第2节 机械能及其转化(课件PPT)-【学海风暴·PK中考】2025安徽中考物理备考讲练本

授课人：XXXX 第十一讲 功能机械能 简单机械 第2节　机械能及其转化 物理·安徽中考 YUHENG YUHENG 软件使用 如果由于缺少软件或软件未更新不能正常播放，可自行下载安装最新的软件，文件夹提供了部分安装包 字体显示 如果有的字体不能显示，请先把字体包中的字体直接复制粘贴至C:\WINDOWS\Fonts即可 便捷操作 目录、返回目录等都有超链接，点击即可跳转至相应页面 视频播放 若因软件问题视频无法打开，请在相应的视频文件夹打开原视频 YUHENG 目录 中考考点解读 重点难点突破 实验核心讲练 中考真题体验 YUHENG YUHENG 点击返回目录页 中考考点解读 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 隐含条件中机械能变化的判断 1.光滑、忽略空气阻力，机械能不变（守恒）。 2.粗糙、不能到达初始高度，机械能减少。 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 　1.动能表达式：Ek＝mv2（其中m为物体的质量，v为物体运动的速度）。 2.重力势能表达式：Ep＝mgh（其中m为物体的质量，h为物体被举高的高度）。 3.弹性势能表达式：Ep＝kx2〔其中k是弹簧的劲度系数，x为伸长（或缩短）量〕。 YUHENG 点击返回目录页 重点难点突破 机械能及其转化 【方法指导】机械能包括动能和势能，动能的大小与质量和速度有关，重力势能的大小与质量和高度有关，弹性势能的大小与弹性形变的程度和材料有关。在动能和势能的转化过程中，若不考虑摩擦、空气阻力等因素，机械能保持不变；若考虑摩擦、空气阻力等因素，机械能减小。 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 实验核心讲练 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页   增加器材 探究的问题 示例 弹簧测力计、细绳 测量木块受到的摩擦力大小 设计方案 A.　 B. 棉布、毛巾 探究阻力对物体运动的影响 YUHENG 22 点击返回目录页 中考真题体验 机械能及其转化 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 探究动能的大小跟哪些因素有关 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 初高中知识衔接题 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 点击返回目录页 YUHENG 机械能（10年4考） 动能和势能统称为机械能，即机械能＝动能＋势能。 动能和势能（10年9考） 概念 物体由于运动而具有的能 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 影响因素 物体的质量和物体运动的① 速度 物体的质量和物体的② 高度　　 物体的③ 弹性形变程度　、材料 共同特点 具有能的物体都能够做功，其单位都是焦耳（J） 有弹性但未发生弹性形变的物体没有弹性势能。 机械能的转化与守恒（10年9考） 1.机械能的转化 （1）在一定条件下，动能和势能之间可以④ 相互转化　。在转化过程中，如果存在摩擦阻力，则机械能会⑤ 不断减小　，机械能不守恒。 （2）判断物体的动能或重力势能的大小变化时，在考虑物体的速度或高度变化的同时，还要注意物体的质量是否发生了变化，这一点不能忽视。 在初中阶段，“高度”一般是相对于地面而言，通常把地面上的物体所具有的重力势能看成0。 （3）动能和势能相互转化的过程中，若仅有重力或弹力做功，不考虑空气阻力等因素，则机械能的总量保持不变，否则机械能的总量会改变。 2.机械能守恒：如果物体只有动能和势能之间的相互转化，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。　　　 机械能守恒是一种理想化的情况。 2024年3月4日，世界泳联跳水世界杯蒙特利尔站比赛落幕，中国跳水队包揽全部金牌。下图是一组跳水运动员从踏上跳板到入水前的动作连拍照片，忽略空气阻力，回答下列问题。 （1）照片A中，运动员静止时对跳板的压力与跳板对运动员的支持力　不是　（选填“是”或“不是”）一对平衡力；运动员在水平跳板上向前行走，后脚受到的摩擦力方向是　水平向前　（选填“水平向前”或“水平向后”）的。 （2）照片B中，运动员向下压跳板时，跳板的弹性势能　增大　（选填“增大”“减小”或“不变”）；弯曲的跳板把运动员向上弹起，跳板的弹性势能转化为运动员的　动　能和　重力势　能；从B至C的过程中，跳板的弹性势能　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”）。 （3）从C至D的过程中，运动员的动能　减小　，重力势能　增大　；从D至H的过程中，运动员的动能　增大　，重力势能　减小　。（均选填“增大”“减小”或“不变”） （4）照片D中，运动员的动能　不为　（选填“为”或“不为”）零，运动员受到的重力方向是　竖直向下　的。 （5）从D至H的过程中，运动员的机械能　守恒　；从H到入水过程中，运动员的机械能　减小　。（均选填“增大”“减小”或“守恒”） （2024宣城模拟）如下图所示，小球由静止开始沿着粗糙的路面从a点向d点自由运动，其中b和d两点在同一高度。下列说法错误的是 （ D ） A.小球从a到c的过程中加速下滑，重力势能减小，动能增大 B.小球从c到d的过程中减速上坡，动能减小，重力势能增大 C.小球从a到d的过程中部分机械能转化为内能 D.小球在b点和d点时的重力势能和动能都相等 探究影响动能大小的因素（10年2考） 【设计与进行实验】 1.实验器材：光滑斜面、体积相同但质量不同的实心钢球和铜球、木块，如下图所示。 2.实验注意事项 （1）实验研究对象：实心球。 （2）光滑斜面的作用：控制实心球与木块碰撞前的速度大小。 （3）木块的作用：通过木块被推动的距离的远近来反映实心球的动能大小。 （4）对水平面的要求：①不能太粗糙，否则木块滑动距离太小，且可能翻倒，实验误差大。②不能太光滑，否则木块可能滑出水平面。 3.实验方法 （1）转换法：通过木块被撞击后在水平面上移动的距离来反映实心球的动能大小。 （2）控制变量法： ①探究动能大小与质量的关系：让质量不同、体积相同的实心钢球和铜球从同一光滑斜面的相同高度由静止释放，使得实心球撞击水平面上的木块时的速度相等，观察木块被撞击后移动的距离。 ②探究动能大小与速度的关系：让同一实心球从同一斜面的不同高度由静止释放，使得实心球撞击水平面上的木块时的速度不同，观察木块被撞击后移动的距离。 【实验结论】 1.质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大。 2.速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。 【实验推理】当水平面绝对光滑时，实心球和木块将做匀速直线运动。 【交流与反思】 1.装置改进：斜面可换成斜槽，便于控制实心球的运动方向。 2.若实验中木块滑出了水平面，可以采取以下措施：（1）用更长的水平面；（2）用更粗糙的水平面；（3）减小实心球的初始高度；（4）减小选用的实心球的质量；（5）换用质量较大的木块。 （2024蚌埠模拟）如下图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面上的某处由静止滚下，撞击同一水平面上的同一木块，木块移动一段距离后停止。 （1）小球滚下斜面的过程中，它的　重力势　能转化为动能，其动能大小是通过　木块　（选填“木块”或“小球”）移动的距离来反映的。 （2）分析比较图甲、乙两次实验，可得出结论：　质量　相同的物体，　速度　越大，动能越大。 【交流与反思】 （3）如果水平面光滑，则　不能　（选填“能”或“不能”）完成本实验。 　　【实践应用】 （4）用图甲、丙两次实验所得到的结论，可以解释汽车　超载　（选填“超载”或“超速”）行驶时危险性大的原因。 【拓展实验】 （5）①如图丁所示，通过改变单摆的倾角来控制小球摆动到水平面时的速度，倾角越大，小球摆动到水平面时的速度就越　大　。 ②通过增加器材可利用该装置完成其他力学实验。请仿照示例写出方案，填在上表中。 1.（2023安徽题4）如图所示，在射箭比赛中，运动员释放弓弦将箭射出，弓弦的弹性势能转化为箭的　动　能。 2.（2015安徽题3）如图所示的是卫星绕地球飞行的轨道示意图。卫星在飞行过程中机械能不变，当卫星运行到近地点时，其动能最　大　（选填“大”或“小”）。 3.（2024安徽题15）下图为某次蹦极运动的精彩瞬间。一位游客从平台上由静止开始下落。从开始下落至第一次到达最低点的过程中，游客的 （ B ） A.动能一直增大 B.重力势能一直减小 C.机械能保持不变 D.机械能一直增大 4.（2022安徽题13）如下图所示，在2022年北京冬奥会开幕式上，质量约为3t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动过程，则该过程中奥运五环的 （ D ） A.重力势能不变 B.动能增大 C.机械能不变 D.机械能增大 5.（2021安徽题13）右图所示的是游乐场中在竖直平面内转动的摩天轮。小红乘坐该摩天轮时速度大小不变，则她从最低点上升到最高点的过程中 （ C ） A.动能减少 B.重力势能不变 C.机械能增大 D.机械能不变 6.（2020安徽题13）一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点（如下图所示）。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么 （ C ） A.卫星在远地点的势能最大、动能为零 B.卫星在近地点的动能最大、势能为零 C.卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大，动能减小 D.卫星从近地点向远地点运动过程中，动能增大，势能减小 7.（2019安徽题12）如下图所示，在光滑的水平台面上，一个轻质弹簧左端固定，右端连接一个金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球到达A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO＝OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是 （ D ） A.小球的动能不断增加 B.弹簧的弹性势能不断减少 C.小球运动到O点时的动能与弹簧的弹性势能相等 D.在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变 8.（2018安徽题18）下图所示的是探究“物体（钢球）动能的大小跟哪些因素有关”的实验装置。 （1）实验原理： ①钢球从光滑斜面上由静止开始向下运动，到达斜面底端时的速度只与钢球起点位置的高度有关，起点位置越高，该速度越　大　。 ②钢球从光滑斜面上由静止开始向下运动，在水平木板上撞击木块，木块运动的距离越长，钢球到达斜面底端时具有的动能越　大　。 （2）实验现象： ①同一钢球从斜面上的不同高度处由静止向下运动，在水平木板上撞击木块。钢球开始向下运动时的起点位置越　高　，木块运动的距离越长。 ②质量不同的钢球从斜面上的同一高度由静止向下运动，在水平木板上撞击木块。钢球的质量越　大　，木块运动的距离越长。 9.（2017安徽题21）已知物体的重力势能表达式为 Ep＝mgh，动能表达式为Ek＝mv2；其中m为物体的 质量，h为物体距离水平地面的高度，v为物体的运 动速度，g为常量，取10N/kg。如上图所示，将一个质量为0.4kg的物体从距离地面1.5m的高度沿水平方向以2m/s的速度抛出。不计空气阻力，物体从被抛出到落地前的瞬间，整个过程中机械能守恒。求： （1）物体被抛出时的重力势能Ep和动能Ek1。 （2）物体从被抛出至落地的过程中，重力所做的功W。 （3）物体落地前瞬间的动能Ek2。 解：（1）根据题意可知，物体被抛出时的重力势能 Ep＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J 动能Ek1＝mv2＝×0.4kg×（2m/s）2＝0.8J （2）物体落地过程中重力做的功 W＝Gh＝mgh＝0.4kg×10N/kg×1.5m＝6J （3）因为整个过程中机械能守恒，所以物体落地前瞬间具有的机械能等于物体被抛出时的机械能，又因为落地前瞬间物体的重力势能为0，所以此瞬间物体具有的动能Ek2＝Ep＋Ek1＝6J＋0.8J＝6.8J。 $$