜mB）， 让铁块从图中所示高度由静止下落，砸在小桌上，桌腿陷入沙子中。 ①实验中，铁块的重力势能是通过桌腿 ________________来反映的； ②图甲所示实验探究的问题是“铁块的重力势能 与______是否有关”，此实验需要控制______不变； ③小力利用图乙所示的实验探究“铁块的重力势能与质量是否有关”，他的操作过程中存在的问题是___________________________，合理的操作是________________________________。 陷入沙子的深度 高度 质量 没有控制铁块下落的高度相同 将质量不同的铁块从相同的高度下落 基础知识过关 2 4.弹性势能 ①定义：物体由于发生________而具有的能叫做弹性势能。 ②影响物体动能大小的因素： 弹性形变 物体弹性势能的大小，与物体的____________和_____物体的有关。 对于同一物体，弹性形变越___，弹性势能越____。 弹性形变程度 材料 大 大 基础知识过关 2 知识点拨 【例】下列物体中具有弹性势能的是（　　） A.放在桌面上实验用的一根弹簧 B.空中来回摆动的秋千 C.钟表内（机械钟）卷紧的发条 D.上课实验用的橡皮泥 解析： A、该选项中只提到了弹簧，而没有说明弹簧是否发生弹性形变，故不能确定其有弹性势能，故该选项错误； B、空中来回摆动的秋千是动能和重力势能的相互转化，这里没有涉及到弹性势能，故该选项也错误； C、机械钟表内的发条被卷紧后，其发生了弹性形变，故其具有弹性势能，即该选项正确； D、上实验课时用的橡皮泥所发生的形变是非弹性形变，其不具有弹性势能，故该选项也错误。 故选：C。 C 基础知识过关 2 知识点拨 【例】射箭运动员用力将弓拉弯，此时的弓具有________能；松手后箭被射出向前运动，说明力可以改变物体的__________；弓拉得越满，箭飞得越远，由此可以推断物体的__________越大，它具有的弹性势能越大。由于箭具有______离开弓后继续向前飞。 解析： 射箭运动员用力将弓拉弯，此时的弓具有弹性势能；松手后箭被射出向前运动，说明力可以改变物体的运动状态；弓拉得越满，箭飞得越远，由此可以推断物体的弹性形变越大，它具有的弹性势能越大。由于箭具有惯性离开弓后继续向前飞。 故答案为：弹性势；运动状态；弹性形变；惯性。 弹性势 运动状态 弹性形变 惯性 基础知识过关 2 势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。 【动能和势能的比较】 动能 势能 重力势能 弹性势能 概念 决定因素 相同点 物体由于运动 而具有的能量 物体由于受到重力并处在一定高度时所具有的能 物体由于发生弹性形变而具有的能量 质量和速度 质量和高度　 弹性形变程度和材料 都是能量的一种具体形式，都具有做功的本领，单位都是焦耳（J）。 基础知识过关 2 二、机械能及其转化 1.机械能 ①概念：在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能 物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 基础知识过关 2 ②机械能的理解： 物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。 a. 一个物体可以不具有机械能，比如静止在水平地面上的石头。 b. 一个物体可以具有机械能的一种或几种，比如空中飞翔的飞机，具有动能和重力势能。 基础知识过关 2 知识点拨 【例】关于动能、势能、机械能下列说法正确的是（　　） A．速度越大的物体，动能一定越大 B．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零 C．一个物体受平衡力的作用时，它的动能一定不变 D．一个物体具有机械能时，一定同时具有动能和势能 解析： A、速度大的物体，如果它的质量很小，可能动能很小，故A错误； B、放在地面上的物体与更低的地面相比，有一定的高度，它的重力势能并不为零，故B错误； C、一个物体受平衡力的作用时，物体保持静止或匀速直线运动状态；静止时，动能为零；做匀速直线运动时，速度不变，动能不变，故C正确； D、一个物体具有机械能时，可能同时具有动能和势能，还可能只有动能或只有势能，故D错误。 故选：C。 C 基础知识过关 2 2.机械能的转化 ①动能和势能的相互转化 物体在运动或发生弹性形变过程中，动能与重力势能、弹性势能之间可相互转化。 【单摆实验】动能和重力势能的转化 摆球在竖直平面内摆动，观察摆球运动情况，在A、C点时最高，在B点时最低。 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 A→B 降低 减小 变大 增大 B→C 升高 增大 变小 减小 C→B 降低 减小 变大 增大 B→A 升高 增大 变小 减小 重力势能转化为动能 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能 动能转化为重力势能 单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图所示，在模拟“蹦极”的实验时，将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点静止释放后所能达到的最低点，不考虑空气阻力。关于小球从A点到C点运动过程的说法，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A点下落到C点的过程中拉力始终在做功 D.小球在B点时受到平衡力的作用 解析： A、从A点到B点运动过程中小球的重力势能转化为动能，故A正确； B、由题B点是橡皮筋自然下垂长度的位置，所以在AB段，橡皮筋对小球没有弹力，故B错误； C、小球从A点下落到B点的过程中，不受拉力，因此拉力不做功；由B点到C点的过程中，受到橡皮筋的拉力向上，而小球向下运动，因此拉力做负功，故C错误； D、小球在B点时只受到重力的作用，故D错误。故选：A。 A 基础知识过关 2 如图所示，当铁球从高处滚下来，撞到弹簧上，分析此时弹簧的能量转化的情况。 球的速度 球的动能 弹簧的 形变程度 弹簧的 弹性势能 能的转化 钢球 压缩弹簧 逐渐减小 直至为零 逐渐减小 直至为零 由小变大 逐渐增大 弹簧把 钢球弹回 由零逐渐 增大 由零逐渐 增大 由大变小 逐渐减 小直至为零 动能转化为 弹性势能 弹性势能 转化为动能 动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化 【滚球实验】动能和弹力势能的转化 基础知识过关 2 知识点拨 【例】如图所示的：“橡皮筋动力车”，旋转扇叶将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的________能转化为扇叶的____能， 扇叶快速转动，小车运动起来。 解析： 松手前，橡皮筋发生弹性形变，松手后，扇叶运动起来，橡皮筋的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转动，小车运动起来。 弹性势 动 基础知识过关 2 ②机械能同其他形式能量的相互转化 　　物质世界中，能量的形式是多样的。机械能是与物体的机械运动相关的能量。不仅动能和势能之间可以相互转化，在一定的条件下，机械能还可以与内能、声能、电能等其他形式的能量相互转化 研磨轮切割金属，炙热的金属屑飞出 机械能 （研磨轮） 动能和内能（金属屑） 转化 水力发电 机械能 电能 转化 风能 机械能 转化 风吹动风扇转动 基础知识过关 2 知识点拨 【例】自然界各种形式的能量可以相互转化，下列关于机械能与其他形式能量的转化说法不正确的是（　　） A．电动车行驶过程中电能转化为机械能 B．水电站将水的电能转化为机械能 C．汽车刹车过程中，刹车片会发热将机械能转化为内能 D．自行车运动员奋力蹬车时，人体内部分化学能转化为机械能 解析： A、电动车行驶过程中会消耗电能，电能转化为机械能，故A正确； B、水电站工作时，消耗水的机械能，产生电能，将机械能转化为电能，故B错误； C、汽车刹车过程中，刹车片会发热，其内能增大，把汽车动能转化为刹车片的内能，故C正确； D、自行车运动员奋力蹬车时，消耗人的化学能转化为人和车的动能，故D正确。故选：B。 B 基础知识过关 2 3.机械能守恒 ①概念： 如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和________，即机械能是___________。 只有动能和势能的相互转化，没有机械能与其他形式能的相互转化。 即忽略摩擦力造成的能量损失，机械能守恒是一种理想化的物理模型。 ②机械能守恒的条件 不变 守恒的 基础知识过关 2 知识点拨 【例】一小球被抛出后，在空中的运动轨迹如图。忽略空气阻力，根据小球运动轨迹及物理知识，下列说法正确的是（　　） A.小球被抛出后继续运动，是由于惯性 B.小球在空中仅受重力，机械能不守恒 C.小球从最高点下落时，运动状态不变 D.小球在最高点时，速度为零，动能为零，但重力势能不为零 解析： A、小球出手之前，和手一起运动，抛出的小球，不再受到手的推力，由于惯性保持原来的运动状态，继续前进。故A正确； BC、忽略空气阻力，抛出后的小球在空中运动时机械能守恒，仍然受到重力的作用，而竖直方向加速下降，做曲线运动，故运动状态改变。故BC错误； D、由于具有惯性，最高点有水平方向的速度，故动能不为零，故D错误。 故选：A。 A 基础知识过关 2 三、水能和风能 从能量的角度来看，自然界的流水和风都具有大量机械能。 水力发电 水车将流动的水运到高出供高处 动能 势能 机械能 电能 风能发电站 风能 电能 水能的利用 风能的利用 能力提升 3 1.关于能量，下面说法正确的是（　　） A．自然界中的能量只有一种 B．运动的物体有能量，静止的物体没有能量 C．龙卷风摧毁房屋，说明人类不能利用能量 D．太阳光能使冰熔化成水，是因为太阳光具有能量 【能量的概念】 点评：①自然界中有多种能量，如风能、水能、核能等。②运动的物体有能量，静止的物体同样有能量（例如：任何物体都有内能）。③风能对人类不利的一面（例如：龙卷风尽管能摧毁房屋），也有不利的一面（例如：风力发电）。④太阳能将冰熔化成水，太阳光有太阳能，将太阳能转化为水的内能。本题考查能源的开发与利用，只要明确各种能量的特点即可得出答案。 D 能力提升 3 2.下列物体只具有动能的是（　　） A．被运动员举着不动的杠铃 B．沿坡路向上行驶的汽车 C．在水平地面上行驶的小玩具车 D．站在树上的猴子 【动能的概念】 点评：物体由于运动而具有的能叫做动能，由于被举高而具有的能叫做重力势能，由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。本题考查了动能和势能的概念，解决此类题目的关键是抓住表示物体速度、高度、弹性形变的关键字词进行分析。 C 能力提升 3 3.如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能Ek随时间t变化的曲线，运动的物体可能是（　　） A．斜向上投掷出去的铅球 B．一松手由静止下落的乒乓球 C．竖直向上垫起的排球 D．离开脚后在地上滚动的足球 【动能大小与质量的关系】 点评：动能大小的影响因素：质量和速度。质量一定时，速度增大，动能增大；速度一定时，质量增大，动能增大。掌握动能大小的影响因素，能通过图象判断动能的大小变化。 A 能力提升 3 4. 乒乓球比赛中涉及许多物理知识，下列分析正确的是（　　） A．乒乓球在空中飞行时，它的运动状态发生改变 B．空中飞行的乒乓球相对于乒乓球桌面是静止的 C．飞行的乒乓球若所受的力全部消失，将立即静止 D．乒乓球在上升的过程中动能增大 【动能大小与速度的关系】 A 点评：本题考查物体运动状态的判断及运动与静止的相对性，牛顿第一定律的应用及动能与速度的关系，属于基础题。 能力提升 3 5. 为了探究影响动能大小的因素，老师设计了如图甲、乙所示的实验方案。 ①实验中通过______来比较小球动能的大小，这个实验方法叫做______________________（选填“转换法”或“控制变量法”）。 ②甲实验的高度为2h时，木块被撞后滑出木板，为使木块不滑出木板，对甲实验的操作应采取的方法是_____。 A.适当降低小球的高度 B.换用一个较重的木块 【探究影响物体动能大小的因素】 速度 木块被撞击后移动的距离 A 能力提升 3 ③实验结束后，各小组对实验提出各种改进方案： Ⅰ.小明认为在“探究动能与速度关系”的实验中，可以撤走木板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”）。 Ⅱ.小华利用图丙装置做“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“能”或“不能”）完成该探究。 合理 不适合 能力提升 3 Ⅲ.小刚设计了丁图所示的装置进行实验。 a.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。 b.若用 A、B两个质量不同的小球（mA＞mB）将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，同一木块受到撞击后相应移动距离sA____sB（选填“＞”、“＜”或“=”）。 （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。 速度 = 可行 点评：动能的大小与物体的质量和速度有关，注意控制变量法的应用，动能的大小通过小球撞击木块的距离来反映动能的大小，体现了转换法。 能力提升 3 6. 《中华人民共和国民法典》中规定“禁止从建筑物中抛掷物品”，生活中我们更要杜绝“高空抛物”这种严重危害公共安全的行为。“高空抛物”危害性大的原因是因为高处的物体具有较大的（　　） A．重力 B．动能 C．重力势能 D．弹性势能 点评：物体由于被举高而具有的能叫重力势能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关。本题主要考查我们对重力势能的掌握，了解其概念和影响因素，可顺利做出判断，难度不大。 C 【重力势能的概念】 能力提升 3 7. 建高楼时首先要打好地基。原来相同高度的相同地桩，经打击后某一瞬时三个地桩所处的位置如图所示。如果A、B两锤的质量相同，则刚开始下落时，_____锤的高度要高一些。如果B、C两锤刚下落时的高度相同， 则_____锤的质量要小一些。打桩时，B锤把地桩打的 最深，B锤具有的重力势能_______（一定/不一定）大。 【重力势能大小与质量的关系】 点评：解决此题要知道重锤打桩，是重锤的重力势能转化为木柱下陷时克服摩擦力做功产生的内能，重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大。 C B 一定 能力提升 3 8. 下列各项运动的物体，其势能一定增加的是（　　） A.在平直公路上匀速行驶的汽车 B.竖直匀速下降的降落伞 C.匀速上坡的自行车 D.匀速下坡的摩托车 【重力势能大小与高度的关系】 点评：影响重力势能大小的因素：质量和高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。掌握影响重力势能大小的因素，能利用影响重力势能大小的因素分析判断生活中的实例。 C 能力提升 3 9. 图甲为探究影响重力势能大小因素的实验装置。 ①将铁球从斜面由静止释放后到压缩弹簧，记录铁 球速度减为0时弹簧的长度。铁球重力势能的大小可 以用被压缩后弹簧的长度来反映，长度越长，则说明 铁球的重力势能越______。 ②将同一铁球先后从同一斜面的不同高度h1、h2（h1＜h2）处由静止释放，弹簧被压缩后的长度分别为l1、l2（l1＞l2），由此可得：当物体质量一定时，____________，重力势能越大。 【探究影响物体重力势能大小的因素 】 小 高度越大 能力提升 3 ③若要探究重力势能大小与物体质量的关系，请简要写出你的实验设计思路： __________________________________________________________________。 ④结合本实验和所学知识，分析图乙所示的水坝，发电机安装在位置____（选填“C”或“D”）较为合理。你认为适合建造大型水力发电站的地方应具备的条件：____________________________________________________。 D 水资源丰富（或水量大）和地势高度差大。（写出一条即可） 质量不同的小球从同一斜面的同一高度静止释放，比较弹簧压缩后的长度 点评：本题为探究重力势能的影响因素，有关的实验，考查了分析实验能力、考查了学生对控制变量法、转换法的了解与掌握，属于难题。 能力提升 3 10. 在跳板跳水运动中，运动员向下压跳板，跳板因为发生______形变而具有_______能。不计空气阻力，运动员在离开跳板上升过程中，受到____个力的作用。 【弹性势能的概念】 1 点评：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能，下压跳板，跳板发生弹性形变，具有弹性势能，跳板恢复原状时，弹性势能转化为运动员的动能，动能再转化为重力势能，据此分析回答。 弹性 弹性势 能力提升 3 11. 如图所示，在光滑的水平面上，一根弹簧的左端固定在墙壁上，右端与一小球连接，O点是弹簧原长时小球的位置。现对小球施加一个外力压缩弹簧使小球到达A点，然后释放小球，小球将在AB之间来回运动。下列说法正确的是（　　） A．小球运动到A点时，弹簧的弹性势能最小 B．小球运动到O点时，小球的动能最大 C．小球在O点左侧运动时，弹簧对小球的弹力是动力 D．小球在O点右侧运动时，弹簧对小球的弹力是阻力 【弹性势能的影响因素】 B 点评：影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度．同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。弹力是物体发生了弹性形变，由于要恢复原状对使它发生形变的物体施加的力。 能力提升 3 12. 如图是我国发射的导弹在大气层中飞行时的线路图，下列说法正确的是（　　） A．导弹上升阶段重力势能减小 B．导弹上升到最高点时动能不为零 C．导弹下降阶段机械能一定不变 D．导弹下降阶段动能不断减小 【机械能的概念】 B 点评：机械能包括动能与重力势能，动能与物体质量和速度有关，重力势能与物体质量和高度有关。本题考查了机械能的转移，属于基础题。 能力提升 3 13. 如图所示，将小球拉到A点后松手，小球从A点下落到B点，又从B点上升到C点，之后来回摆动多次静止在B点。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点到B点过程中，动能转化为重力势能 B．小球从B点到C点过程中，重力势能转化为动能 C．小球从A点到C点过程中，重力势能先增大后减小 D．小球上升到C点时若绳子突然断了，小球会竖直下落 【动能和重力势能的相互转化】 D 点评：①动能和物体的质量、速度有关；②重力势能和物体的质量、高度有关；③动能和重力势能是可以相互转化的；④当小球运动到最高点C点的瞬间，处于静止状态，此时只受重力作用。明确影响动能和重力势能的因素、机械能的守恒，是解题的关键。 能力提升 3 14. 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．小球运动到B点时将停止运动并保持静止 B．小球在运动过程中所受弹力的方向保持不变 C．小球从A运动到O的过程中弹性势能转化动能 D．小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小 【动能和弹性势能的相互转化】 C 点评：①小球运动到B点时，由于动能转化为弹性势能，直到速度为零，因此会停止运动但不会保持静止；②小球在运动过程中所受弹力的方向先向右后向左，是变化的；③小球从A运动到O的过程中，弹簧恢复原状，将弹性势能转化为动能；④小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉开，球的动能转化为弹簧的弹性势能，此时小球所受弹力方向向左、速度不断减小。 能力提升 3 15. 《天工开物》中记载有一种自动引水灌溉工具“高转筒车”（如图所示）。使用时下方转轮安装在河道中，流水驱动下方转轮转动，系在传动绳索上的竹筒将水 从河里源源不断输送到上方农田中。湍急的水流驱动下方转轮加速转动， 带动绳索上的竹筒加速运动，下列说法正确的是（　　） A．“高转筒车”使用过程中机械能守恒 B．流水通过做功将机械能转移给下方转轮 C．竹筒上升过程中，机械能不变 D．流水的动能全部转化为竹筒中水的重力势能 【机械能的守恒】 B 点评：本题考查了重力势能、动能、机械能大小变化分析，属于基础题目。 能力提升 3 16. 阅读短文，并回答后面的问题： 人们建筑拦河大坝是为了利用水能发电。以水具有的重力势能转变成动能的水冲水轮机，水轮机即开始转动，若将发电机连接到水轮机，则发电机即可开始发电。 如果我们将水位提高来冲水轮机，可发现水轮机转速增加，因此可知水 位差愈大则水轮机所获得的动能愈大，可转换之电能愈多，这就是水力 发电的基本原理 （1）水力发电是将______能转化为____能的过程。 （2）水位差越大是指水的________能越大，水轮机获得的动能越大。 （3）在利用水力发电方面你的建议是_________________________________。 【水能的利用】 电 点评：水力发电过程中，能量的转化过程为：水的机械能→水轮机的机械能→电能；本题考查了水能的利用，属于基础题目。 机械 重力势 水电站应建在地势落差较大的位置 能力提升 3 17. 青岛奥帆中心主防波堤上的风能路灯是利用风力发电，充分体现了“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”的奥运精神。下列有关风能路灯的表述中，正确的是（　　） A．风力发电将电能转化为机械能 B．风能是不稳定的能源不便于利用 C．风能路灯会对环境造成污染 D．风能路灯的工作实质是将机械能转化为电能再转化为光能 【风能的利用】 点评：本题考查了风能的利用，属于基础题目。 D $$