課時10.6合理利用機械能（原卷版）

課時10.6合理利用機械能（幫課堂）（解析版）【學(xué)習(xí)目標】1.知道動能、勢能和機械能2.通過實驗，了解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化3.用實例說明機械能和其他形式能量的相互轉(zhuǎn)化【知識導(dǎo)圖】【基礎(chǔ)知識】知識點一：動能和勢能1.能的概念：①定義：如果一個物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說它具有能量。②單位：能量和功的單位都是焦耳，簡稱焦，用符號J表示。③具有能量的物體不一定正在做功，做功的物體一定具有能量。④物體做功的過程實質(zhì)就是能的轉(zhuǎn)化過程；物體做的功越多，說明某種能轉(zhuǎn)化為其他形式的能越多。2.動能：①定義：物體由于運動而具有的能叫做動能，用符號EK表示。【實驗探究】動能大小的有關(guān)因素實驗器材：斜面、質(zhì)量不同的小球、木塊（2）研究對象：小球（3）實驗過程：讓小球從斜面滾下，撞擊放在水平面上的木塊，比較木塊被撞擊后運動的距離，進而判斷小球動能的大小。（4）比較甲、乙實驗可知，速度相同時，質(zhì)量越大的物體動能越大；（比較甲、丙實驗可知，質(zhì)量相同時，速度越大的物體動能越大；可見，動能的大小與物體的質(zhì)量和物體的運動速度有關(guān)。（5）甲、乙兩次實驗，讓質(zhì)量不同的小球從同一斜面同一高度滾下的目的是：使小球達水平面有相同的初速度。丙兩次實驗，讓質(zhì)量相同的小球從同一斜面不同高度滾下的目的是：使小球達水平面有不同的初速度。（6）該實驗的實驗方法有：控制變量法和轉(zhuǎn)換法③影響動能大小的因素是：物體的質(zhì)量和物體運動的速度。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大。④計算公式：EK=1／2mv2由公式可知，影響動能較大的因素是物體的運動速度。⑤一切運動的物體都具有動能，靜止的物體動能為零，勻速運動且質(zhì)量一定的物體(不論勻速上升、勻速下降，勻速前進、勻速后退，只要是勻速)動能不變。物體是否具有動能的標志是：物體是否在運動。3.勢能：①勢能包括重力勢能和彈性勢能。②重力勢能：（1）定義：物體由于被舉高而所具有的能叫做重力勢能，用符號Eh表示。【實驗探究】重力勢能大小的有關(guān)因素a.實驗器材：裝有沙子的箱子，桌腳是四根鐵釘?shù)男》阶?，重物甲乙丙b.研究對象：重物c.實驗過程：讓重物從一定的高度自由下落沖擊放在沙面上的小方桌，比較小方桌下陷的深度，進而判斷重物重力勢能的大小。d.比較甲、乙實驗可知，質(zhì)量相同時，被舉高的高度越高物體重力勢能越大；比較甲、丙實驗可知，被舉高高度相同時，質(zhì)量越大物體重力勢能越大；可見，重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)。e.該實驗的實驗方法有：控制變量法和轉(zhuǎn)換法（2）影響重力勢能大小的因素是：物體的質(zhì)量和被舉的高度。質(zhì)量相同的物體，被舉的越高，重力勢能越大；被舉的高度相同的物體，質(zhì)量越大，重力勢能越大。（3）計算公式：Eh=mgh，其中h是指被舉高的高度。（4）一般認為，水平地面上的物體重力勢能為零。位置升高且質(zhì)量一定的物體（不論勻速升高，還是加速升高，或減速升高，只要是升高）重力勢能在增大，位置降低且質(zhì)量一定的物體（不論勻速降低，還是加速降低，或減速降低，只要是降低）重力勢能在減小，高度不變且質(zhì)量一定的物體重力勢能不變。（5）物體是否具有重力勢能的標志是：物體是否被舉高。③彈性勢能：（1）定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫做彈性勢能，用符號Ex表示。（2）影響彈性勢能大小的因素是：彈性形變的大?。▽ν粋€彈性物體而言）對同一彈簧或同一橡皮筋彈性形變越大，彈性勢能越大。（3）計算公式：Ex=1／2k△x2，其中△x表示形變量。（4）物體是否具有彈性勢能的標志：是否發(fā)生彈性形變。知識點二：機械能及其轉(zhuǎn)化1.定義：動能與勢能統(tǒng)稱為機械能。2.動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量。動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，也就是說機械能是守恒的。3.動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：a.質(zhì)量一定的物體，加速下降，動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；b.質(zhì)量一定的物體，減速上升，動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。4.動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：a.如果一個物體動能減小，而另一個物體彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；b.如果一個物體動能增大,而另一個物體彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。例：不計空氣的阻力和摩擦，試分析皮球從空中自由下落到彈回到原來位置的能量轉(zhuǎn)化。⑤自然界中可供人類利用的機械能源有水能和風(fēng)能．大型水電站通過修筑攔河壩來提高水位，從而增大水的重力勢能，以便在發(fā)電時把更多的機械能轉(zhuǎn)化為電能。關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（）A．一個物體能夠做功，就說這個物體具有能B．一個物體已做過的功越多，說明這個物體具有的能越多C．一個物體做了功，說明這個物體具有能D．用線懸掛著的小球，沒有做功，所以沒有能下列物體中即具有動能又具有勢能的是（）A．在平直公路上行駛的汽車 B．拉長的橡皮筋C．正在下落的雨滴 D．水庫里的水【作業(yè)幫】1．下列說法正確的是（）A．具有能的物體一定在做功 B．具有能的物體一定做了功C．具有能的物體一定能夠做功 D．以上說法都正確2．下列物體中：①擰緊的鐘表發(fā)條；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的彈簧；④充滿氣的氣球；具有彈性勢能的是（）A．①②③④ B．①③④ C．只有① D．只有①③3．2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖，分析可知，足球（）A．在B點時動能為0B．在運動過程中，只存在動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化C．在A、D兩點動能可能相等D．由B點向D點運動的過程中，動能不變，重力勢能減小4．關(guān)于動能和勢能，下列說法正確的是（

）A．物體沒有做功，它一定不具有能B．位置高的物體，它的勢能一定大C．質(zhì)量大、速度大的物體動能一定大D．彈簧一定具有彈性勢能5．一輛汽車勻速上坡，關(guān)于它的動能、重力勢能和機械能，下列說法正確的是（）A．動能增加，重力勢能增加，機械能增加B．動能減少，重力勢能不變，機械能不變C．動能不變，重力勢能增加，機械能增加D．動能不變，重力勢能減少，機械能減少6．如圖所示，小明和同學(xué)一起蕩秋千．下列說法正確的是（）A．通過最低點時的動能為零 B．下降過程中的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C．到達最高點的重力勢能最大 D．上升過程中的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能7．如圖所示，鉤碼B的重力大于鉤碼A，用手托鉤碼B使兩者處于靜止狀態(tài)。若不計摩擦、繩重和空氣阻力，放手后鉤碼A加速上升，在鉤碼A碰到滑輪前的過程中，下列說法正確的是（）A．鉤碼A的機械能保持不變B．鉤碼B的機械能保持不變C．鉤碼A的動能增加，機械能增加D．鉤碼B的動能增加，機械能增加8.在2021年8月6日東京奧運會女子標槍決賽中，中國名將劉詩穎展現(xiàn)出強勁的比賽實力，創(chuàng)造出66米34的佳績，成功奪冠，為中國隊摘得一枚金牌，如圖曲線ABC是標槍在空中運動的軌跡圖，下列說法正確的是（）A．標槍上升階段動能減小，勢能增大，機械能不變B．標槍上升到最高點時動能為零，重力勢能最大C．動能先減小后增大，機械能不斷減小D．標槍下降階段動能增大，重力勢能增大，機械能增大9.．如圖所示，“蹦極”是人們喜愛的刺激運動的示意圖。質(zhì)量為m的運動員，將橡皮繩一端系自己的腰間，另一端固定在P點，O點是橡皮繩不系人自然下垂所在的位置，R點是運動員從P點自由下落所能到達的最低點，在運動員從O點到R點運動的過程中，不考慮空氣阻力，以下說法正確的是（）A．運動員到達O點時，速度最大B．運動員到達R點時，速度為零，受到平衡力的作用C．運動員受到的合力先減小后增大D．運動員在整個過程中先做加速運動后做勻速運動10.如圖所示，一個小球放在粗糙水平木板上，木板固定不動，彈簧與水平木板不接觸，彈簧的一端與小球相連，另一端固定在墻壁上，彈簧保持自然長度時小球剛好在A點，現(xiàn)把小球向左拉至C點后釋放，小球就由C運動到A，再由A運動到B，由B到A，A到D，D到……，不計空氣阻力，在此過程中，下列分析正確的是（）A．從C到A和從A到B小球受到彈簧的彈力方向相同B．小球最后一定會停在A處C．彈簧的彈性勢能最終轉(zhuǎn)化為小球的機械能D．C到A，B到A，小球動能都是先增大后減小11.裝滿水的灑水車，在平直的馬路上一邊灑水，一邊勻速前行。在它灑水的過程中，灑水車的動能將________。12．如圖，是高空跳傘運動員跳傘表演中下降過程中的一個畫面。跳傘運動員從飛機上跳出，經(jīng)過一段時間加速后，在離地面7km時開始以5m/s的速度勻速下降至地面。在運動員從7km高空下落至地面的過程中，______能轉(zhuǎn)化為______能。13.如圖是軍軍玩彈弓的情景。經(jīng)驗表明，在一定范圍內(nèi)，橡皮筋拉得越長，同樣的“子彈”射得越遠，橡皮筋對“子彈”做的功越______，橡皮筋具有的彈性勢能越______，說明橡皮筋的彈性勢能與______有關(guān)。14.如圖甲所示，小球從某高度處靜止下落到豎直放置的輕彈簧上并壓縮彈簧，彈簧被壓縮說明力可以改變物體的_____。圖乙為小球剛接觸彈簧到將彈簧壓縮到最短的過程中，小球的速度和彈簧被壓縮的長度Δl之間的關(guān)系圖像。不計空氣阻力，此過程中，小球動能大小的變化情況是：_____。15.如圖所示是探究“物體的動能大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置。（1）該實驗中所探究的物體的動能是指________（選填“木塊”或“鋼球”）的動能；完成圖甲所示的實驗后，在進行圖乙所示的實驗前應(yīng)先將被撞擊的木塊________________；（2）“十次車禍九次快”是在警醒駕駛員駕駛車輛時不要超速，為了研究超速帶來的危害，應(yīng)該選用甲、乙、丙中的________兩次實驗進行比較；（3）猜想一下，若斜面和水平面均光滑，將木塊固定在水平面上，鋼球與木塊撞擊時無能量損失，則鋼球撞擊木塊反彈后________（選填“會”或“不會”）運動到斜面上原來釋放的位置。16.在做“探究物體的重力勢能與哪些因素有關(guān)”的實驗時，三