3.2機械能（講義）（原卷版）

浙教版九年級上冊第三章第二節(jié)機械能【知識點分析】一.動能1.動能的定義：物體由于運動而具有的能量叫做動能。一切做機械運動的物體都具有動能。飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動的水和空氣等，都具有動能。2.動能大小的影響因素：3.實驗變量：（1）小球的初始高度：控制到達水平面的速度大?。?）不同質(zhì)量的小球：（3）物塊移動的距離：表示小球動能大小4.實驗操作：（1）相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究速度對物體動能的影響（2）不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對物體動能的影響5.實驗方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法6.實驗結(jié)論：物體的動能大小與質(zhì)量有關(guān)，與速度有關(guān)二.勢能1.重力勢能：（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。（2）重力勢能的影響因素：（3）實驗變量：①小球的初始高度：控制到達水平面下落距離②不同質(zhì)量的小球：③陷入沙坑的距離：表示小球重力勢能大?。?）實驗操作：①相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究下落高度對物體重力勢能的影響②不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對物體重力勢能的影響③相同質(zhì)量的小球從運動軌跡下落，探究下落運動軌跡對物體重力勢能的影響（5）實驗方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法（6）實驗結(jié)論：物體的重力勢能大小與質(zhì)量有關(guān)，與下落高度有關(guān)，與運動路徑無關(guān)2.彈性勢能：(1)定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關(guān)。三.機械能與機械能守恒1.機械能：動能和勢能之和稱為機械能。2.機械能守恒：物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機械能的總量就保持不變，即機械能守恒。3.機械能守恒的幾種類型（1）彈簧：在下落過程中，小球未接觸彈簧之前機械能守恒，接觸彈簧后機械能減少，隨著壓縮程度增大，彈力增大，即出現(xiàn)下圖的：a.接觸點：之前小球機械能守恒，之后小球機械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點動能最大c.最低點：動能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（2）蹦極a.接觸點：之前人機械能守恒，之后人機械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點動能最大c.最低點：動能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（3）滾擺：重力勢能與動能之間轉(zhuǎn)化（4）單擺ac兩點是最高點，動能為零重力勢能最大b.點是最低點，重力勢能最小，動能最大單擺整個過程中沒有首例平衡的點斜面重力勢能與動能轉(zhuǎn)化機械能守恒【例題分析】一、選擇題1．如圖所示，甲、乙是兩個完全相同的網(wǎng)球，在同一高度以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、將乙球豎直向上拋出，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（

）A．甲球在空中下落時，重力勢能增大，動能減小B．乙球上升過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C．拋出時甲、乙兩球的機械能相等D．拋出時甲球的動能小于乙球的動能2．小樂用可樂瓶制作水火箭，先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣，如圖甲所示；打開閥門后，水從尾部的金屬管向下噴出，水火箭豎直向上飛向空中，如圖乙所示。下列分析正確的是（）A．上升過程中，噴出的水對水火箭有向下的推力B．上升過程中，水火箭瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少C．上升過程中，水火箭的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D．下降過程中，水火箭的機械能逐漸增大3．2020年11月24日4時30分，長征五號運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點火升空，運送嫦娥五號探測器至地月轉(zhuǎn)移軌道。在運載火箭加速升空的過程中，下列說法正確的是（）A．動能增大，勢能減小 B．動能不變，勢能增大C．動能增大，勢能增大 D．動能減小，勢能增大4．2020年12月17日“嫦娥五號返回器”成功著陸。如圖是“返回器”通過大氣層返回地球時“打水漂”過程示意圖，“返回器”躍出大氣層后不再受摩擦阻力。下列關(guān)于“返回器”能量變化的說法正確的是（）A．從A到B點內(nèi)能增大，勢能增大B．從B點到C點動能增大，勢能減小C．從C點到D點動能先減小后增大，機械能不變D．從C點到D點勢能先增大后減小，機械能變小5．如圖所示，光滑軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)，BC段水平，一小球從A點由靜止釋放運動到C點的過程中，動能和勢能變化情況是（）A．A到B的過程，小球的動能增大，勢能不變B．A到B的過程，小球的動能增大，勢能減小C．B到C的過程，小球的動能不變，勢能減小D．B到C的過程，小球的動能增大，勢能不變6．如圖所示，斜面與水平面在M點相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，N點是彈簧自然伸長的位置。斜面與水平面光滑，忽略空氣阻力。當(dāng)物塊從斜面上P點由靜止滑下，與彈簧碰撞后若又返回到P點。則下列描述錯誤的是（

）A．物塊從M向P運動過程中，機械能減少B．物塊從N向M運動過程中，動能不變C．物塊從P向M運動過程中，重力勢能減少D．彈簧被壓縮最短時，彈簧的彈性勢能最大7．如圖所示，一物體從平臺上分別沿左右兩側(cè)的光滑斜面由靜止開始下滑到底端。下列說法正確（）A．物體在下滑過程中能量是不斷減少的B．物體在下滑過程中能量是不斷增加的C．該物體從左側(cè)下滑到底端時的速度等于從右側(cè)下滑到底端時的速度D．該物體從左側(cè)下滑到底端時的速度大于從右側(cè)下滑到底端時的速度8．如圖所示，一小鋼球從光滑固定斜面的a點由靜止釋放，相繼經(jīng)過b、c兩點，ab=bc，則下列判斷正確的是（忽略空氣阻力的影響）（

）A．小鋼球下滑過程中慣性越來越大B．小鋼球在ab、bc兩端內(nèi)運動的平均速度相等C．小鋼球在ab段重力勢能的減少量與bc段動能的增加量相等D．就a、b、c三點而言，小鋼球在a點具有的機械能最大9．如圖所示，滑板運動員從高處平臺的末端水平飛出，落在水平地面上，若不計空氣阻力，則滑板運動員在下落過程中（）A．重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能不變B．重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能增大C．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能增大D．動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能減小10．將AB兩物體以細線相連并跨過定滑輪，使兩物體距離地面相同高度，當(dāng)由靜止自由釋放后，A物體下降，B物體上升，假設(shè)細線及定滑輪的重量不計，且細線與定滑輪間無摩擦，關(guān)于物體運動過程中的下列說法正確的是（）A．A的機械能減少，B的重力勢能減少B．A的機械能不變，B的動能增加C．A的機械能減少，B的動能增加D．A的機械能不變，B的機械能增加11．如圖所示為乒乓球在水平地面上連續(xù)彈跳時產(chǎn)生的軌跡的一部分，該圖表明（）A．在圖中乒乓球的彈跳方向為自右向左B．乒乓球彈跳時機械能守恒C．乒乓球運動過程中重力勢能一直減小D．乒乓球某次彈起過程中，彈起瞬間的動能大于此過程最高點時的重力勢能12．如圖將一小球置于一彈簧上方，放手后，小球向下運動，到達A位置小球剛好與彈簧接觸，到達B位置小球的速度變?yōu)榱?，則對于此過程分析下列說法錯誤的是（）A．從A到B位置過程中，小球的機械能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能B．從A到B位置過程中，小球受到彈力一直變大C．從A到B位置過程中，小球的速度由大變小，到B位置為零D．從A到B位置過程中，小球開始時受到的彈力小于重力，后來受到的彈力大于重力13．為探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，某同學(xué)選擇了體積不同的實心鋁球a、b，體積相同的實心銅球c和實心鋁球d，以及平整的橡皮泥進行實驗，如圖所示。下列關(guān)于本實驗的法不正確的是（）A．實驗時要讓球從同一高度自由落下B．使用a球和b球可以探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系C．球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力勢能的大小D．利用本實驗的器材還可以探究重力勢能與高度的關(guān)系14．如圖所示，甲乙兩個質(zhì)量相同的小球，從相同高度同時開始運動，甲球由靜止釋放，乙球以一水平初速度拋出。甲球下落過程中經(jīng)過P、Q兩點，忽略空氣阻力，則下列說法錯誤的是（）A．釋放瞬間，兩球的重力勢能相等B．著地瞬間，兩球的動能相等C．兩球下落過程中的受力情況相同D．甲球先后經(jīng)過在P、Q兩點的機械能相等15．如圖，“蹦床”是體育比賽項目，床面彈性很大，運動員可在上面反復(fù)彈跳。從高空落下的運動員剛好與水平床面接觸的點為A點，能到達的最低點為B點，如圖所示，運動員從B點反彈回A點的過程中，不計空氣阻力，則（

）A．運動員在B點速度為0，受平衡力作用B．在反彈的瞬間，運動員在B點所受重力大于彈簧彈力C．從B點向上運動過程中，運動員的動能先增大后減小D．從B點向上運動過程中，運動員的機械能保持不變16．如圖所示是蕩秋千的簡化模型。擺球從A點由靜止釋放，到達D點后返回，B、C兩點等高。下列說法正確的是（）A．球在B、C兩點的動能相等B．球在A、D兩點的機械能相等C．球從B點到O點的過程中機械能減少D．球從O點到C點的過程中重力勢能減少17．半徑為r和R(r＜R)的光滑半圓形槽，其圓心均在同一水平面上，如圖所示，質(zhì)量相等的兩物體分別自半圓形槽左邊緣的最高點無初速地釋放，在下滑過程中兩物體()A．機械能均逐漸減小B．經(jīng)最低點時動能相等C．左邊的小球能能到達半圓形槽右邊緣最高點，右邊的小球則不能D．機械能總是相等的18．如圖為撐桿跳運動員在比賽中的幾個畫面，假設(shè)該過程不計空氣阻力，則下列說法中正確的是()A．運動員落地，在接觸海綿墊上最初的一段時間內(nèi)，其速度還在增加B．運動員上升階段，撐桿的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為人的動能C．運動員達到最高點時速度為零D．運動員助跑階段，身體中的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為人的動能19．如圖，粗糙的弧形軌道固定在地面上，軌道平面豎直。一小球由A點以一定的速度沿軌道滾下，經(jīng)另一側(cè)與A等高點B后到達最高點C，下列分析正確的是（

）A.小球在A點具有的機械能等于它在C點具有的機械能B．小球在A點的重力勢能比在B點的重力勢能大C.小球在A點具有的機械能等于它在B點具有的機械能D．小球在A點的動能比在B點的動能大20．如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，A點處彈性繩自然伸直。B點是運動員受到的重力與拉力相等的點，C點是蹦極運動員到達的最低點，運動員從O點到C點的運動過程中（忽略空氣阻力），則（）A．運動員在C點時速度為零，此時受平衡力的作用B．從O至C運動員機械能大小一直保持不變C．從O至A運動員速度增大，從A至C運動員速度減小D．從O至B運動員速度增大，從B至C運動員速度減小21．如圖所示，用不可伸長的輕質(zhì)細線和輕質(zhì)彈簧分別吊質(zhì)量相同的小球A、B，將兩球拉開使細線與彈簧都在水平方向上，且高度相同，此時彈簧處于原長狀態(tài)，而后由靜止開始放開A、B兩球，兩球在運動中空氣阻力不計，到最低點時兩球在同一水平面上，關(guān)于兩球在最低點時速度的大小正確的是（

）A．A球的速度大 B．B球的速度大 C．A、B球的速度大小相等 D．無法判定22．如圖所示，在空中以相同速度水平勻速直線飛行的加油機和受油機，在加油的過程中，下列說法正確的是（

）A．加油機動能減小，重力勢能減小，機械能減小B．受油機動能不變，重力勢能增大，機械能增大C．加油機動能減小，重力勢能不變，機械能減小D．受油機動能增大，重力勢能不變，機械能增大23.某同學(xué)再科技館看到如圖所示實驗裝置，在右低左高的支架上放有一錐體，支架A端連接在一起，B端向兩側(cè)分開。將錐體從A端靜止釋放，錐體自動沿支架滾向較高的B端。不計摩擦，下列說法正確的是（）A．該過程錐體勢能不變B．該過程錐體動能不變C．該過程能量不守恒 D．該過程錐體勢能減小24．如圖甲所示，質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時刻，將一重為G＝50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)，通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示，則（

）A．t1時刻小球的動能最大B．t2時刻小球的動能最大C．t2到t3時間內(nèi)，小球的動能不斷增加D．t2到t3時間內(nèi)，小球增加的動能小于彈簧減小的彈性勢能二、填空題25．用手將一重為1N的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運動，到達B位置速度達到最大，到達C位置小球的速度變?yōu)榱?。已知AC間的高度差為20cm，在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力（填“大于”“小于”或“等于）彈簧所施加的彈力。26．如圖所示，在一個金屬罐的蓋和底各開兩個小洞，先將橡皮筋兩端穿過蓋和底的小洞并固定起來，再將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部，使小鐵塊懸于罐體內(nèi)。做好后將罐子從不太陡的斜面滾下，罐子和小鐵塊的動能會轉(zhuǎn)化為橡皮筋的。滾動一段時間后罐子停下來，然后將沿斜面反向向上滾動，則在罐子向上滾動的過程中其重力勢能會（選填“增大”“減小”或“不變”）。

27．一小球從弧形軌道AOB上的A點由靜止開始滑下（不計空氣阻力）。（1）如圖甲所示，如果弧形軌道光滑，小球（選填（能”或“不能”）到達B點。（2）如圖乙所示，如果由于軌道不光滑，小球僅能滑到C點。當(dāng)由C點返回后，僅能滑到D