10.1机械能 课件- 2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

第十章　机械能、内能及其转化 第一节　机械能 第1课时　动能和势能 基础夯实  　动能 1.【新课标·物理观念】如图所示,农民赶着牛拉着犁在田里 劳动,则 (　    )   A.农民动能最大　    B.犁动能最大 C.牛动能最大　     D.动能一样大 C 解析　农民赶着牛拉着犁在田里劳动,由生活常识可知,牛、 犁和农民三者的速度大小相等,牛的质量最大,所以牛的动能 最大。 2.【新特色·安全与健康】(2025甘肃兰州期中)如图所示为某 学习小组“探究动能大小跟哪些因素有关”的实验操作,其 中hA>hB=hC,mA=mB<mC。   (1)让不同质量的小球从同一高度由静止开始滚下,目的是使 小球刚到达水平面时具有相同的　　　    。 (2)实验中通过比较　　　　　　　　　    来判断小球具有 动能的大小,这种方法在物理学中叫作　　　    (选填“控制 变量法”或“转换法”)。 (3)比较甲、乙两图进行的实验,可以得出小球动能的大小和 速度 木块移动的距离　 转换法 　　　    的关系。 (4)比较乙、丙两图进行的实验,可以得出结论: 　　　　　    　　　　　　　　　     。 (5)由此实验联想到某段道路限速牌上标明“100”和“80” 字样,　　　　    (选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该 是100 km/h。 速度 当速度一定时,物体的质量越大,动能越大  小轿车 解析    (1)让不同质量的小球从同一高度由静止滚下,目的是 使小球刚到达水平面时的速度相同。 (2)木块被小球撞击后移动的距离越大,就说明小球对木块做 的功越多,也反映了小球具有的动能越大,这种研究方法叫作 转换法。 (3)对比甲、乙两图可知,小球的质量相同,由静止滚下的高度 不同,刚到达水平面时的速度不同;木块被小球撞击后移动的 距离不同,则小球具有的动能不同,说明动能大小与速度大小 有关。 (4)对比乙、丙两图可知,小球从同一高度由静止滚下,刚到达 水平面时的速度相同;而小球质量不同,质量大的小球撞击后 木块移动的距离远,故可得出结论:当速度一定时,物体的质量 越大,动能越大。 (5)由于小轿车的质量较小,故限速较大,则小轿车的限速应该 是100 km/h。  　势能 3.【新课标·科学思维】(2025山东菏泽期末)如图所示,货架上 放着甲、乙、丙、丁四个体积相同的实心球,其中甲和乙为 铁球,丙和丁为铜球(已知ρ铜>ρ铁)。则四个球中重力势能最大 的是 (　    ) A.甲球 B.丙球 C.丁球 D.无法比较 D 解析　甲、乙、丙、丁四个实心球的体积相同,甲和乙为铁 球,则甲、乙的质量相同;丙和丁为铜球,则丙、丁的质量相 同。因铜的密度比铁的密度大,所以体积相同时,铜球的质量 大于铁球的质量,即丙、丁两铜球的质量大于甲、乙两铁球 的质量。因为甲、乙的质量相同,甲的高度比乙的高度高,所 以甲的重力势能比乙的大;因为丙、丁的质量相同,丙的高度 比丁的高度高,所以丙的重力势能比丁的大;因为甲的质量小 于丙的质量,甲的高度大于丙的高度,所以无法判断甲、丙谁 的重力势能大。 4.(2025广东英德期中)如图所示是小明玩弹弓的情景。经验表 明,在一定范围内,橡皮筋拉得越长,同样的“子弹”射得越　    ,橡皮筋对“子弹”做的功越　    ,由此说明橡皮筋的弹性势能与　    　　　　    有关。 远 多 弹性形变程度 解析　橡皮筋拉得越长,橡皮筋对同样的“子弹”做的功越 多,说明橡皮筋的弹性势能越大,进而可以说明橡皮筋的弹性 势能与弹性形变程度有关。 5.(2025辽宁锦州月考)为探究重力势能的大 小与什么因素有关,小明利用带有三个铁 钉的小圆桌、细砂、质量不同的重物设计 并进行了如图所示的实验。 (1)实验中通过观察　　 　　　　　　　    来判断物体 重力势能的大小。 (2)要探究重力势能大小与高度的关系应选择图中　　　         (填序号)两次实验进行分析比较。 圆桌的铁钉陷入细砂中的深度 ①和② 解析    (1)重力势能的大小无法直接观察到,实验中采用转换 法,通过观察圆桌的铁钉陷入细砂中的深度来判断物体重力 势能的大小。 (2)探究重力势能与高度的关系时,必须保证物体的质量相等, 而物体的高度不同,①和②使用的是质量相同的物体,从不同 高度落下,所以可以实现探究目的。 第十章　机械能、内能及其转化 第一节　机械能 第2课时　机械能及其转化 基础夯实  　机械能及其转化 1.(2024广东清远期末)如图所示,将小球拉到点A处然后释放, 小球经过A、B、C和D四个点,在这四个点处,小球具有的动 能最大是在(不计空气阻力) (　    )   A.A点　    B.B点　    C.C点　    D.D点 C 解析　小球从A点经过B点到C点的过程中,质量不变,高度减 小,重力势能减小,速度变大,动能变大;从C点到D点的过程中, 质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小;所以 小球具有的动能最大是在C点。 2.【新课标·科学思维】(2024内蒙古兴安盟、呼伦贝尔中考) 如图所示,从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所 示,C、F两点等高,D为小球与水平地面的接触点,不计空气阻 力,下列说法正确的是(　    ) D A.小球在C点和F点的机械能相等 B.小球在C点和F点的动能相等 C.小球从E点到F点的过程中,机械能变小 D.小球在E点的动能不为零 解析　小球从C点运动到F点的过程中,由于与地面发生碰撞, E点的高度低于B点的高度,机械能有损失,则小球在C点的机 械能大于在F点的机械能;C、F两处等高,则小球的重力势能 相同,所以小球在C点的动能大于在F点的动能,故A、B错 误。小球从E点到F点的过程中,不计空气阻力,重力势能转化 为动能,机械能守恒,故C错误。小球在E点时,在水平方向有一 定的速度,动能不为零,故D正确。 3.(2023安徽中考)如图,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　　    能。 动 解析　箭射出时,弓弦的弹性形变程度变小,弹性势能减小;箭 由静止变为运动,动能增大;所以弓弦的弹性势能转化为箭的 动能。 4.(2025江苏沛县期中)如图所示是“天宫一号”飞行器运行 轨道的示意图。若“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕地球运 行的过程中机械能守恒,则它从近地点向远地点运行的过程 中动能　　    ,势能　　    (以上两空均选填“增大”或“减 小”),在远地点时飞行器的速度最　　　    (选填“大”或 “小”)。 减小 增大 小 解析　“天宫一号”从近地点向远地点运行的过程中,高度 增大,重力势能增大;因为“天宫一号”飞行器沿椭圆轨道绕 地球运行的过程中机械能守恒,所以在该过程中飞行器的动 能会减小。在远地点时“天宫一号”飞行器的重力势能最 大,动能最小,所以此时飞行器的速度最小。 能力提升 5.【跨学科·社会发展】(2025河北高碑店期末,★☆☆)我国现 代农业已进入信息化和数字化时代,农用机械已经能通过北 斗卫星导航系统精准作业。如图所示,水平匀速飞行的无人 机正在喷洒农药,在此过程中 (　    ) A.它的动能不变,重力势能减小,机械能减小 B.它的动能不变,重力势能不变,机械能不变 C.它的动能减小,重力势能不变,机械能减小 D.它的动能减小,重力势能减小,机械能减小 D 解析　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。水平匀速飞行的无人机在喷洒农药的过程 中,“水平飞行”说明高度不变,“匀速”说明速度大小不变, “喷洒农药”说明总质量在减小,因此动能减小,重力势能减 小,动能和势能统称为机械能,所以机械能减小。 6.(2025江苏苏州期中,★★☆)如图所示为体育测试时扔实心 球的情景。从实心球出手到落地的过程中,能正确反映实心 球的动能E动与时间t的关系是下图中的 (　    ) D 解析　实心球在上升过程中,质量不变,速度减小,实心球的动 能减小;到达最高点时,因实心球在水平方向上具有一定的速 度,动能不为零;下降过程中,实心球质量不变,速度增大,动能 增大,故D正确。 7.(2025安徽淮南田家庵月考,★★☆)乒乓球发球机在同一高 度以相同的速度朝不同方向分别发出a、b、c三个球,若不计 空气阻力,则落到水平桌面时三者的速度大小关系是 (　    ) A.va>vb>vc B.vb>va>vc C.vb>vc>va D.va=vc=vb D 解析    a、b、c三个球在被发出时,由于高度和速度都相同,则 机械能是相同的;不计空气阻力,三个球的机械能是守恒的,所 以三个球到达水平桌面时的机械能相同,落到水平桌面时,三 个球的重力势能相同,则三个球的动能相同,速度相同。 8.(2024山东临沂模拟,★★☆)如图所示,忽略空气阻力,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位置。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,下列说法正确的是 (　    ) A.小球在B点时,速度为零,处于平衡状态 B.小球在O点时,速度最大,惯性最大 C.弹簧和小球来回振动,旁边的人听不到声音,因此弹簧和小 球不发出声 D D.小球在A点和B点时,弹簧的弹性势能相等 解析　小球在B点时速度为零,但受到弹簧向左的拉力,受力 不平衡,处于非平衡状态,故A错误。惯性大小只与质量大小 有关,与速度无关,故B错误。人耳听觉频率范围通常是20~ 20 000 Hz,弹簧和小球来回振动,振动发声,但由于频率太低,低 于人耳的听觉频率范围而听不到,故C错误。在光滑的水平台 面上,忽略空气阻力和摩擦,小球和弹簧的总机械能守恒;因为 小球在A点和B点速度均为零,并且高度一致,则小球在两点时 的机械能相等,所以弹簧的弹性势能相等,故D正确。 9.(2025安徽六安金安期中,★☆☆)甲、乙是两个完全相同的 小球。如图所示,在同一高度同时以大小相等的速度,将甲球 竖直向下抛出、乙球竖直向上抛出,不计空气阻力。落地前 的瞬间两球动能　　    (选填“相等”或“不相等”)。 相等 解析　甲、乙是两个完全相同的小球,则两球的质量相等;抛 出时两球的速度相等,高度相同,则抛出时两球的动能和重力 势能均相等,两球的机械能相等。由于不计空气阻力,则两球 的机械能守恒,则落地前的瞬间两球的机械能相等;两球落地 前的瞬间高度相同,则重力势能相等,故两球落地前的瞬间动 能也相等。 10.【新中考·实验新考法】(2024陕西榆林实验中学月考,★★☆) 在“探究影响重力势能大小的因素”实验中,小明在水平地 面上铺一张白纸,将皮球表面涂黑,使其分别从不同高度处自 由下落,目的是探究重力势能大小与　　　    的关系。如图 所示,圆斑　　    (选填“A”或“B”)是皮球从较高处下落 形成的。 高度 B 解析　同一皮球分别从不同高度处自由下落,皮球质量相同, 下落高度不同,目的是探究重力势能大小与高度的关系;由图 可知,黑色圆斑B较大,说明落地时皮球的形变较大,原因是皮 球从较高处下落,皮球的重力势能较大,皮球与地面接触时,转 化成的弹性势能大。 11.【跨数学·统计图】(2025江苏泗阳期中,★★☆)如图甲所 示,小车从A点出发,先后经过B、C、D、E点,图乙是小车 在B、C、D、E点的动能和重力势能大小的示意图。小车经 过C点时的速度　　　　    (选填“大于”“小于”或“等 于”)经过E点时的速度;它从C点向D点运动时,其增大的重力 势能是由　　　    转化而来的。该过程中,小车的机械能是 　　　　　    (选填“变化”或“不变”)的。 大于　 动能 变化 解析    由图乙可知,小车在C点时的动能最大,在B点时的重力 势能最大;小车经过C点时的动能大于小车经过E点时的动能, 故小车经过C点时的速度大于小车经过E点时的速度;而 在C、E两点时,小车的机械能都是以动能的形式而存在的,所 以在这个过程中,小车的机械能变小;小车从C点向D点运动 时,动能减小,重力势能增大,小车的动能转化为重力势能。 12.(2025江苏盐城期中,★★★)“嫦娥五号”返回器用类似 “打水漂”的方式着陆地球,如图所示为其着陆过程的部分 轨迹简化图,其中A、C两点高度相同。AB段,返回器的动能     　    (选填“变大”“不变”或“变小”);BC段,返回器的动 能增加量　　　    (选填“大于”“等于”或“小于”)重力 势能的减小量;AC段,返回器的机械能　　　    (选填“变 大”“不变”或“变小”)。 变小 等于 不变 解析　返回器在AC段运动时(A→B→C),因返回器在大气层 外运动,则返回器没有受到空气阻力的作用,其机械能没有损 失,即在AC段返回器的机械能不变;AB段,返回器的质量不变, 高度变大,重力势能变大,返回器的动能转化为重力势能,所以 返回器的动能变小;BC段,返回器的质量不变,高度变小,重力 势能变小,速度变大,动能变大,重力势能转化为动能,由于该过 程中返回器的机械能不变,所以返回器的动能增加量等于重 力势能的减小量。 素养提优 13.【新课标·科学思维】(2025江苏盐城期中)如图甲所示,在 一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮 筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,如图乙 为其截面图。做好后,如图丙所示,将该罐子从不太陡的斜面 A点由静止释放,滚到水平面D点停止,然后返回,自行滚上斜 面的B点停止后又滚下斜面……如此往返,最后停在水平面 上,下列说法不正确的是 (　    ) D A.罐子在A点时的重力势能最大,橡皮筋在D点时的弹性势能 最大 B.罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能主要转化为动能 和橡皮筋的弹性势能 C.若罐子内没有橡皮筋和小铁块,罐子不可能自行返回滚上 斜面 D.第一次返回斜面向上滚动的过程中,罐子整体在C点时的机 械能小于在B点时的机械能 解析　重力势能的大小与质量、高度有关,弹性势能的大小 与材料、弹性形变的程度有关。罐子在整个运动过程中的质 量不变,在A点时的高度最高,重力势能最大;罐子从A点运动到 D点,橡皮筋发生了弹性形变,在D点时的形变程度最大,所以 橡皮筋在D点时的弹性势能最大,故A正确。罐子从A点滚动 到C点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小;质量不变, 速度变大,动能变大;此过程中,橡皮筋发生了弹性形变,具有弹 性势能,所以罐子从A点滚动到C点的过程中,重力势能主要转 化为动能和橡皮筋的弹性势能,故B正确。若罐子内没有橡皮 筋和小铁块,罐子的重力势能转化为内能和罐子的动能,罐子 几乎不具有弹性势能,所以不会自行返回斜面,故C正确。第 一次返回斜面向上滚动的过程中,由于一部分机械能转化为 了内能,所以罐子整体在C点时的机械能大于在B点时的机械 能,故D错误。 $$