沪粤版九年级上册物理练习114 认识动能和势能.docx

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沪粤版九年级上册物理练习114认识动能和势能

11.4　认识动能和势能

图11－4－1

一　能量

1．定义：

物体能够________________，我们就说这个物体具有能量或能．物体能够做的功越多，它具有的能量就________．

2．单位：

能量与功的单位相同，在国际单位制中，功的单位是焦（J），能量的单位也是焦（J）．

3．能量的形式：

能量的形式是多种多样的，机械运动中有机械能，电现象中有电能，热现象中有内能（热能），光现象中有光能，燃料中有化学能等．

二　动能和势能及其影响因素

名称

动能

势能

重力势能

弹性势能

定

义

　物体由于________具有的能

　________的物体具有的能

　物体____________而具有的能

影

响

因

素

　动能的大小与________和________有关

　重力势能的大小与________和__________有关

　弹性势能的大小与物体发生的__________程度有关

三　机械能及其转化

1．机械能：

物体的____________和____________的统称．

[明确]一个物体具有动能，可以说具有机械能，但反过来，一个物体具有机械能，却不一定具有动能，因为它可能只具有势能．

2．机械能的转化

（1）物体的动能和势能可以相互转化，如果存在阻力，物体的机械能会不断减少．

（2）机械能与其他形式的能之间也可以相互转化．

类型一　能的概念

例1下列关于能的叙述中正确的是（　　）

A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能

B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以不具有能

C．一个物体已做过的功越多，就说明这个物体具有的能越多

D．运动的物体具有能，静止的物体不具有能

[全品导学号：

090320010]

[易错辨析]物体能够做功，但物体不一定正在做功，故不能说不做功的物体就不具有能量．物体能够做的功越多，具有的能量就越多，做功的过程就是物体间能量转化的过程．

类型二　探究影响动能大小的因素

例2为探究“动能大小的影响因素”，某科学小组利用斜面、钢球、木块等器材开展了如图11－4－2所示的活动．

图11－4－2

（1）实验中通过比较木块____________来判断钢球动能的大小．

（2）在图甲和图丙中，使质量不同的两个钢球从斜面上相同高度自由滚下，目的是使钢球撞击木块时的____________相同；比较甲、丙两图，得到的结论是____________________________．比较甲、乙两图，得到的结论是__________________________________．

[实验点拨]探究动能大小的影响因素时，注意两种方法的应用：

一是控制变量法，研究动能与速度关系时要保证质量相同，速度不同；研究动能与质量关系时，要保证速度相同，质量不同．二是转换法，实验中，小球动能的大小是通过小球对外做功的多少来体现的，实验中通过观察木块被小球推动的距离远近反映做功的多少．

[易错辨析]在探究质量一定，动能与物体运动速度的关系时，让小球从斜面的不同高度滑下，观察木块被推动距离的远近．实验中通过控制小球在斜面上的高度来控制小球到达水平面时的速度，故分析时，千万不要误认为是质量一定时，高度越高，动能越大．

类型三　探究影响势能大小的因素

例3为探究“重力势能的大小与什么因素有关”，小明利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图11－4－3所示的实验．

图11－4－3

（1）实验中通过观察__________________来判断物体重力势能的大小．

（2）要探究重力势能的大小与高度的关系，应选择图________和图________进行分析比较．

（3）图乙和图丙探究的问题是__________________________________________________

________________________________________________________________________.

[实验点拨]要想探究重力势能大小的影响因素，一般用到两种研究方法：

一是控制变量法，在探究过程中改变某个因素时要控制其他因素不变，多次实验，看重力势能大小是否随之发生变化及发生怎样的变化；二是转换法，重力势能的大小经常通过木桩陷入沙中的深浅程度直观显现出来，弹性势能的大小经常通过物体被弹出距离的远近直观显现出来．

类型四　动能与势能的相互转化

例42017·衡阳下列四幅图中，动能和势能之间没有发生相互转化的是（　　）

图11－4－4

[方法指导]把握两点巧解机械能转化问题

解答此类题目关键是明确各种能量的影响因素，然后利用控制变量法展开分析．动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关．在质量不变的情况下，动能转化为重力势能的标志是速度减小，所处的高度增加；重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小，速度增大．

类型五　机械能转化的应用

例5小明和小芳住在XX花园（中空对称建筑，如图11－4－5所示）的三楼．小明突发奇想，想在楼顶中间设计一条长铁链，绑住物体后由静止释放（不加外力），荡一次就能把物体传到小芳家．请你简要说明：

图11－4－5

（1）小明设想中的物体从小明家到小芳家的机械能转化过程．

（2）从物理学的角度分析，小明的设想可以实现吗？

为什么？

[方法指导]解答机械能转化的应用相关题目的两个关键点：

①明确动能和势能的影响因素，由此分析出它们的大小变化，然后分析能量的转化；②在能量转化的过程中看机械能是否守恒，只有动能和势能的转化，机械能才守恒．

课堂反馈（四）A

[动能和势能]

1.下列关于功和能的关系的说法中，正确的是（　　）

A．一个物体没有做功，它一定不具有能量

B．一个物体能够做的功越多，其动能一定越大

C．一个物体具有能量，说明它正在做功

D．一个物体能够做功，说明它具有能量

2.“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗句表达了诗人苏轼渴望为国御敌立功的壮志．拉弯的弓具有__________能，箭射出去后在空中飞行时具有________能和________能．

3．如图4－1所示，将细线用火柴烧断，则弹簧恢复原状，在此过程中，弹簧的弹性势能________（选填“增大”“减小”或“不变”，下同），弹簧上重物的重力势能________．

图4－1

4．小伟猜想动能的大小可能与物体的质量和运动速度有关，于是设计了如图4－2所示的实验，让小球沿同一光滑斜面向下运动，与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止．

（1）图甲是控制两球的________相等，探究的是动能与________的关系，得出的结论是____________________________．

（2）图乙中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是使两球到达水平面时，具有相同的________．选用图乙探究的是动能与____________的关系，得出的结论是__________________________________________．

图4－2

5.如图4－3所示，若图中m1和m2的质量相等，m3的质量最大，则通过实验甲和乙得到的结论是____________________________；由实验甲和丙可以得到的结论是______________________________．

图4－3

课堂反馈（四）B

[机械能及其转化]

1.如图4－4所示，过山车具有动能和重力势能，拉弯的弓、压弯的撑竿都具有弹性势能．重力势能和弹性势能统称为________，________和动能统称为机械能．

图4－4

2．如图4－5所示，被压弯的撑竿恢复原状时，使船离岸．这个过程中，撑竿的弹性势能转化为船的________能．

图4－5

3．跳伞运动员从飞机上跳下还没有打开降落伞时，他的重力势能________，动能__________，跳伞运动员的__________能转化为______________能；当打开伞匀速下落时，重力势能__________，机械能__________．（前两空和后两空选填“增大”“减小”或“不变”）

4．如图4－6所示，一个静止的小球从A点沿粗糙程度相同的轨道下滑，经B点到达C点，从A点到达C点的过程中，小球的动能________，重力势能________，机械能________．（均选填序号）

①保持不变　②一直减小　③先增大后减小　④一直增大

⑤先减小后增大

图4－6

5．近年来，我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮汐能发电站，其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作．从能量转化的角度，潮汐能发电是将（　　）

A．海水的机械能转化成电能

B．海水的化学能转化成电能

B．电能转化成海水的势能

D．电能转化成海水的机械能

课时作业（四）A

[11.4　认识动能和势能　第1课时　动能和势能]

一、选择题

1．下列说法正确的是

（　　）

A．静止的物体一定不具有能

B．运动的物体由于没有对别的物体做功，所以不具有能

C．只有物体被举高了才具有能

D．做功的物体一定具有能

2．某物理兴趣小组的同学分别测出了质量相等的甲、乙两电动小车做匀速直线运动的路程和时间，并根据数据作出了相应的路程－时间图像，如图4－K－1所示．以下说法正确的是（　　）

图4－K－1

A．甲车动能大B．乙车动能大

C．两车动能一样大D．缺少条件，无法判断

3．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，这是一种不文明的行为，会带来很大的社会危害，因为高处的物体具有较大的（　　）

A．重力B．动能

C．惯性D．重力势能

4．2017·桂林下列物体重力势能发生变化的是（　　）

A．水平拉长的弹簧

B．正在下落的篮球

C．水平滑行的玩具车

D．静止在桌面上的课本

5．2017·贺州如图4－K－2所示的光滑轨道，BC为水平面，小球从A点静止释放运动到C点的过程中，小球的动能和重力势能的变化情况是（　　）

图4－K－2

A．A到B小球的重力势能不变

B．A到B小球的动能减少

C．B到C小球的重力势能增大

D．B到C小球的动能不变

6．如图4－K－3所示，小明在玩蹦蹦杆．在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化情况是（　　）

图4－K－3

A．重力势能减小，弹性势能增大

B．重力势能增大，弹性势能增大

C．重力势能减小，弹性势能减小

D．重力势能增大，弹性势能减小

二、填空题

7．草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫．当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的动能________，重力势能________．（均选填“变大”“变小”或“不变”）

8．足球是备受青少年青睐的运动项目之一，如图4－K－4所示是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中球在A点的重力势能________（选填“大于”“小于”或“等于”）在B点的重力势能．

图4－K－4

9．2016·盐城一模甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上．甲、乙两人质量相等，甲上行中动能________（选填“增加”“不变”或“减少”）．某时刻他们的位置如图4－K－5所示，该时刻甲的重力势能________（选填“大于”“等于”或“小于”）乙的重力势能．

图4－K－5

10．如图4－K－6所示，a、b为竖直向上抛出的小石块在上升过程中动能和重力势能随高度变化的两条图线（不计空气阻力），其中________是动能与高度关系图线，小石块到达的最大高度为________m.

图4－K－6

11．请分析以下两个有关能量形式的问题．

（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也．”强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，这说明物体的动能大小与它的________有关．

（2）旋转图4－K－7中的吸管后，将饮料罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了________能．

图4－K－7

三、实验探究题

12．在研究物体的动能与哪些因素有关的实验中，小华首先猜想：

A．物体的动能可能与物体的质量有关；

B．物体的动能可能与物体的速度有关；

C．物体的动能可能与物体的材料有关．

图4－K－8

为了验证猜想，小华设计了以下探究实验：

将小球从斜面上某一高度由静止释放，撞击静止在水平面上的木块，实验过程如图4－K－8甲、乙、丙、丁所示．图中m1＜m2、s1＜s2、s1＜s3、h1＜h2，水平面上所用的木块完全相同．

（1）小华通过比较图甲和图乙得出猜想________（填猜想序号）是正确的．

（2）小华通过比较图________两次实验，得出猜想A是正确的．

（3）你认为通过比较图__________两次实验，可以验证猜想C是错误的．

（4）小华在本次实验中是通过观察______________________来判断小球动能大小的．

13．小刚在体育课休息的时间跟同伴研究：

举起来的铅球重力势能的大小是通过什么现象看出来的呢？

于是几个同伴拿着两种规格的四个铅球到沙地做起了实验，如图4－K－9所示，并得出了正确的答案，请你仔细观察并回答：

图4－K－9

（1）使甲、乙两铅球在如图所示的位置自由下落，结果乙砸在沙地的坑较深，说明重力势能的大小与铅球的________有关．

（2）实验中能证明重力势能的大小与质量有关的是用________两铅球所做的实验．

（3）若使乙、丁的重力势能的大小相同，请你大致说出他们的实验应该如何做：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________.

14．如图4－K－10所示是我国某地的等高线图．若把同一物体分别放在A点、B点，那么在哪一点时，此物体的重力势能大（　　）

图4－K－10

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

15．为了探究“弹簧的弹性势能跟哪些因素有关”，小明同学设计了如图4－K－11所示的装置，并进行了如下实验．

图4－K－11

①将弹簧放在水平面上，一端固定；

②在弹性限度内，用物块（物块与弹簧不联结）将弹簧压缩，测量并记录弹簧的形变量ΔL；

③由静止释放物块，测量并记录物块在水平面上滑行的距离s；

④多次改变弹簧的形变量，重复步骤②③；

⑤分析实验数据得出结论．

请回答以下问题：

（1）本实验中，探究了弹簧弹性势能大小跟______________的关系．

（2）本实验中，弹簧弹性势能大小是通过______________________来间接反映的．

（3）本实验中，从物块离开弹簧到静止，物块的动能________（选填“变大”“变小”或“不变”）．

课时作业（四）B

[11.4　认识动能和势能　第2课时　机械能及其转化]

一、选择题

1．2016·怀化炎热的夏天，环卫工人利用洒水车给马路洒水降温，洒水车在匀速行驶洒水过程中，以下关于能量变化的说法正确的是（　　）

A．动能减小、机械能不变

B．动能不变、机械能减小

C．动能减小、机械能减小

D．动能增大、机械能增大

2．2017·成都2017年4月20日19时41分35秒，“天舟一号”货运飞船在文昌航天发射中心由“长征七号遥二”运载火箭成功发射升空．在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的“天舟一号”货运飞船的能量，下列说法正确的是（　　）

A．机械能的总量不变

B．机械能的总量变小

C．动能不变

D．重力势能变大

3.如图4－K－12所示的四种运动中，重力势能转化为动能的是

（　　）

图4－K－12

4．将一支有弹力后盖的圆珠笔按在桌面上，松开手，会发现圆珠笔将竖直向上跳起．下列是圆珠笔从松手到上升至最高点的过程中，有关能量转化的分析，正确的是（　　）

A．动能——重力势能——弹性势能

B．弹性势能——动能——重力势能

C．内能——动能——重力势能

D．动能——重力势能——机械能

5．2016·漳州如图4－K－13所示，在伽利略理想实验中，小球每次均从斜面A点自由滚下，分别经过图中a、b、c各位置，关于小球的动能和重力势能描述错误的是（　　）

图4－K－13

A．从a到b动能转化为重力势能

B．在b、c处重力势能相等

C．从a到c重力势能转化为动能

D．在a处动能最大

6．把一个内表面光滑的圆碗固定在水平桌面上，将一个小球从碗的一侧边缘由静止释放（如图4－K－14所示）．则小球（　　）

图4－K－14

A．不能到达碗的另一侧边缘

B．到达碗底时就会静止不动

C．到达碗的另一侧边缘时速度为零

D．能到达碗的另一侧边缘并从碗中飞出

7．风能是一种清洁无污染的可再生能源，风力发电中的能量转化是（　　）

A．内能转化为机械能B．电能转化为机械能

C．机械能转化为电能D．电能转化为内能

8．不同的物理现象往往遵循同一物理规律，在平直公路上行驶的汽车制动后滑行一段距离，最后停下；流星在夜空中坠落并发出明亮的光；降落伞在空中匀速下降．上述三种不同现象中所包含的相同物理过程是（　　）

A．物体的动能转化为其他形式的能

B．物体的势能转化为其他形式的能

C．其他形式的能转化为物体的机械能

D．物体的机械能转化为其他形式的能

二、填空题

9．骑自行车下坡，不需要用力踩脚踏板，自行车的速度也会越来越快，这是因为自行车和人的______逐渐减小，____________逐渐增加．自行车和人的____________能转化为________能．

10．如图4－K－15所示，跳水运动员起跳时，将跳板的________能转化为运动员的动能，在下落过程中又将________能转化为运动员的动能．

图4－K－15

11．如图4－K－16所示，为某轻轨车站设计方案示意图，该图表明与站台前后连接的车轨都有一个小坡度．在火车进站前设计一小段上坡，可以将火车的________能转化为________能，减少刹车所损耗的能量．出站时又可以将________能转化为________能，使启动更方便，同时节约了启动时消耗的能量.

图4－K－16

12．市场上有一种叫“青蛙”的机械式儿童玩具，不用电池，安装了发条．使用时上紧发条就能自动向前跳，且发条上的越紧，“青蛙”跳的时间越长．其原因是上紧发条后，此时发条发生弹性形变，具有____________能，可以推动玩具青蛙运动，发条上的越紧，发条的____________能越大，可以转化成的__________能就越大．

13．一个小朋友从滑梯上自由滑下感觉到屁股有点热，在这个过程中他的机械能______________（选填“增大”“减小”或“不变”）．

14．如图4－K－17所示，圆弧形轨道固定在竖直平面位置，将小球置于轨道的顶端A点由静止开始滚下，B点是小球到右侧所能达到的最高位置，在此过程中，由于与轨道摩擦，小球的机械能转化为__________（选填“动能”“势能”或“内能”），机械能逐渐__________（选填“增加”“减小”或“不变”）．

图4－K－17

15.如图4－K－18所示是小球弹跳的频闪照片，小球在A、B位置的高度一样．由图可知，小球在位置A的重力势能__________小球在位置B的重力势能，小球在位置A的机械能__________小球在位置B的机械能．（均选填“大于”“小于”或“等于”）

图4－K－18

16．落久水电站用拦河坝提高水位，被提高了水位的水下泄时，冲击水轮机的叶轮，带动发电机发电，在这个过程中，水的________能转化为水的动能，水的动能转化为________能．

三、简答题

17．如图4－K－19所示，过山车在开始运行前，是靠一个机械装置推上最高点的，在第一次下行后，就没有任何装置为它提供动力了．像所有列车一样，过山车也安装了机械制动装置，使它在结束行程或在紧急情况下能够准确地停下来.

图4－K－19

在过山车运行的过程中，请回答下列问题：

（1）过山车通过A点向上运动的过程中，动能与势能是如何转化的？

（2）后面的“小山丘”设计的比开始时的“小山丘”低，为什么？

（3）过山车像所有列车一样，也安装了机械制动装置，在结束行程后能够准确地停下来，当过山车停下时是不是“能量消失了”？

18．如图4－K－20所示是小球在地面弹跳的情景．小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为（　　）

A．120J　　B．100J　　C．90J　　D．80J

图4－K－20

19．如图4－K－21所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直．B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　）

图4－K－21

A．从O点到C点运动员速度一直减小

B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大

C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小

D．从O点到A点运动员的机械能不变

详解详析

【新知梳理】

一、1.对别的物体做功　越多

二、运动　被举高　发生弹性形变　质量　速度　质量　物体的位置　弹性形变

三、动能　势能

【应用示例】

例1　A

例2　

（1）被推动的距离　

（2）速度　速度相同时，质量越大，动能越大　质量相同时，速度越大，动能越大

[解析]

（1）钢球对木块做功的多少反映了球动能的多少，而做功的多少可由木块被推动距离的远近来确定．

（2）钢球从同一高度滚下，是为了使钢球滚到水平面上时的速度相同．在甲、乙两个实验中，控制了质量相同，速度不同，钢球速度越大，木块被钢球撞击后移动的距离越远，所得到的结论是：

物体的质量相同时，速度越大，动能越大．

例3　

（1）小方桌陷入沙中的深浅　

（2）甲　乙

（3）高度相同时，重力势能与质量的关系

例4　C　[解析]用弓将箭射出去，弓弹性势能减小，箭的动能增大，弹性势能转化为动能．上升的滚摆，高度增加，重力势能增大；速度减小，动能减小，所以是将动能转化为重力势能．在水平公路上匀速行驶的汽车，动能不变，重力势能不变，所以动能与势能没有发生相互转化．向近地点运动的卫星，高度减小，重力势能变小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能；向远地点运动的卫星，高度增加，重力势能变大，速度变小，动能变小，是动能转化为重力势能．

例5　

（1）从小明家释放物体时，物体具有重力势能，在运动到最低点的过程中，重力势能转化为动能，越过最低点，动能开始转化为重力势能．

（2）物体在被释放后，要克服摩擦做功，机械能转化为内能，机械能减小，所以物体不能到达小芳家．

【课堂反馈】A

1．D　2.弹性势　动　重力势

3．减小　增大

4．

（1）质量　速度　质量一定时，物体的速度越大，动能越大　

（2）速度　质量　速度一定时，物体的质量越大，动能越大

5．物体的质量相同时，高度越高，重力势能就越大　物体的高度相同时，质量越大，重力势能就越大

【课时作业】A

1．D　2.A　3.D　4.B

5．D　[解析]小球在整个运动过程中，质量不