第四课时：机械能(人大附中屈真)

第三单元 简单机械、功和能
第四课时：机械能
【考点前测】
考点1：动能、重力势能、弹性势能
1.能的概念:物体能对外 ，我们就说这个物体具有 ，简称 ，单位是 。

物体能够做的功越多，它具有的 就越大。

2. 动能:物体由于 具有的能叫作动能，它的大小跟 和 有 关。

质量相同的物体，运动的速度越 ，它具有的动能就越大；运动速 度相同的物体，质量越 ，它具有的动能就越大。

3. 势能
: 重力势能:受重力的物体被 后具有的能叫作重力势能。

重力势能的大小跟 和 有关。

物体质量越_____，位置越_____，它具有的重力势能就越大。

弹性势能:具有弹性的物体发生 后具有的能叫作弹性势能。

考点2：机械能
1.机械能: 和 统称为机械能。

考点3：动能、势能的相互转化
1.机械能的转化:物体的动能和势能之间是可以相互的。

在只有动能和势能相互转化的过程中，的总量保持不变，即机械能是（选填“守恒”或“不守恒”）的。

2.做功过程实质上就是能量和的过程。

功是能量变化的，即力对物体做了多少功，就有多少能量发生了变化。

【典型例题】
例1:如图3-4-1所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A ． 铅球由a →b 时，动能逐渐增大
B ． 铅球在b 点的机械能大于a 点的机械能
C ． 铅球由b →c 时，机械能逐渐减小
D ． 铅球在c 点时动能最大
解析：（1）不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。

（2）物体没有发生弹性形变，不考虑弹性势能。

质量不变，根据高度判断重力
图
3-4-1
势能大小，根据机械能=动能+势能。

由重力势能大小判断动能大小。

（3）铅球在上升过程中，动能转化为重力势能，下落过程中，重力势能转化为动能。

（4）重力势能大小的影响因素：质量、被举的高度。

质量越大，高度越高，重力势能越大。

A 、铅球由a →b 时，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，重力势能不断增大。

不符合题意。

B 、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。

a 、b 、c 三点的机械能相等．不符合题意。

C 、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。

铅球由b →c 时，机械能都相等．不符合题意。

D 、a 、b 、c 三点的机械能相等。

机械能=动能+势能。

铅球的质量不变，h b ＞h a
＞h c ，b 点的铅球的重力势能大于a 点铅球的重力势能大于c 点的铅球的重力势能，b 点的铅球的动能小于a 点铅球的动能小于c 点的铅球的动能。

所以铅球在c 点时动能最大．符合题意。

故选D 。

【变式练习】
1.如图3-4-2是一同学正在体育课中进行实心球投掷训练，不计空气阻力，投出的实心球在上升过程中（ ）
A ．动能不变、重力势能增加
B ．重力势能不变、动能增加
C ．动能转化为重力势能
D ．重力势能转化为动能
2. 小红按照图3-4-3所示情景作了一个有趣的实验。

她把一个悬挂起来的铁锁拉到自己的面前并接触鼻子，然后将铁锁由静止释放，保持头的位置不变，铁锁摆回时不会撞击她的鼻子。

铁锁由接触鼻子的位置a 开始，沿弧线abc 向另一侧的最高点c 运动的过程中，关于它的动能大小，下列说法中正确的是（ ） A.铁锁在位置a 有最大的动能
图3-4-2
图3-4-3
B.铁锁在位置b有最大的动能
C.铁锁在位置c有最大的动能
D.铁锁在a、b、c三处的动能相同
【巩固训练】
1.下列过程中，属于动能转化为重力势能的是（）
A．水从高处往下泻落 B．骑自行车下坡，不蹬脚踏板，车速越来越大 C．小孩从滑梯上匀速滑下 D．跳高运动员从起跳到越杆的过程
2.“回力”玩具车，玩耍时要先用手压住，往后退一点，松手后才能往前跑。

“用
手压住，往后退”是存贮了（）
A．弹性势能 B．重力势能 C．动能 D．惯性
3. 2014年8月19日11时15分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载
火箭成功发射高分二号遥感卫星，卫星顺利进入预定轨道，高分二号卫星的空间分辨率优于1m，同时还具有高辐射精度、高定位精度和快速姿态机动能力等特点，标志着中国遥感卫星进入亚米级“高分时代”。

这颗卫星在加速升空过程中机械能。

（选填“增大”、“不变”或“减小”）
【考点后测】
一、单项选择题
1.下列关于能量的说法中正确的是 ( )
A.做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B.做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C.能够做功的物体具有能量，但不一定正在做功
D.能量多的物体所做的功一定就多
2.关于能量的概念，下列说法正确的是（）
A．悬挂着的物体，由于没有做功，所以不具有能量
B．速度相同的物体，其动能一定相同
C. 同一高度的物体，其重力势能一定相同
D．蹦紧的弓能射出去箭，所以具有能
3.下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是( )。

A ．跳伞运动员在空中匀速下落的过程 B ．热气球匀速上升的过程
C.汽车在水平路面上匀速行驶的过程 D ．铅球自由下落的过程
4.下列各过程中属于动能转化为势能的是( ) A.拉开弓把箭射出去 B.小铁块在空中下落
C.在水平地面上滚动的足球
D.停蹬脚踏板后的自行车正在冲上斜坡
5. 如图所示3-4-4，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化
是
（ ）
A ．重力势能减小，弹性势能增大
B ．重力势能增大，弹性势能增大
C ．重力势能减小，弹性势能减小
D ．重力势能增大，弹性势能减小
6.如图3-4-5所示的为长征三号丙运载火箭携带第十一颗北斗导航卫星加速升空的情景。

关于这颗导航卫星在加速升空过程中其机械能的变化，下列说法正确的( )。

A ．动能增加，重力势能增加，机械能不变 B ．动能增加，重力势能增加，机械能增加 C ．动能减少，重力势能增加，机械能减少 D.动能不变，重力势能增加，机械能增加
二、多项选择题
1. 下列有关机械能的说法正确的是( )。

A ．只要有力对物体做功，物体的机械能就改变 B ．在平衡力作用下运动的木块的动能保持不变
C ．推出的铅球在下落过程中增加的动能是由重力势能转化来的
图3-4-4
图3-4-5
D.如果物体通过的路程与所用时间的比值不变，则物体的机械能不变
2.如图3-4-6所示，运动员在进行蹦床比赛，运动员离开蹦床向上运动到一定高度又落到蹦床上。

不计空气阻力，关于运动员离开蹦床后的运动过程，下列说法正确的是( )。

A.在上升过程中，蹦床对运动员一定不做功 B.在最高点运动员的速度为零，所受合力为零 C.在下落过程中，运动员的重力势能减小 D.在下落过程中，运动员所受的重力做功越来越快
3.在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌。

他在比赛过程中运动的轨迹（a →b→c→d→e ）如图3-4-7所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋（）
A ．从a 点下滑到b 点过程中，动能增加
B ．从b 点运动到c 点过程中，重力势能增加
C ．在c 点的机械能等于d 点的机械能
D ．在a 点的机械能等于c 点的机械能
三、填空题
1.说明下列物体具有哪种形式的机械能: ⑴在水平轨道上行驶的火车具有。

⑵静止在高空的物体具有。

⑶在盘山公路上向下行驶的汽车具有。

⑷拧紧的发条具有。

2.跳伞运动员在跳伞时要经历两个过程：第一个过程即伞未张开，他下落的速度会越来越快，此时它所具有的动能，势能；第二个过程：即伞张开后，他会匀速下落，则此过程中动能，势能，机械能总量。

(填“变大”、“变小”或“不变”)
3.如图3-4-8所示，用手捻动滚摆使摆线缠在轴上，滚摆升到最高点，放开手可以看到滚摆下降，越转越快，到达底端后，滚摆又向上运动。

对滚摆的运动过程中的机械能进行分析：
滚摆在下降
图3-4-7
图3-4-6
图
3-4-8
时动能______，势能______；上升时，动能________，势能_______。

滚摆每次上升的最高高度都比前次稍低，表明滚摆的机械能总量在不断______。

(选填“变大”、“变小”或“不变”)
四、实验探究题
1.小明利用如图3-4-9所示的实验装置“探究动能的大小与哪些因素有关”时，先提出如下猜想：A.物体的动能可能与物体的质量有关；B.物体的动能可能与物体的速度有关。

（1）在本实验中，通过改变小球在斜面上由静止释
放的来改
变小球到达水平面时的速度大小。

通过观察比较水平面上的木块被撞击后来间接判断小球达到水平面时的动能大小。

（2）为探究猜想A 是否正确，应对比和两组实验。

（选填“甲”、“乙”或“丙”） （3）为探究猜想B 是否正确，应对比和两组实验。

（选填“甲”、“乙”或“丙”）
2.如图3-4-10所示，用装有细沙的容器、桌面粘有橡皮泥的三条腿小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因
素有关”的实验。

（1）该实验是通过观察比较来间接判断物体重力势能大小的。

（2）实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体的关系，操作时应该让木块从（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落。

3.如图3-4-11所示的是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验装置。

某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上。

他们观察到：在不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越多，即重锤具有的重力势能越大。

他们用m 表示重锤的质量，H 表示重锤升起的高度，h 表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将
实验数据详细记录在下面的表格中。

丙
图
图3-4-9 图3-4-11
(1)分析比较实验序号1与2(或3与4或5与6)的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：。

(2)分析比较实验序号的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。

4．两只外形相同的网球表面潮湿，其中一只球内填充了砂粒。

让它们从相同高度由静止释放落至同一地面，留下的印迹如图3-4-12所示。

由此可知（ ） A ．落在a 处的网球开始下落时的重力势能大 B ．落在b 处的网球开始下落时的重力势能大 C.两个网球开始下落时的重力势能一样大 D ．无法比较两个网球开始下落时的重力势能大小
5．弹弓是一种常见的玩具，它能把“子弹”射出一段距离。

如图3-4-13所示，小刚同学用弹弓研究橡皮筋弹性势能大小的影响因素。

保持弹弓的高度和“子弹”水平的发射方向不变，小明发现，在弹性限度内，橡皮筋拉的越长，同样的“子弹”
射得
越远。

由此，小明得到结论：在弹性限度内，橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的有关。

参考答案： 【变式练习】 1.C ； 2.B ； 【巩固训练】 1.D ；
2.A ；
3.增大；
【考点后测】 一、单项选择题 1.C ； 2.D ； 3.D ； 4.D ； 5.A
6.B
二、多项选择题
1.BC ；
2.ACD ；
3.ABC 三、填空题
1.（1）动能（2）重力势能 （3）动能、重力势能 （4）弹性势能；
图3-4-13
图3-4-12
2.变大变小不变变小变小；
3.变大变小变小变大变小
四、实验探究题
1.（1）高度移动的距离（2）甲乙（3）甲丙；
2.（1）桌腿下陷深度（2）质量相同；
3.（1）质量相同的物体，高度越高，具有的重力势能越大（2）14（或36）；
4.B；5；形变量。