106合理利用機械能（原卷版）

滬科版八年級第十章《機械與人》10.6合理利用機械能【知識梳理】知識點1：動能和勢能1、能量：如果一個物體能夠對別的物體做功，就說這個物體具有能量。物體做功的過程就是能量轉化的過程，物體做的功越多，說明某種能轉化為別的形式的能越多。2、動能和勢能的概念：動能：（1）概念：物體由于運動具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。（2）影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。（3）單位：焦耳（J）。勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。（1）重力勢能①概念：物體由于高度位置所具有的能量，叫做重力勢能。②影響重力勢能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質(zhì)量約為0.1kg），被舉高1m時所獲得的能量，就是1J。（2）彈性勢能①概念：物體因彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。②影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。③單位：焦耳（J）。3、影響動能和勢能的大小因素：（1）動能的大小與兩個因素有關：一是物體的質(zhì)量，二是物體運動的速度大小；當物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小．具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越??；（2）重力勢能的大小與兩個因素有關：一個是物體的質(zhì)量，另一個是物體被舉高的高度。當物體的質(zhì)量一定時，物體被舉高的高度越大，其重力勢能越大，物體被舉高的高度越小，其重力勢能越??；當物體被舉高的高度一定時，物體質(zhì)量越大其重力勢能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢能越?。矬w的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢能就越大；（3）彈性勢能的大小與兩個因素有關：一個是彈簧本身的性質(zhì)，另一個是彈性形變的大小。當彈簧本身的性質(zhì)相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越??；當彈簧形變相同時，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢能不同。知識點2：動能和勢能的相互轉化1、機械能的概念：（1）動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。（2）機械能大?。旱扔趧幽芎蛣菽艿目偤?。2、動能和勢能的轉化（1）在一定的條件下，動能和重力勢能之間可以相互轉化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動能轉化為重力勢能，后又是重力勢轉化為動能。（2）在一定的條件下，動能和彈性勢能之間可以相互轉化。如跳水運動員，在起跳的過程中，壓跳板是動能轉化為彈性勢能，跳板將運動員反彈起來是彈性勢能轉化為動能?！疽族e點】看到物體下落，學生就容易習慣性地認為是重力勢能轉化為動能，但當物體勻速下落時，速度不變，物體的動能不變，此時重力勢能沒有轉化為動能。【規(guī)律總結】對動能與勢能轉化問題的分析。在分析時：（1）首先需明確掌握以下要點：影響動能大小的因素為物體的質(zhì)量和運動速度；影響重力勢能大小的因素為物體的質(zhì)量和被舉高的高度；影響彈性勢能大小的因素為物體發(fā)生彈性形變的程度（2）對應題目分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素——看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。（3）注意動能和勢能相互轉化過程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉化過程中機械能不變?！镜淅治觥浚?022·廣西百色·統(tǒng)考中考真題）北京時間2022年6月5日10時44分，神舟十四號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射。關于飛船在離地加速升空過程中能量的變化，下列說法正確的是（）A．動能增大，勢能增大，機械能增大B．動能增大，勢能不變，機械能增大C．動能增大，勢能減小，機械能不變D．動能減小，勢能增大，機械能不變【思路小結】在解答本類題目時，要弄清楚物體質(zhì)量、速度和高度的變化。然后對應影響動能、勢能的因素進行判斷。【奪冠訓練】一、單選題1．（2022·廣西玉林·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，艦載機在“山東艦”航母上起飛，其在加速上升過程中（）A．動能減小，重力勢能增大B．動能增大，重力勢能減小C．動能增大，重力勢能增大D．動能減小，重力勢能減小2．（2022·海南·統(tǒng)考中考真題）2022年4月16日，神舟十三號載人飛船返回艙在東風著陸場成功著陸。返回艙在減速下降過程中（

）A．動能增加 B．重力勢能增加 C．機械能增加 D．機械能減少3．（2023秋·山東棗莊·八年級?？计谀┛罩酗w翔的鳥對飛機構成了巨大威脅，鳥與飛機相撞引起機毀人亡的原因是（）A．鳥飛行的速度很大 B．鳥飛行的速度很小C．以飛機為參照物，鳥的速度很小 D．以飛機為參照物，鳥的速度很大4．（2023秋·江蘇淮安·九年級統(tǒng)考期末）如圖消毒機器人已投入抗擊疫情，機器人勻速向前行駛并噴灑消毒液，此過程機器人的動能（）。A．不變 B．變小 C．變大 D．無法確定5．（2022·湖南衡陽·統(tǒng)考中考真題）2022年2月15日，中國選手蘇翊鳴奪得北京2022年冬奧會單板滑雪男子大跳臺冠軍，實現(xiàn)了中國單板滑雪在冬奧會上金牌“零的突破”。如圖，蘇翊鳴在助滑區(qū)從起點A由靜止開始加速下滑到最低點的過程中，他的（）A．重力勢能增大，動能減小 B．重力勢能減小，動能增大C．重力勢能減小，動能減小 D．重力勢能增大，動能增大6．（2022·四川成都·統(tǒng)考中考真題）在北京冬奧會的跳臺滑雪比賽中（如圖），運動員從陡坡下滑、加速、起跳，然后在落差100多米的山地上自由“飛翔”。針對從陡坡加速下滑的過程，下列說法正確的是（）A．運動員的動能不變 B．運動員的重力勢能不變C．運動員的重力勢能減小 D．運動員的動能轉化為重力勢能7．（2023秋·江蘇南京·九年級統(tǒng)考期末）被豎直上拋的籃球，離開手至落地前，經(jīng)歷上升、下降兩個過程。其中在A、B兩點位置時的動能和重力勢能如下表所示。下列判斷正確的是（）籃球位置A點B點動能/J48重力勢能/J72A．球在A點的高度一定小于B點的B．球在A點的速度一定大于B點的C．球在A點時一定處于上升過程D．球在B點時一定處于下落過程8．（2023秋·廣東惠州·九年級統(tǒng)考期末）球豎直向上運動，并落回地面，這過程中先后經(jīng)過M、S兩點。球在這兩點的動能和重力勢能如圖所示，則球在M點的（）A．速度比在S點的大B．機械能大于在S點的C．機械能等于在S點的D．離地高度比在S點的低9．（2023秋·江蘇揚州·九年級?？计谀?022年2月北京冬奧會，中國代表團共收獲9金4銀2銅共15枚獎牌，金牌數(shù)和獎牌數(shù)均創(chuàng)歷史新高。如圖為高速攝影機記錄的單板滑雪男子大跳臺金牌得主蘇翊鳴在比賽中，從跳臺起跳到落地過程的情景。下列關于這一過程說法正確的是（）A．他從起跳到最高點的過程中，動能逐漸轉化成重力勢能B．他起跳后到達最高點時，機械能最大C．他從空中下落過程中，重力做功越來越慢D．他從起跳到落地的整個過程中，機械能是守恒的二、填空題10．（2023秋·寧夏中衛(wèi)·九年級統(tǒng)考期末）自行車下坡時，不蹬腳踏板速度也會越來越大，在此過程中，自行車的動能逐漸______，自行車的重力勢能逐漸______。（選填“增大”、“減小”或“不變”）11．（2023秋·廣東陽江·九年級統(tǒng)考期末）將一個鉛球斜向上拋出，它在上升過程中將動能轉化成______能；當鉛球到達最高點時，其動能______（選填“大于”或“等于”）零；在鉛球運動的過程中，機械能______（選填“變大”“變小”或“不變”）。（不計空氣阻力）12．第七屆世界軍人運動會于2019年10月在中國武漢舉行。在運動會的公路自行車比賽中，爬坡前運動員往往要加緊蹬幾下腳踏，這樣就能使得爬坡時有更多的___________能轉化為重力勢能；到達終點后，運動員和自行車不能立即停下來，仍要向前行駛一段距離，這是因為人和車具有___________。13．（2023秋·陜西渭南·九年級統(tǒng)考期末）如圖所示，橡皮筋兩頭分別固定在罐子兩端，中間系一個鉤碼，就制成了一個“魔罐”.將魔罐在水平地面上滾出，橡皮筋的彈性勢能______（填“變大”“不變”或“變小”）；魔罐能自動滾回來，滾回的過程中______能轉化為______能。14．（2023秋·河北邢臺·八年級?？计谀肮_如滿月，箭去似流星?！崩_的弓能把箭射出去，說明弓的______能轉化為箭的______能。15．（2023秋·海南省直轄縣級單位·九年級統(tǒng)考期末）我國火箭回收方式是：火箭消耗完燃料后將自動脫離飛船，借助降落傘落回地面，如圖所示，勻速下落過程中，火箭的動能_____（變小/不變/變大），機械能_____（變小/不變/變大）16．（2023秋·江蘇泰州·九年級?？计谀┤鐖D是皮球落地后彈跳過程中，每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片，A、B是同一高度的兩點，則A點的重力勢能______B點的重力勢能（大于/小于/等于）；A點的機械能______B點的機械能（大于/小于/等于）；A點的速度______B點的速度（大于/小于/等于）。三、簡答題17．（2022·廣西南寧·統(tǒng)考二模）小明出行時發(fā)現(xiàn)，大貨車的輪子比較多，請用所學物理知識解釋這是為什么？同時在某段道路的標志牌顯示：在同樣的道路上，對不同的車型設定不一樣的最高行駛速度，請你從能量的角度來解釋這又是為什么？四、實驗題18．（2023秋·廣東潮州·九年級統(tǒng)考期末）如圖為某興趣小組“探究動能大小跟哪些因素有關”的實驗操作（步驟甲、乙、丙中小球質(zhì)量分別為m、2m、3m）。（1）讓小球從同一高度由靜止開始滾下，目的是使小球到達水平面時具有相同的___________；（2）實驗中通過比較木塊B被小球撞擊后移動的距離來判斷小球具有動能的大小，這種方法在物理學中屬于___________（選填“控制變量法”或“轉換法”）；（3）李華同學認為由實驗步驟乙和實驗步驟丙可以判斷動能大小與速度的關系，你認為該觀點是___________的（選填“正確”或“錯誤”），理由是___________；（4）通過比較步驟甲和步驟乙，可以初步得到的結論是：___________。19．（2023秋·廣東惠州·九年級統(tǒng)考期末）小明利用以下器材：中間有溝槽的木質(zhì)軌道，如圖甲所示，其中AB部分傾斜并與平直部分BC平滑連接，溝槽較光滑）、大小與溝槽相當?shù)牟Ａ?、鐵球各一個，輕質(zhì)彈簧、刻度尺各一個，開展了探究“動能大小與哪些因素有關”的活動。實驗步驟如下：步驟1：讓質(zhì)量為m1鐵球從斜面高h1處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長度x1。步驟2：讓質(zhì)量為m2鐵球從斜面高h1處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長度x2。步驟3：讓質(zhì)量為m1鐵球從斜面高h2處自由滑下，記錄彈簧被壓縮的長度x3。（1）利用這套器材進行實驗時，可以通過比較______來比較小球動能的大小。（2）步驟_______（選填“1”“2”或“3”）兩個步驟是為了研究動能與質(zhì)量大小的關系，步驟_______（選填“1”“2”或“3”）兩個步驟是為了研究動能與速度大小的關系。（3）若彈簧可以自由伸縮，壓縮的彈簧可以將小球向上彈回，說明發(fā)生彈性形變的物體具有_______能。小球離開彈簧后可以繼續(xù)向上運動，但是每一次反彈的高度逐漸變小，說明此過程小球機械能_______（選填“增大”“減小”或“不變”）。（4）根據(jù)實驗結論和生活經(jīng)驗，在發(fā)生汽車碰撞事故時，事故的嚴重程度與下列哪個因素無關_______。A．載重大小B．車速大小C．是否系安全帶D．是否安裝行車記錄儀20．（2023秋·甘肅酒泉·