内容正文:
精讲册
物理
第九讲 功和机械能
第2节 动能 势能 机械能及其转化(6年必考,2分)
更符合安徽新中考
目录
01
02
表格梳理 过考点
核心考点 精讲练
04
安徽真题 随堂测
03
实验突破 提素养
更符合安徽新中考
3.1.1 了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。
例1 列举几种与生活密切相关的能量。
3.1.2 通过实验,认识能量可以从一个物体转移到其他物体,不同形式的能量可以相互转化。
例2 列举生活中能量转移和转化的实例。
3.2.1 知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。举例说明机械能和其他形式能量的相互转化。
例3 定性说明荡秋千过程中动能和势能的相互转化。
例4 分析《天工开物》中汲水装置工作时能量的相互转化。
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表格梳理 过考点
【版本导航】沪科:八年级P241~249 沪粤:九上P15~21 人教:八下P91~100 北师:九年级P2~8
能量
定义 物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量,简称能
单位 ①_______,符号为J
功能关系 一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大
焦耳
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动能、势能
类别 动能 势能
重力势能 弹性势能
定义 物体由于运动而具有的能叫作动能 物体由于处于一定的高度所具有的能叫作重力势能 物体因发生弹性形变而具有的能叫作弹性势能
更符合安徽新中考
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类别 动能 势能
重力势能 弹性势能
影响因素 物体动能的大小与物体的②_______和③_______有关 物体重力势能的大小与物体的⑧_____和⑨____
________________有关 同一物体弹性形变程度越大,具有的弹性势能就越⑭_____
质量
速度
质量
所处位置的高度
它
大
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类别 动能 势能
重力势能 弹性势能
影响因素 (1)质量相同的物体,④______越大,动能越⑤_______
(2)运动速度相同的物体,⑥_______越大,动能越⑦_____ (1)质量相同的物体,高度越
⑩_____,重力势能越⑪____
(2)高度相同的物体,⑫______越大,它的重力势能就越⑬______ /
速度
大
质量
大
高
大
质量
大
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机械能及其转化
1.机械能:⑮_______、⑯_______统称为机械能
2.机械性的转化:
重力势能 动能 动能 弹性势能
3.机械能的守恒: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⑰_________,或者说机械能是⑱______的
动能
势能
保持不变
守恒
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4.水能和风能的利用
(1)水能发电:人们修筑拦河坝来提高上游的水位,奔流而下的水的
⑲_________能转化成⑳____能,通过水轮机带动发电机发电
(2)风能发电:风吹动风车,可带动发电机发电
重力势
动
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核心考点 精讲练
单摆
小朋友荡秋千的过程可以简化为一个小球的摆动过程。如图所示,用细线将一个小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,松手释放小球,观察小球在A→B→C过程中的高度和速度的变化,不计空气阻力,下列结论正确的是( )
A.小球在位置A时动能最大
B.小球在位置B时重力势能最大
C.小球在A→B过程中机械能逐渐增大
D.小球在B→C过程中动能转化为重力势能
例1题图
D
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(1)现象:单摆左右来回摆动
(2)机械能守恒判断:是否计空气阻力。不计空气阻力时,A、C两点等高
(3)能量转化分析
A→B段:重力势能 动能,B点速度最大,受力不平衡
B→C段:动能 重力势能,C点动能为0,受力不平衡
更符合安徽新中考
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某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,制作了如图所示的滚摆。滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为____能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,说明滚摆的机械能_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。
针对训练1题图
动
变小
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卫星
(2020安徽13题)一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(如图所示)。已知卫星在运行过程中机械能保持不变,那么( )
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
C
例2题图
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(1)卫星机械能守恒,卫星质量不变
(2)分析思路:
①近地点到远地点→ 高度增大→重力势能增大→机械能不变→动能减小→速度减小
②远地点到近地点→ 高度减小→重力势能减小→机械能不变→动能增大→速度增大
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(2024兰州)科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出了从1994年到2002年间恒星S2的位置如图所示,科学家认为S2恒星的运动轨迹是一个椭圆。推测银河系中心可能存在着超
大质量的黑洞。忽略S2恒星质量的变化,根据图片信息,下列说法中正确的是( )
A.黑洞可能位于椭圆轨道内部的P点
B.S2恒星在运动过程中所受合力为零
C.S2恒星在1995年时期的动能大于2001年时期的动能
D.S2恒星在1995年时期的重力势能大于2001年时期的重力势能
针对训练2题图
D
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弹跳球
(2024合肥瑶海区二模)如图所示,将一弹性小球沿一定角度斜抛出去,小球落地后被弹出,依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起,图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球在B点时机械能为零
B.小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零
C.小球经过相同高度的A、D两点时动能相等
D.小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
例3题图
D
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(1)现象:小球在地面上弹跳,比较A、B两点动能大小
(2)机械能守恒判断:最高点越来越低,说明机械能不守恒
(3)能量变化分析:
B点:重力势能最小,动能最大
C点:水平速度不为0,动能不为0
A、D两点等高→重力势能相等→小球机械能变小→A点动能大于D动能
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蹦床、弹簧、弹性绳
蹦床是集艺术性和竞技性于一身的运动,如图
为蹦床运动照片及其简化示意图,O点是运动员由最
高点开始自由落下的起始位置,A点是蹦床不发生形
变时的原位置,B点处运动员受到的重力与蹦床对运动员的弹力相等,C点是运动员到达的最低点。若整个过程忽略空气阻力,则( )
A.在A位置运动员动能最大
B.在C位置运动员处于平衡状态
C.从O→B位置运动员重力势能的减少量等于运动员动能的增加量
D.从O→C位置运动员重力势能的减少等于蹦床弹性势能的增加
例4题图
D
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(1)机械能守恒判断:是否计空气阻力
(2)分析思路:运动员合力方向与速度方向相同,加速,反之减速
①四个特殊点:(O→A→B→C)
O点:F合=G,处于不平衡状态,瞬时速度为0
A点:F弹=0,F合=G,合力向下,加速运动
B点:F弹=G,F合=0,速度最大
C点:F弹>G,F合=F弹-G,合力向上,处于不平衡状态,瞬时速度为0
更符合安徽新中考
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②过程分析:
O→B:小球加速,动能增大,重力势能减小
B→C:小球减速,动能减小,重力势能减小
O、C两点:小球在O、C两点动能为0,不计空气阻力时,机械能守恒,小球的重力势能变化量与蹦床的弹性势能的变化量相等
更符合安徽新中考
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(2019安徽)如图,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至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( )
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点时的动能与在此时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
针对训练3题图
D
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无人机喷洒农药
农用无人机的出现(如图所示),是对现代农业发展的一
次重大革命,它改变了传统的打药方式,加速了农业的发展。
请回答下列问题:(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(1)无人机在空中沿竖直方向匀速上升时,动能_______,重力势能_______。
(2)无人机在空中沿水平方向加速直线飞行时,动能______,重力势能______。
(3)无人机在空中沿水平方向匀速直线飞行进行喷洒农药作业时,无人机动能______,重力势能______,机械能_______。
例5题图
不变
变大
变大
不变
变小
变小
变小
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实验突破 提素养
探究物体的动能跟哪些因素有关
问题1:怎样比较钢球动能的大小?
答:阻力相同时,木块移动距离越远→钢球动能越大。
更符合安徽新中考
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答:探究物体动能的大小与物体的质量的关系时,需要控制物体的运动速度不变,改变物体的质量;
探究物体动能的大小与物体运动速度的关系时,需要控制物体的质量不变,改变物体的运动速度。
问题2:探究物体动能的大小与物体的质量和运动速度的关系,如何控制变量?
更符合安徽新中考
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问题3:怎样控制钢球撞击木块时速度的大小?
答:控制钢球在斜面上由静止开始滚下的高度h就可以方便地控制钢球撞击木块时速度的大小。(钢球的下落速度与钢球的质量无关)
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为了探究动能大小的影响因素,小华利用斜面、
钢球、木块等器材在同一水平面上开展了如图1所示
的探究活动。
【设计与进行实验】
(1)让钢球从同一高度由静止开始滚下,目的是使钢球
到达水平面时具有相同的_______;
(2)实验中通过比较木块被钢球撞击后移动的距离来判断_______(选填“钢球”或“木块”)动能的大小,这种方法在物理学中属于_________
(选填“控制变量法”或“转换法”);
例题图1
速度
钢球
转换法
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【分析现象和数据,总结结论】
(3)分析比较甲、乙两组实验可得,_______________
____________________________;
(4)观察________两组实验现象,可以得到的结论是:
速度相同的物体,质量越大,动能越大,由此可联
想到:在高速公路限速牌上标明的“120”和“100”字样,__________
(选填“大客车”或“小轿车”)的限速应该是100 km/h。
例题图1
时,速度越大,动能越大
甲、丙
大客车
物体质量相同
更符合安徽新中考
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(5)在水平面上,被撞出的木块由于受到______的作用而停下,若水平面绝对光滑,利用该装置_______(选填“能”或“不能”)达到探究目的;
(6) [创新装置]某同学用图2的方法探究动能的大小与速度的关系,他将相同质量的钢球从不同高度(h2>h1)由静止开始释放,通过观察木块在铁板和毛巾上滑行的距离来判断钢球动能的大小,这种实验方法的错误之处是:_______________________________。
例题图2
阻力
不能
没有控制水平面的粗糙程度相同
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安徽真题 随堂测
机械能及其转化(6年必考)
1.(2025安徽4题)网球比赛中,高速飞行的网球撞击球拍使球拍发生形变,如图所示,则在球拍恢复原状的过程中,球拍的弹性势能转化为网球的_______。
1
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3
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5
6
第1题图
动能
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2.(2022安徽13题)如图,在2022年北京冬奥会开幕式上,质量约为3 t的奥运五环缓缓升起。若将升起过程看成匀速直线运动,则该过程中奥运五环的( )
A.重力势能不变
B.动能增大
C.机械能不变
D.机械能增大
第2题图
D
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3
4
5
6
更符合安徽新中考
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3.(2024安徽15题)如图为某次蹦极运动的精彩瞬间。若一游客绑上安全绳之后从平台上由静止开始下落,则从开始下落至第一次到达最低点的过程中,游客的( )
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
第3题图
B
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2
3
4
5
6
更符合安徽新中考
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4.(2021安徽13题)图示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,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( )
A.动能减小
B.重力势能不变
C.机械能增大
D.机械能不变
第4题图
C
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4
5
6
更符合安徽新中考
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5.如图,弹簧下端悬挂一个实心小球,用手托住小球,小球静止在A点,此时弹簧处于自然长度。释放小球,小球向下运动到最低点B(不超过弹簧弹性限度)。若不计空气阻力,小球从A点运动到B点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的重力势能一直在减少,动能一直在增加
B.小球减少的重力势能全部转化为动能
C.弹簧的弹性势能不断增大
D.小球的机械能不变
第5题图
C
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5
6
更符合安徽新中考
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【解析】小球在下落过程中,重力不变,弹力不断增大,开
始一段时间内弹力较小,重力和弹力的合力方向向下,小球
加速向下运动,当重力和弹力的合力方向向上时,小球减速
向下运动,所以小球速度先增大后减小,小球质量不变,所
以小球动能先增大后减小;小球的高度不断降低,所以小球的重力势能不断减小,故A错误;小球下落过程中,当重力和弹力的合力向下时,小球加速向下运动,弹簧不断伸长,小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能;
第5题图
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更符合安徽新中考
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当重力和弹力的合力向上时,小球的速度不断减小,弹簧不断增长,小球的重力势能和动能转化为弹簧的弹性势能,故B错误;小球下落时,弹簧不断伸长,即其弹性形变不断增大,所以弹簧的弹性势能不断增加,故C正确;小球从A点运动到B点的过程中,小球的机械能转化为了弹簧的弹性势能,所以机械能改变,故D错误。故选C。
第5题图
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探究物体的动能跟哪些因素有关
6.(2018安徽)图为探究物体(钢球)动能大小跟哪些
因素有关的实验装置。
(1)实验原理:
①钢球从平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_____;
②钢球从平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,运动钢球所具有的动能越_____。
第6题图
大
大
1
2
3
4
5
6
更符合安徽新中考
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(2)实验现象:
①同一钢球从斜面上不同高度处由静止向下运动。在水平木板上撞击木块,钢球开始向下运动的起点位置越_____,木块运动的距离越长;
②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______,木块运动的距离越长。
第6题图
高
大
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更符合安徽新中考
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请完成《课后提升练》P29习题
更符合安徽新中考
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