初中机械能知识汇总与习题精练含答案与解答.docx
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初中机械能知识汇总与习题精练含答案与解答
初中机械能知识汇总与习题精练
一、机械能
（1）动能：
（与m、v有关）
（2）重力势能：
（与m、h有关）
（3）弹性势能：
（与弹簧本身、形变量大小有关）
（4）转化及守恒：
如：
人造地球卫星等．
（一）、动能和势能
1、能量：
一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
理解：
①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体"能够做功"并不是一定"要做功"也不是"正在做功"或"已经做功"如：
山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
2、探究决定动能大小的因素：
① 猜想：
动能大小与物体质量和速度有关；
②实验研究：
研究对象：
小钢球方法：
控制变量；
如何判断动能大小：
看小钢球能推动木快做功的多少
如何控制速度不变：
使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；
如何改变钢球速度：
使钢球从不同同高度滚下；
③分析归纳：
保持钢球质量不变时结论：
运动物体质量相同时；速度越大动能越大；
保持钢球速度不变时结论：
运动物体速度相同时；质量越大动能越大；
④得出结论：
物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
⑤速度对动能影响大
3、机械能：
动能和势能统称为机械能。
理解：
①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
（二）、动能和势能的转化
1、动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；
2、动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
3、动能与势能转化问题的分析：
⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素--看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。
⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大--如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：
没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。
⑶题中如果有"在光滑斜面上滑动"则"光滑"表示没有能量损失--机械能守恒；"斜面上匀速下滑"表示有能量损失--机械能不守恒。
（三）、水能和风能的利用
1、水电站的工作原理：
利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。
练习：
☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么？
大坝为什么要设计成上窄下宽？
答：
水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。
机械能：
1、下面的物体中，只具有动能的是______；只有势能的是______；既具有动能、又具有势能的是[]。
A．停在地面上的汽车。
B．在空中飞行的飞机。
C．被起重机吊在空中静止的货物。
D．弹簧。
E．在水平铁轨上正行驶的火车。
停在地面上的汽车没有运动，它不具有动能；因在地面上，它也没有势能。
正在空中飞行的飞机，它在运动着，具有动能；它离地面有一定的高度，又具有重力势能。
在空中静止的货物，它没有动能，只有重力势能。
弹簧在没有发生弹性形变时，它不具有弹性势能。
水平铁轨上行驶的火车，只有动能没有势能。
只有势能的是C；只有动能的是E；既有动能又有势能的是B。
在确定物体具有何种能量时，应按照动能、重力势能、弹性势能的定义，分析物体是否在运动，是否被举高，是否发生了弹性形变
例2、体积相同的实心钢球和木球放在水平桌面上，铜球静止，木球在桌面上做匀速直线运动，则[]
A．铜球的动能小于木球的动能。
B．铜球的势能小于木球的势能。
C．铜球的机械能一定小于木球的机械能。
D．铜球的机械能一定等于木球的机械能。
铜球静止，没有动能，木球运动着，具有动能。
铜球和木球都在水平桌面上，离地面的高度相同，但铜球的质量大于木球的质量，因此铜球的重力势能大于木球的重力势能。
机械能等于物体的势能与动能之和。
铜球的动能为零，但势能大；木球的动能大，但势能小。
由于不知它们的具体大小，所以无法比较铜球和木球的机械能的大小。
例3判断下列几种情况下，物体的动能、势能是否变化？
是增加还是减少？
（1）货物在钢丝绳的牵引下上升，但速度在减小；
（2）电梯上升得越来越快；
（3）汽车在平直公路上匀速前进；
（4）弯曲的钢锯条在逐渐变直。
例4下列物体各具有什么形式的机械能？
（1）高速升空的火箭；
（2）被拉长的弹弓橡皮条；
（3）被水电站拦河坝拦住的上游水；
（4）竖直到达最高点的上抛小球。
（1）高速升空的火箭，速度不为零，且高度在增加，因此具有动能和势能。
（2）被拉长的弹弓橡皮条发生弹性形变，具有弹性势能。
（3）被拦河坝拦住的上游水是流动的，具有功能；同时水位又被拦河坝提得较高，因此又具有重力势能。
（4）小球被竖直抛到最高点时，不再运动，速度为零，因此只具有重力势能。
例5体育课上所用的铅球和垒球，外形的大小很相似，当它们以同样的快慢在水泥球场上滚动时，哪一种球的动能更大些，其原因是什么？
决定物体动能大小的因素是物体的质量和运动速度。
比较铅球和垒球的质量大小，就能比较出当它们以同样大小的速度滚动时动能的大小关系。
铅球的动能更大些。
因为铅球和垒球的体积相似，而铅的密度较大，则铅球的质量大于垒球的质量；由于它们的运动速度大小相同，所以铅球的动能大些。
水轮机能直接带动工作机，也可以带动发电机把机械能转化为电能使用。
例7“挂在屋檐上的瓦，因为静止，没有做功，所以没有能”。
这种说法对吗？
因为一个物体具有能，只说明它能做功，但它不一定做功。
所以瓦处于静止，没有做功，不能表明它不能做功，因而也就不能断言它没有能。
有关动能和势能的转化的例题
有关动能和势能转化的例题
例1一只乒乓球由高处静止下落撞击地板后又上升，在整个过程中，乒乓球机械能转化的情况是[]
A．势能→动能→势能。
B．动能→势能→势能。
C．动能→势能→动能→势能→动能。
D．势能→动能→势能→动能→势能。
例2物体沿斜面匀速滑下时，它的[]
A．动能增加，重力势能减少，机械能不变
B．动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．动能不变，重力势能减少，机械能减少
D．动能增加，重力势能减少，能械能减少
例3小球从B→O→C→的过程中机械能发生怎样的转化？
小球从B→O运动时，高度逐渐减小，说明小球的重力势能逐渐减少；而小球的运动速度逐渐增大，说明小球的动能逐渐增大。
在这个过程中，小球的重力势能转化成它的动能。
例4竖直向上抛起的石块，上升过程中，它的速度越来越小（空气的作用不计），这是为什么？
从能的角度分析，在石块上升的过程中，它的势能增加，而势能是石块的动能转化来的，因此石块的动能减小，它的速度就会减小。
一、填空题（本题包含17小题）
1．下列物体中：
A．挂在屋顶上的电灯；B．被拉开的弹簧门；C．空中飞行的小鸟；D．在冰场上滑行的运动员；E．从斜坡上滚下的石头；F．在平直公路上行驶的汽车；只具有动能的是________．只具有势能的是_________．既具有动能，又具有势能的是_______．
2．摩托车、小轿车、公共汽车以相同的速度在平直的公路上匀速行驶，它们中动能最大的是_______．
3．在2004年8月雅典奥运会上，中国选手刘翔在110米栏项目上勇夺金牌，为祖国争得了荣誉。
比赛时，他加速冲刺的过程中动能________.
4．频闪摄影"是研究物体运动时常用的一种方法。
摄影在暗室中进行，把照相机固定在地面上，快门是常开的，但由于没有光照亮物体，底片并不感光。
光源每隔一定的时间（例如0.02s）闪亮一次，底片就记录下这时物体的位置。
不断闪亮，底片就记录下物体相隔同样时间的不同位置。
如图所示是棒球向右运动过程中的频闪照片，它在运动过程中动能_________（选填"变大"、"变小"或"不变"）。
5．2005年5月22日，我国登山测量队员成功登上珠峰峰顶，顺利开展珠峰高程测量。
这次测量除传统方法外，还采用最新的GPS方法。
在登山队员携GPS测量设备从突击营地
向峰顶冲击的过程中，设备的质量_____________，重力势能_____________。
（均选填"减少"、"不变"或"增加"）
6．神舟五号"飞船的发射成功，标志着我国在载人航天领域迈进了一大步，"神舟五号"飞船在加速升空的过程中，其动能 ，势能 。
（选填"增大"、"减小"或"不变"）
7．一辆城市绿化洒水车，在一条平直的公路上匀速行驶，当它一边洒水一边行驶时，它的动能_________，重力势能_________．（填"增大""减小"或"不变"）
8．如图所示，木块的下面拴一铁球悬浮在水中，当把细线剪断后，木块的机木块的机械能____________，铁球的重力势能__________，水的重力势能__________．（填"增大""减小"或"不变"）
9．古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句．如"无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来"，从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大的________.
10．从能量转化的角度看，"水往低处流"是把_________能转化为_______能。
11．图中，当运动员将箭射出时，弓的弹性势能转化为箭的____________能。
12．用手将球竖直向上抛出，若不考虑空气阻力，球上升过程中受到__________的作用；当球上升到最高点时球的__________能最大。
13．某人用力推车，车仍然静止.则人做的功等于___________J.竖直上抛的小球在上升过程中，将动能逐渐转化为_________能（不计空气阻力）
14．自行车下坡时，不瞪脚踏板速度也会越来越大，在此过程中，自行车的动能逐渐______，自行车的重力势能逐渐________。
（选填"增大"、"减小"或"不变"）
15．人教版初中物理课本封面上的图片是新疆达板城风力发电站，它充分利用天然资源，避免环境污染，造福于人类，它是将_______能转化为________能。
16．在运载火箭的推动下，"神舟五号"载人飞船飞离地面的过程中，速度越来越大，在此过程中，航天英雄杨利伟所具有的动能__________，具有的机械能_________。
（选填"变大"、"变小"、"保持不变"）
17．在花样跳伞表演时，跳伞运动员在空中匀速下降阶段，他的动能_________机械能________．（选填"变大"、"变小"，或"不变"）
二、单项选择题
18．下列关于动能的说法中，正确的是（）
A.速度大的物体动能大B.质量大的物体动能大
C.物体由于运动而具有的能叫动能
D.有动能的物体一定有势能
19．"跳远"是一项常见的体育运动。
跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做（）
A．增大了跳远运动员的惯性B．减小了跳远运动员的惯性
C．增大了跳远运动员的动能D．减小了跳远运动员的动能
20．质量较大的鸽子与质量较小的燕子以相同的速度在空中飞行，它们的动能分别为E鸽E燕、则（）
A.E鸽＞E燕.E鸽＜E燕C.E鸽=E燕D.无法比较
21.老鹰与麻雀在空中飞行，如果它们具有的动能相等，那么（）
A.老鹰比麻雀飞得高B.麻雀比老鹰飞得高
C.老鹰比麻雀飞得快D.麻雀比老鹰飞得快
22．小明从家里去上学，如图所示，是他上学过程中的路程一时间图象，请你判断小明在哪一段时间内动能最大（）
A.在t1～t2时间内，小明的动能最大
B.在t2～t3时间内，小明的动能最大
C.在O～t1时间内，小明的动能最大
D.无法判断
23．一块砖分别平放、侧放、竖放在水平地面上，有关它的重力势能的说法中，正确的是（）
A.平放时最大B.侧放时最大
C.竖放时最大D.三种放法都相同
24．如图所示，是我国某地的等高线图，若把同一物体分别放在A点和B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（）
A.在A点时大
B.在B点时大
C.在两点时一样大
D.条件不足，无法判定
25．质量相同的甲、乙两物体分别从同一高度处沿光滑的斜面和粗糙的斜面下滑到地面上，两物体重力势能减少的情况是（）
A.甲物体多B.乙物体多C.两物体一样多D.无法确定
26．如图所示，是重物打木桩的示意图，把相同的三个木桩a，b，c插入沙中同一深度，让同一重物从不同高度打击a，b，再用较大质量的重物从与打击a的重物相同高度打击c，木桩被打入沙中不同深度，下列分析错误的是（）
A.比较a和b，说明质量相等的物体被举得越高，具有的重力势能越大．
B.比较b和c，说明质量越大的物体，具有的重力势能越大
C.比较a和c，说明在同一高度处，质量越小的物体具有的重力势能越小
D.木桩被打入沙中越深，说明物体对木桩做的功越多
27．如图所示，力F1，F2通过两种装置分别将甲、乙两物体从同一高度匀速提高1m，如果不计摩擦和滑轮重，且F2=2Fl，比较此时甲、乙两物体的重力势能（）
A.甲物体大B.乙物体大
C.两物体一样大D.无法确定
28．受油机和大型加油机向同一水平方向以相同的速度匀速飞行，在加油的过程中，大型加油机的动能和重力势能的变化情况是（）
A.动能和重力势能都不变B.动能和重力势能都减小
C.动能和重力势能都增大D.动能增大，重力势能不变
29．小红在学习中收集了一些与机械能有关的实例，如图所示，其中机械能增大的是（）
30．体积相同的实心铜球和铁球在同一桌面上做匀速直线运动，已知铜球的速度为O.5m/s，铁球的速度为1.8km/h，则铜球和铁球的机械能大小是（）
A.铜球大B.铁球大C.一样大D.无法判断
31．物体做匀速直线运动时，它（）
A.受到的合力一定为零B.具有的动能一定不变
C.具有的机械能一定不变D.具有的势能一定不变
32．物体若受两个相互平衡力的作用，那么（）
A.物体一定保持静止B.物体的重力势能一定保持不变
C.物体的动能可能增大D.物体的机械能可能发生变化
33．如图所示，物体A漂浮在溢水杯的水面上，现在向水中慢慢加入金属块，则物体A的（）
A.动能减小B.机械能不变
C.重力势能增大D.无法确定
34．如图所示，滚摆在下降的过程中越转越快，它在下降过程中（ ）
A.动能增加，势能增加
B.动能增加，势能减少
C.动能减少，势能减少
D.动能减少，势能增加
35．下列各个过程中，物体的重力势能转化为动能的有（）
A.乒乓球触地后向上弹起过程中
B.车沿斜面向上匀速行驶过程中
C.斜向上抛出的小石子在上升过程中
D.水坝上流下来的水冲击水轮机转动
36．下列现象中势能转化为动能的是（）
A.火箭发射升空B.汽车匀速驶上斜坡
C.小球从光滑斜面顶端滚下D.跳伞运动员匀速下落
37．下面事例中，由重力势能转化成动能的是（）
A.风吹动风车转动B.拉弯的弓把箭射出去
C.拧紧的发条带动钟表指针转动D.秋千从高处向低处摆动
38．以下实例中，动能转化为势能的是（）
A.雪橇从山坡上滑下B.汽车在平直公路上行驶
C.热气球匀速上升D.足球滚上斜坡
39．有四种器材：
①自行车座；②机械手表；③衣服夹子；④发令手枪．其中利用弹性势能转化为动能工作的有（）
A.①和②B.②和③C.①和④D.②和④
40．小孩在荡秋千游戏中，从最低处荡到最高处.动能和重力势能的转化正确的是（）
A.动能增大，重力势能增大B.动能减小，重力势能增大
C.动能不变，重力势能增大D.动能不变，重力势能不变
61．如图所示，是研究动能的大小跟哪些因素有关的实验．让钢球从斜面上滚下，打到一个木块上，观察木块被推的距离．
（1）让同一钢球从不同的高度滚下时，原来的位置越高，滚到斜面下端时__________越大，把木块推得越远，说明在钢球质量相同的情况下，钢球的___________越大，动能越大．
（2）让质量不同的钢球从同一高度滚下，滚到斜面下端时速度相同，钢球的质量越大，把木块推得越远，说明在钢球速度相同的情况下，钢球的___________越大，动能越________.
（3）从这个实验可以得出结论：
运动物体的___________．
七、计算题（本题包含1小题）
66．春天农民需用水泵缺水灌溉农田，有一水泵铭牌如下：
（1）水泵连续正常工作5小时，所做有用功多少J？
（2）此水泵总功率为多少？
（3）若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有40%转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少kg柴油？
（柴油热值按3×107J/kg计算，g=10N/kg）
一、填空题（本题包含17小题）
1.DF、AB、CE2.公共汽车3.变大4.变大5.不变;增加
6.增大;增大7.减小、不变8.增大、减小、减小
9.机械能（动能或能量）10.重力势、动11.动12.重力；重力势
13.零（或0）、势或重力势
14.增大、减小15.风、电16.变大、变大17.不变、变小
二、单项选择题（本题包含35小题）
18.C19.C20.A21.D22.C23.C24.B25.C
26.B27.C28.B29.A30.A31.A32.D33.B
34.B35.D36.C37.D38.D39.D40.B41.D
42.B43.A44.B45.B46.B47.A48.C49.B
50.C51.A52.C
三、多项选择题（本题包含4小题）
53.BCD54.AC55.BD56.BCD
四、简答题（本题包含3小题）
57.从能量的角度展开讨论：
物体的速度越大，动能越大，越不容易刹车，所以要对机动车的速度加以限制，以免发生交通事故．质量越大，动能也越大，所以大型
客车的限制速度比小型客车的要小．
58.因为货车比摩托车的质量大得多，货车与摩托车的速度相近时，货车的动能比摩托车的动能大得多，当遇到障碍物时，对物体的破坏程度要大得多，即造成的车祸要比摩托车严重得多．
66.解：
（1）5小时抽水量
由ρ=m/V;m=ρV=1.0×103kg/m3×300m3/h×5h=1.5×106kg-----------------1分
抽水机做的有用功
W有用功=Gh=mgh=1.5×106kg×10N/kg×12m=1.8×108J-------1分
∵柴油完全燃烧放出热量的40%转化为水泵的机械能
W′=Q×40%=3×107J/kg×m×40%=0.45×108J
∴m=3.75kg-----------------------------------------2分
（注：
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