課時21 機械能【復(fù)習(xí)目標】1. 知道動能、勢能和機械能的定義，能通過實例加以識別。2. 能通過探究，直到動能、重力勢能和彈性勢能的大小的決定因素，能解釋簡單現(xiàn)象。3. 通過觀察和實驗，認識并理解動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化過程，能解釋簡單現(xiàn)象4. 能夠運用控制變量法進行實驗設(shè)計?！緩?fù)習(xí)重點】動能、勢能和機械能的識別和相互轉(zhuǎn)化【課前復(fù)習(xí)】認真看書復(fù)習(xí)，然后獨立完成下列填空。一、能1.一個物體能夠做 ，我們就說它具有能量能量的多少可用 的多少來量度2.能量的單位是 ，用符號 表示二、動能1定義：物體由于 而具有的能叫動能。2有關(guān)因素： 和 。三、勢能1. 勢能的種類： 和 。2. 重力勢能定義：物體由于 而具有的能。 影響因素： 和 。3. 彈性勢能定義：物體由于 而具有的能。影響因素： 和 。四、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化動能和勢能是可以相互 ；若不計摩擦等阻力，機械能的總量保持 。五、機械能圖21-11. 和 統(tǒng)稱為機械能二、典型例題例1（2020·婁底）玩“過山車”是一項非常驚險刺激的娛樂活動.如圖21-1所示,過山車時而從軌道的最低點D上升到最高點A，時而從最高點A飛馳而下。過山車在運動過程中，若不計能量損失，只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是（ ）AA點機械能小于B點機械能 BD點動能最大，A點勢能最大CD點動能最大，A點機械能最大 DA點勢能最大，機械能最大例2.（2020·浙江嘉興）據(jù)報道，一輛橫穿鐵路的拖拉機，因故障而停在鐵道上，此時從遠處駛來一列火車，盡管司機及時采取緊急制動措施，但是緩慢行駛的列車還是將拖拉機撞“飛”了這是因為火車的（）A動能很大B速度很大C勢能很大D功率很大例3.（2020·北京）小陽打排球，排球離開手后向上運動到一定高度又落回地面。不計空氣阻力，關(guān)于排球離開手后的運動過程，下列說法中錯誤的是（ ）A排球在上升過程中，小陽對排球做功 B排球在下落過程中，排球的重力勢能變小C排球在上升過程中，排球受到的力的方向豎直向下D排球在下落過程中，排球所受的重力做功越來越快例4. （2020湖北武漢）一輛在水平路面上勻速行駛的灑水車正在灑水作業(yè)，關(guān)于該灑水車，下列說法正確的是（ ）A機械能不變，重力勢能不變 B機械能變小，重力勢能、動能變小圖21-2C機械能不變，動能變小 D機械能變小，動能不變例5（2020·廣東）圖21-2是固定在水平桌面上的圓弧軌道，將一小球由軌道的P點自由釋放，滾動到Q點。在此過程中，動能先變 后變 ，重力勢能 。例5. (2020·梅州)如圖21-3示，一個小球由靜止從光滑曲面的頂端自由滑下，若它在頂端的重力勢能為65J，則滑到底端的動能是（ ）圖21-3A35J B50J C55J D65J例6.（2020南寧）在探究彈性勢能的大小跟哪些因素有關(guān)時，小明提出了如下猜想：猜想一：彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關(guān)；猜想二：彈性勢能的大小是彈簧的材料有關(guān)為此，小明選用材料不同的兩根彈簧A和B（長度和粗細相同），小球、木塊和長刻度尺各一，設(shè)計了如圖21-4所示的實驗裝置進行探究實驗中，木塊起始位置相同最后得出以下實驗記錄表實驗次數(shù)使用的彈簧被壓縮后彈簧的長度/cm木塊移動的距離彈簧A5S1彈簧A8S2彈簧B5S3彈簧B8S4圖21-4（1）由于彈性勢能的大小不便用儀器測量，本實驗把彈性勢能的大小轉(zhuǎn)換為測量木塊移動的距離，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法下列實驗中用到此方法的是 （填序號）探究“杠桿的平衡條件”探究“影響電磁鐵磁性強弱的因素”（2）請將探究猜想一的方案補充完整將彈簧A、小球、木塊按如圖安裝好；壓縮彈簧，使其長度為5cm放手后，小球被彈出，推動木塊移動了一段距離S1；壓縮彈簧，使其長度為 cm放手后，小球被彈出，推動木塊移動 比較分析實驗數(shù)據(jù) ，得出結(jié)論（3）彈簧將小球彈開的過程中，是彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化成小球的 能（4）為了探究猜想二，可選用試驗次數(shù)和 的數(shù)據(jù)進行比較分析，若 ，說明彈性勢能的大小與彈簧的材料有關(guān)第21課時 機械能 課后鞏固一、知識梳理二、 課后鞏固1. （2020·烏魯木齊）蹦床運動深受青少年喜愛，已被列入奧運比賽項目。重600N的運動員豎直下落到蹦床，然后被彈起，整個過程中運動員始終保持四肢并攏的直立狀態(tài)，不計空氣阻力。（1）運動員下落過程中，人的 力做功，落到蹦床后，運動員所受彈力的方向 。當落到最低點剛要反彈時，運動員受到的彈力 （大于/等于/小于）重力。運動員被反彈的過程中，所受彈力的方向 。（2）運動員剛離開蹦床時，受到的彈力為 N。反彈后不能回到原來的高度，運動員在空中的過程中機械能 （守恒/不守恒）。2. （2020·雞西）新華社2020年6月4日電：中國選手李娜獲得法國網(wǎng)球公開賽女單冠軍，成為亞洲第一個獲得此殊榮的網(wǎng)球手。如圖21-1甲，在她將球擊出的過程中主要體現(xiàn)了力可以改變物體的 ；如圖21-1乙，球拍將網(wǎng)球擊扁，使網(wǎng)球存儲了 。乙甲圖21-1圖21-23. （2020·煙臺）立定跳遠是中學(xué)生體育測試項目之一.圖2是立定跳遠時的分解圖.運動員起跳后仍能繼續(xù)向前運動,是因為_;運動員在空中運動過程中,能量轉(zhuǎn)化過程為_。4. （2020·荊門）跳傘運動員在跳下飛機一段時間后降落傘打開，降落至地面時速度為零，運動員從開傘到降至地面的過程中動能 ，重力勢能 。（選填“增大”、“減小”或“不變”）5. （2020·福建三明）物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的關(guān)系，也確定了單位間的關(guān)系。如關(guān)系式P=F/S，既反映了壓強和壓力、受力面積之間的關(guān)系，也確定了Pa（帕）與N （牛）和m2（平方米）的比值等效（即Pa與N/m2 等效）。現(xiàn)有物理量單位：N（牛）、m（米）、s(秒) 、W(瓦)、A（安）、V（伏）和（歐），下列由它們組合成的單位不與功的單位J（焦）等效的是（ ）AN·m BV·A·s CW·s D A··sA B C D圖21-36. 如圖21-3所示的是運動員在鉛球比賽中的場景球離手后,在空中飛行過程中動能EK隨時間t變化的曲線最接近的是（ ）圖21-47. （2020·山西）如圖21-4所示，“套圈”出手后，從a點到c點的過程中(不計空氣阻力)，下列說法正確的是（ ）A“套圈”由a到b過程中，動能逐漸增大B“套圈”在b點的機械能大于a點的機械能C“套圈”由b到c過程中，機械能逐漸變小D“套圈”由a到b再到c過程中，重力勢能先變大后變小圖21-58. （2020·桂林）圖21-5是小明在體育考試中測試“引體向上”時的示意圖。關(guān)于“引體向上”，下列說法中正確的是（ ）A身體懸掛不動時，勢能為零B身體上升時，重力做功，勢能減少C身體下降時，重力做功，勢能增加D身體上升時，克服重力做功，勢能增加9. （2020·天津）人造衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行，當它由近地點向遠地點運行時，衛(wèi)星的動能 （選填“增大”、“減小”、“不變”），衛(wèi)星的勢能 （選填“增大”、“減小”、“不變”）圖21-6甲乙10. （2020貴陽）小春發(fā)現(xiàn)高速公路常有如圖21-6甲所示的限速警告標志，他問爸爸：為什么在相同的道路上行駛的汽車卻會有不同的最高時速限制呢？爸爸告訴他：大車質(zhì)量大，慣性大，如果速度太快的話，遇緊急情況時不能及時停下來，極易造成交通事故小春想：這就是說在相同情況下大車要停下來所用的距離比小車要長？為此，他設(shè)計了如圖21-6乙所示的裝置及以下探究方案：讓一輛小車從光滑斜面上某位置由靜止滑下，測出它在水平面運動的距離s1；11. 給小車車廂里添加適當?shù)你^碼，并使小車從同一高度由靜止滑下，測出它在水平面運動的距離s2；12. 再繼續(xù)增加鉤碼數(shù)量，重復(fù)步驟；比較各次水平運動距離s的大小，歸納出結(jié)論13. 對于上述探究方案，請你作答：14. （1）給小車添加鉤碼的目的是： 。（2）讓小車從同一高度下滑的目的是： 。（3）小車在水平面上運動的過程中機械能轉(zhuǎn)化成了 能。（4）假設(shè)各次小車在水平面上運動時所受的摩擦力均相同，則s2 s1（選填：“”、“=”或“”），原因是： 。（5）小春的探究方案合理嗎？為什么？圖21-715. （2020宜昌）小明看到運動員拉弓射箭時，弓拉得越彎，箭射得越遠小明猜想：彈性勢能的大小可能與物體的彈性形變有關(guān)16. （1）為驗證其猜想是否正確他設(shè)計了如下實驗（彈簧被壓縮后未超過其彈性限度）；如圖21-7所示，將同一個彈簧壓縮 不同（選填“相同”或“不同”）的長度將小球置于彈簧的右端，松開后小球碰到同一位置的相同木塊上，分別比較木塊 移動距離的遠近，從而比較彈性勢能的大?。?）若水平面絕對光滑，本實驗將 不能（選填“能”或“不能”）達到探究目的（3）小明根據(jù)實驗現(xiàn)象認為：小球推動木塊移動一段距離后都要停下來，所以彈簧、小球和木塊所具有的機械能最終都消滅了你認為小明的觀點是 錯誤的（選“正確”或“錯誤”），理由是 。17. 物理課上，同學(xué)們觀察了圖21-8所示的實驗：用細線將一金屬小球懸掛起來，把小球拉到一定的高度（此時細線偏離豎直方向的角度為，小球離開最低位置的距離為S），然后釋放，小球?qū)⒆笥覕[動。圖21-8（1）此實驗說明：（2）課后小寧同學(xué)提出這樣的問題：小球來回擺動一次的時間（或擺動的快慢）跟哪些因素有關(guān)呢？對此，同學(xué)們進行了探究。小寧提出猜想：小球擺動的快慢可能跟細線的長度（L）有關(guān)。于是小寧和小軍來到實驗室，找來了以下器材：A.秒表 B.長為0.8m的細線 C.長為1.0m的細線 D.銅球E.鋁球（D、E兩球體積相等，都有相同的小孔，便于系線）為了驗證小寧的猜想，請你幫他們設(shè)計出簡要的實驗步驟。選用的器材是（選填上列器材前的字母）： 具體操作：（3）對小寧提出的問題，除了他的猜想外，請你再提出兩個猜想：