11.4 动能和势能-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（沪粤版·新教材）

11.4动能和势能 … 知识清单心 知识点1什么是能 1.定义：物体能够对别的物体做功，我们就说这个物体具有 能量或者能。物体能够做的功越多，它具有的能量就越多。 2.单位：在国际单位制中，能的单位与功的单位相同，都是 焦耳(J)。 知识点2动能 1.定义：物体由于① 而具有的能叫做动能，一切运 动的物体都具有动能。 2.决定动能大小的因素：物体的② 和运动③ (1)质量相同时，物体的速度越大，它具有的动能越大。 (2)速度相同时，物体的质量越大，它具有的动能越大。 知识点3势能 1.重力势能：高处的物体由于受④ 作用而具有的 能叫做重力势能。 2.决定重力势能大小的因素：物体的⑤ 和物体的位置。 (1)质量相同时，物体的位置越高，它具有的重力势能越大。 (2)高度相同时，物体的质量越大，它具有的重力势能越大。 3.弹性势能：物体⑥ 而具有的能叫做弹 性势能。 4.决定弹性势能大小的因素：弹性强弱和弹性形变大小。 (1)弹性强弱相同时，物体的弹性形变越大，它具有的弹性 势能就越大。 (2)弹性形变相同时，物体的弹性越强，它具有的弹性势能 就越大。 5.重力势能和弹性势能统称为势能。 知识点4机械能的转化 1.机械能：物体的动能和势能统称为机械能。 2.机械能的转化：物体的动能和势能是可以相互转化的；有摩擦 等阻力时，在动能和势能的相互转化中，机械能会不断⑦ 3.机械能跟其他形式的能之间也可以相互转化，如水力发电 是水的机械能转化为电能；电动机工作时，电能转化为机械能。 知识拓展 理解功和能量 1.功是说明一个力对物 体作用过程中取得成效的物 理量，是针对一个过程而言 的，所以说功是一个过程量； 而物体能够对外做功，表示 这个物体具有能量，所以能 量是描述一个物体做功本领 的物理量，是一个状态量。 2.“物体能够对外做功” 并不代表物体一定正在做 功。具有能量的物体，由于 所处的条件不同，它可能正 在做功，也可能目前没有做 功。例如被举高的重锤，当 它静止在空中时，它没有做 功，而当它下落将木桩打入 地里时，它才对木桩做功；又 如空中飞行的子弹，它没有 做功（不考虑空气阻力），而 当它击入木板或碰倒木板 时，它才对木板做功。 温馨提示 判断机械能是否守恒， 可以看是否只有动能和势能 的相互转化。如果只有动能 和势能间的转化，那么研究 对象的机械能守恒，否则不 守恒。 课堂笔记 上册第十一章 …◆归类探究 考点1动能与势能 【例1】(2025盐城)如下图所示，摆球下降 的过程中，它的 A.重力势能减小，动能减小小 B.重力势能减小，动能增大 C.重力势能增大，动能增大 D.重力势能增大，动能减小 【点拨】高处的物体由于受重力作用而具 有的能量叫做重力势能，物体的重力势能与物 体的质量和高度有关。物体由于运动而具有 的能量叫做动能，物体的动能与物体的质量和 运动的速度有关。 考点2机械能的转化 【例2】下列四个情境中，属于将动能转化 为势能的是 A.拉弓放箭 B.踩板下滑 C.秋千上摆 D.弹簧拉车 【点拨】机械能包括动能和势能。物体由 于运动而具有的能叫动能；高处的物体由于受 到重力作用而具有的能叫重力势能；物体发生 弹性形变而具有的能叫弹性势能。物体的动 能大小与其质量和速度有关，物体的重力势能 大小与其质量和所处高度有关，物体的弹性势 能大小与其弹性强弱和弹性形变的程度有关。 动能和势能可以相互转化。 基础达标心… 一、填空题 1.质量较小的燕子和质量较大的喜鹊在空中飞 6 物理九年级HY版 行。如果它们飞得一样快，则 的动能大；如果它们的重力势能相等，则 飞得高。 2.物理学与日常生活网球 比赛中，高速飞行的网球 撞击球拍使球拍发生形 变，如右图所示。则在球 拍恢复原状的过程中，球拍的 转化为网球的 。 (均选填 “动能”“重力势能”或“弹性势能”) 3.（2025一2026南昌一中教育集团检测)作为 中国空间站T字构型的最后一个舱段，梦天实 验舱于2022年10月31日下午，由长征五号B 遥四运载火箭在海南文昌航天发射场发射升 空。梦天实验舱和火箭加速升空过程中，梦天 实验舱的重力势能将 ,机械能将 。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 二、选择题 4.学科融合(2025乐山，有改动)为响应国家 “中小学生每日综合体育活动时间不低于2 小时”的要求，某校组织学生远足爬山，开展 户外运动。爬山区域等高线地形图如下图 所示。不考虑重力变化，队伍重力势能最大 的位置是 () 单位：m 66 600-B1 600 500 500 -400 400 A.A处B.B处 C.C处 D.D处 5.(2025南通)飞行的子弹因为速度大而具有 较大的动能。下列图片所示的四次实验中， 对比哪两次实验能说明其道理 () &ngn8n总n ⑦ ② ③ ④ A.①②B.②③ C.②④D.③④ 能力提速 一、填空题 1.如右图，桌面水平且 光滑，弹簧的左端固 定，右端连接一个小球，它们套在光滑的水 平杆上。α是压缩弹簧后小球由静止释放的 位置，b是弹簧原长时小球的位置，c是小球 到达最右端时的位置。则小球从a运动到c 的过程中，在 (选填“a”“b”或“c”) 位置的机械能最大；从b到c的过程中，小球 的动能转化为弹簧的 能。 二、选择题 2.在排球比赛中，小明把排球竖直向上抛出， 排球在空中运动的过程中动能Ek随时间t 变化的图像最接近 B D 变式若小明将排球斜抛出去，排球在空中 运动的过程中动能Ek随时间t变化的图像 最接近 () 三、实验与探究题 3.(2025一2026乐平期末)在探究“物体动能的 大小与哪些因素有关”的实验中，让铁球从 斜面上静止释放，撞击木块，将木块推出一 段距离，如图甲所示。请回答下列问题： 0000000 (1)探究铁球的动能大小与质量的关系，应 让质量 的两个铁球分别从同 一斜面的 高度由静止释放，使 铁球到达水平面时的速度 (均选填“相同”或“不同”) (2)该实验中通过观察 的大小，来比较铁球动能的大小，用到 了 法。 (3)有同学将实验装置改进，如图乙所示，利 用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程 度后静止释放，撞击同一木块，将木块推出 一段距离进行比较。这可以探究铁球的动 能大小与 (选填“质量”或“速 度”)的关系。 (4)实验结束后，某同学拿走木块，先后将同 一小车从同一斜面的不同高度处静止释放， 记录小车在相同水平面上从开始滑行直到 静止时的距离。根据实验现象，该同学得出 了动能与速度有关的结论。你认为该同学 的实验方案是否可行？答： (选填“可行”或“不可行”)。 …心 思维拓展 … (多选)一个小球竖直向上运动后落回地面， 这个过程中先后经过空中的M、S两点，小 球在这两点的动能和重力势能如下图所示。 则小球在S点的 能量小 10 0.8 0.6 0.4 0. 00 M点 M点 S点 S点 动能 重力 能 重力 势能 势能 A.离地高度比在M点的低 B.速度比在M点的小 C.机械能等于在M点的机械能 D.机械能小于在M点的机械能 上册第十一章9.解：(1)由P= W==F可知，小明和工人对木箱 A做功的功率 P=Fv=600N×0.2m/s=120W (2)对木箱A的作用力F所做的总功 W=Fs=600N×4m=2400J 克服木箱A的重力所做的有用功 W有用=Gh=1000N×2m=2000J 则该斜面的机械效率 -W4里X100%=名000) n一we 2400jX100%≈83.3% (3)克服木箱A受到的阻力所做的额外功 W外=W。一W有用=2400J一2000J=400J 则木箱A受到的阻力f= W先=400J-100N s 4m 11.4动能和势能 知识清单 ①运动②质量③速度④重力⑤质量⑥发生 弹性形变⑦减少 归类探究 1.B2.C 基础达标 1.喜鹊燕子2.弹性势能动能3.变大变大 4.D5.A 能力提速 1.b弹性势【解析】小球从a运动到c的过程中，重 力势能不变，所以机械能最大的位置为动能最大的位 置。小球从a运动到b的过程中，速度增大：从b运动 到c的过程中，速度减小，则小球在b位置的速度最 大，动能最大，故机械能最大。小球从b到c的过程 中，小球的速度减小，动能减小，弹簧的形变量增大， 故此过程是将小球的动能转化为弹簧的弹性势能的 过程。 2.C变式A 3.(1)不同相同相同(2)木块移动的距离转换 (3)速度(4)可行 思维拓展 AD【解析】小球在M点的重力势能大于在S点的 重力势能，小球的质量不变，所以小球在M点的高度 大于在S点的高度，故A正确。小球的质量不变，小 球在M点的动能小于在S点的动能，所以小球在M 点的速度小于在S点的速度，故B错误。小球在运动 过程中没有发生弹性形变，所以机械能等于动能和重 力势能之和，由图可知，小球在M点的动能和在S点 的重力势能相等，小球在M点的重力势能大于在S 点的动能，所以小球在M点的机械能大于在S点的 机械能，故C错误，D正确。 进阶突破 考向聚焦 1.力距离2.2003.风重力势 4.250在各部件之间加润滑油来减小摩擦（或合理增 加刮板的宽度和长度，在不增加过多阻力的情况下， 提高每次舀水的质量等，合理即可) 5.B 物理九年级HY版 6.解：(1)由图乙可知，20s内拉力做的功为4×103J,则 拉力做功的功率 P=W=4X10J=200w 20s W粒X100%= (2)根据？= Gh W。 ×100%可知，货物的 重力 G=We=80%X4X10J=800N h 4m (3)根据W。=W有十W=Gh十W可知，额外功 W=W。-Gh=4×103J-800N×4m=800J 克服摩擦力做的功为额外功，则货物与斜面的摩擦力 WE_800J=100N f一 8 m 7.(1)乙(2)质量速度(3)乙、丙(4)保持安全车 距（或系好安全带，合理即可） 【解析】(1)由甲、乙两幅图可知，小钢球质量相同，图 乙中小钢球所处位置高，重力势能大，到达斜面底端 时重力势能转化成的动能大，速度大。(2)由甲、乙两 幅图可知，在质量一定时，小钢球的速度越大，动能越 大。(3)模拟汽车超载应控制小钢球的速度一定，改 变小钢球的质量，应选择速度相等、质量不同的小钢 球，乙、丙两幅图符合题意。(4)保持安全车距或系好 安全带，可以避免由于惯性而造成的危害。 挑战中考 1.变小不变 2.121.53【解析】对物体做的有用功W有=Gh= 24N×0.5m=12J。由图可知，滑轮组的有效绳子段 数n=3,绳子末端移动的距离s=nL=3×1m=3m, 拉力做的总功W。=Fs=5N×3m=15J,拉力做功 的功率P=We=5】=1,5W。额外功是克服物体 t10s 与斜面间摩擦力做的功，W解=W总一W有=15J一12J =3J,所以摩擦力f= w=3J=3N。 L-1m 3.A4.A 5.C【解析】该装置可简化为一个杠杆模型，动力臂 ON大于阻力臂OM,是一个省力杠杆，A错误。根据 杠杆的平衡条件F,L1=F:L2可得，FXON=FwX OM,FM=G=200N,OM:ON=1:2,可得FN= 100N,B错误。FM=200N,s物=0.5m,M端绳子的 拉力对物体做的功W=FMs物=200NX0.5m= 100J,C正确。M端绳子的拉力对物体做功的功率P w_100J=100w,D错误。 6.D 7.AD【解析】第一次机械效率：=75%，第二次机械 效率2=70%，所以第一次提升重物时机械效率较 高，A正确。不计绳重和摩擦，使用同一动滑轮，额外 功都是克服动滑轮重力做的功，因为动滑轮重力不 变，提升高度相同，根据W=G动h可知，两次额外功 相等，B错误。第一次额外功W1=900J,且W赢1占 W 900 J 总功的25%，则第一次总功Wa1=25%=25% 3600J,第一次有用功W有1=W总1一W1=3600J一