能量.docx
《能量.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《能量.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
能量
专题六能量----机械能
一考试说明之双向细目
机械能
1．动能、重力势能、弹性势能
√
2．动能、势能的相互转化
√
二考点解读
考点1：
动能、重力势能、弹性势能
1.能的概念:
物体能对外，我们就说这个物体具有，简称，单位是。
物体能够做的功越多，它具有的就越大。
2.动能:
物体由于具有的能叫作动能，它的大小跟和有
关。
质量相同的物体，运动的速度越，它具有的动能就越大；运动速
度相同的物体，质量越，它具有的动能就越大。
3.势能:
重力势能:
受重力的物体被后具有的能叫作重力势能。
重力势能的大小跟和有关。
物体质量越_____，位置越_____，它具有的重力势能就越大。
弹性势能:
具有弹性的物体发生后具有的能叫作弹性势能。
考点2：
机械能
1.机械能:
和统称为机械能。
考点3：
动能、势能的相互转化
1.机械能的转化:
物体的动能和势能之间是可以相互的。
在只有动能和势能相互转化的过程中，的总量保持不变，即机械能是________（选填“守恒”或“不守恒”）的。
2.做功过程实质上就是能量和的过程。
功是能量变化的，即力对物体做了多少功，就有多少能量发生了变化。
三典型辨析
例1:
如图3-4-1所示，铅球从出手到将要落地的过程中，下列说法正确的是（不计空气阻力）（ ）
A．铅球由a→b时，动能逐渐增大
B．铅球在b点的机械能大于a点的机械能
图3-4-1
C．铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D．铅球在c点时动能最大
解析：
（1）不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。
（2）物体没有发生弹性形变，不考虑弹性势能。
质量不变，根据高度判断重力势能大小，根据机械能=动能+势能。
由重力势能大小判断动能大小。
（3）铅球在上升过程中，动能转化为重力势能，下落过程中，重力势能转化为动能。
（4）重力势能大小的影响因素：
质量、被举的高度。
质量越大，高度越高，重力势能越大。
A、铅球由a→b时，动能转化为重力势能，动能逐渐减小，重力势能不断增大。
不符合题意。
B、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。
a、b、c三点的机械能相等．不符合题意。
C、不计空气阻力，不考虑摩擦生热，机械能守恒。
铅球由b→c时，机械能都相等．不符合题意。
D、a、b、c三点的机械能相等。
机械能=动能+势能。
铅球的质量不变，hb＞ha＞hc，b点的铅球的重力势能大于a点铅球的重力势能大于c点的铅球的重力势能，b点的铅球的动能小于a点铅球的动能小于c点的铅球的动能。
所以铅球在c点时动能最大．符合题意。
故选D。
例2．图4中，一段弹簧固定在水平桌面上（如图4甲所示），将一个小球放在弹簧上使其处于静止状态（如图4乙所示），用竖直向下的力F压小球至图4丙的位置，然后撤去力F，小球向上运动到A点后下落（如图4丁所示），不计空气阻力的影响。
则从撤去力F到小球运动到A点的过程中，下列说法中正确的是
A.小球一直做加速运动
B．小球在A点处于静止状态
C．小球离开弹簧时的速度最大
D．小球离开弹簧前，受到的合力先减小后增大。
解析：
撤去力F小球受到弹簧竖直向上的弹力大于重力，合力竖直向上,小球从静止开始加速向上运动，弹簧形变逐渐减小，弹力也逐渐减小，重力始终保持不变，合力逐渐减小；当弹力减小到等于重力时，合力等于零，小球的速度最大；然后弹力就小于重力合力向下，弹簧形变继续减小，弹力也不断减小，合力逐渐变大，小球做减速运动，直到弹簧恢复到原长，小球由于惯性继续向上运动到达最高点A.
答案：
D
四理解应用迁移创新
一）知识技能
判断题
1.做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
2.做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
3.能够做功的物体具有能量，但不一定正在做功
4．悬挂着的物体，由于没有做功，所以不具有能量
5.速度相同的物体，其动能一定相同
6.同一高度的物体，其重力势能一定相同
7．蹦紧的弓能射出去箭，所以具有能
8．跳伞运动员在空中匀速下落的过程是重力势能转化成动能
9．热气球匀速上升的过程动能转化重力势能
10.水平地面上滚动的足球动能转化重力势能
11.停蹬脚踏板后的自行车正在冲上斜坡动能转化重力势能
12．铅球自由下落的过程是重力势能转化成动能
二）夯实基础
一单选题
1.如图所示3-4-4，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是（ ）
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
2．2016.7东城初二11）下列过程中，物体的机械能减小的是
A．羽毛飘落B．人乘坐电梯匀速上升
C．人加速跑到坡顶D.排球被运动员向上抛出
3.2016.7东城初二12）2015年12月1日世界蹦床锦标赛在丹麦欧登塞落幕，中国队以8金3银2铜领跑奖牌榜。
关于运动员从图5所示的最高点下落到最低点的过程中（不计空气阻力的影响），下列说法中正确的是
A．一直做加速运动B．在最低点时受力平衡
C．接触到蹦床时开始减速D．所受重力等于弹力时速度最大
4.2016.7西城初二）．在图4所示的四个过程中，属于弹性势能转化为动能的是
5.如图3-4-5所示的为长征三号丙运载火箭携带第十一颗北斗导航卫星加速升空的情景。
关于这颗导航卫星在加速升空过程中其机械能的变化，下列说法正确的（）。
A．动能增加，重力势能增加，机械能不变
图3-4-5
B．动能增加，重力势能增加，机械能增加
C．动能减少，重力势能增加，机械能减少
D.动能不变，重力势能增加，机械能增加
二、多项选择题
1.下列有关机械能的说法正确的是（）。
A．只要有力对物体做功，物体的机械能就改变
B．在平衡力作用下运动的木块的动能保持不变
C．推出的铅球在下落过程中增加的动能是由重力势能转化来的
D.如果物体通过的路程与所用时间的比值不变，则物体的机械能不变
2.如图3-4-6所示，运动员在进行蹦床比赛，运动员离开蹦床向上运动到一定高度又落到蹦床上。
不计空气阻力，关于运动员离开蹦床后的运动过程，下列说法正确的是（）。
A.在上升过程中，蹦床对运动员一定不做功
B.在最高点运动员的速度为零，所受合力为零
图3-4-6
C.在下落过程中，运动员的重力势能减小
D.在下落过程中，运动员所受的重力做功越来越快
3.在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由
式滑雪比赛中获得铜牌。
他在比赛过程中运动的轨迹
（a→b→c→d→e）如图3-4-7所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋（）
A．从a点下滑到b点过程中，动能增加
B．从b点运动到c点过程中，重力势能增加
C．在c点的机械能等于d点的机械能
D．在a点的机械能等于c点的机械能
三）实践能力
1.（2016.7东城初二29A）在“探究物体的动能大小与哪些因素有关”的实验中，同学们做了如图18所示三个实验，质量为m和2m的小球分别沿同一斜面按照实验要求下滑，与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。
请回答下列问题：
（1）实验中所探究的“物体的动能”是指小球在（选填“A”、“B”或“C”）位置的动能；实验中小球的动能大小是通过纸盒的移动距离来（选填“直接”或“间接”）反映的；
（2）由实验 和实验 （选填“甲”、“乙”或“丙”）可知：
物体的动能大小与物体的速度大小有关。
2.如图3-4-10所示，用装有细沙的容器、桌面粘有橡皮泥的三条腿小桌和质量不同的木块做“探究重力势能大小与哪些因素有关”的实验。
（1）该实验是通过观察比较来间接判断物体重力势能大小的。
（2）实验中采用质量不同的木块，是为了探究物体重力势能大小与物体的关系，操作时应该让木块从（选填“相同”或“不同”）的高度自由下落。
图3-4-11
3.如图3-4-11所示的是研究重力势能的大小与哪些因素有关的一种实验装置。
某小组同学每次都让重锤从高处由静止下落，砸到铁钉上。
他们观察到：
在不同情况下，铁钉进入泡沫塑料的深度不同，深度越大，表明重锤对铁钉做的功越多，即重锤具有的重力势能越大。
他们用m表示重锤的质量，H表示重锤升起的高度，h表示铁钉进入泡沫塑料的深度，并将实验数据详细记录在下面的表格中。
实验序号
重锤质量m/kg
重锤升起告诉H/m
铁钉进入泡沫塑料深度h/m
1
0.1
0.6
0.024
2
0.1
0.9
0.030
3
0.2
0.3
0.024
4
0.2
0.6
0.035
5
0.3
0.3
0.030
6
0.3
0.4
0.035
（1）分析比较实验序号1与2（或3与4或5与6）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
。
（2）分析比较实验序号的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：
在高度相同的情况下，物体的质量越大，具有的重力势能就越大。
4．两只外形相同的网球表面潮湿，其中一只球内填充了砂粒。
让它们从相同高度由静止释放落至同一地面，留下的印迹如图3-4-12所示。
由此可知（）
A．落在a处的网球开始下落时的重力势能大
B．落在b处的网球开始下落时的重力势能大
C.两个网球开始下落时的重力势能一样大
图3-4-12
D．无法比较两个网球开始下落时的重力势能大小
5．弹弓是一种常见的玩具，它能把“子弹”射出一段距离。
如图3-4-13所示，小刚同学用弹弓研究橡皮筋弹性势能大小的影响因素。
保持弹弓的高度和“子弹”水平的发射方向不变，小明发现，在弹性限度内，橡皮筋拉的越长，同样的“子弹”射得越远。
由此，小明得到结论：
在弹性限度内，橡皮筋的弹性势能的大小与橡皮筋的______有关。
图3_4_13
四）创新意识
1.【西城2015一模44】高速铁路（简称高铁），是指通过改造原有线路，使营运速率达到不小于200km/h，或者专门修建新的“高速新线”，使营运速率达到至少250km/h的铁路系统。
高铁列车具有速度快、安全性好、正点率高、舒适方便、能耗较低等特点，是我国重点发展的交通工具。
高铁列车比普通列车快，主要进行了两方面的改进。
第一，改进路轨，提高平整程度。
普通铁路的钢轨，几十米就有个接口，列车的车轮滚过钢轨连接处时，车轮和车厢上下震动，列车行驶很不平稳，速度不能提高，否则震动加剧会造成翻车事故。
而高铁在修路时，采取多种措施减少了钢轨上很多接口，车轮滚动平稳，列车行驶告别了“哐当哐当”的震动，列车平稳前进，大大提高了速度。
第二，改进列车。
普通列车开动，首先是车头开动，拉动第一节车厢运动后，才能带动第二节及后面车厢运动，整个列车开动是一节一节车厢带动起来的，需要较长时间，也无法实现列车的高速运行。
而高铁动车组不只是车头装有牵引电动机，每个车厢都有牵引电动机，使每节列车的车轮都有动力。
这样动车组前进，就像赛龙舟每个人都奋力划桨，车轮一致运转，列车就很快提速，并可保持高速运行。
（1）高铁列车与普通列车相比，具有优点。
（请写出两条即可）
（2）高铁列车在高速前进过程中还能保持平稳，这是由于。
（3）高铁列车运行时，是将能转化为机械能。
（4）京津城铁属于“高速新线”，其全长为120km，则乘坐高铁列车从北京到天津全程需要的时间约为min。
2．（东城2015一模45）“怪坡”是大自然中一种奇妙现象，在“怪坡”上，水可以自行往高处流，人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶，可是要想从坡顶下来就必须得用力蹬车才行，你说这种坡怪不怪!
近些年，许多旅游城市的著名景点中也相继出现了“怪坡”，“怪坡”如此的神奇，无数游客慕名而来，参观、体验后连连称绝，大呼不可思议！
没法用常理来解释啊！
甚至有的报刊大肆宣扬“怪坡”是鬼神作祟。
在图18甲中，左侧公路是厦门的文凭路，右侧的上坡路就是著名的厦门“怪坡”。
许多科学工作者来到这里进行实地考察，他们先排除了由于“重力异常”、“磁场干扰”的可能性，然后利用专业测量高度的仪器—水准仪，选取“怪坡”上不同位置作为研究点，反复多次测量其实际高度，对测量数据进行处理分析后，“怪坡”的神秘面纱终于被揭开了，数据显示人们亲眼看到的“怪坡”中沿“上坡”方向选取的研究点不是越来越高，而是依次降低，这个95m长的“怪坡”的坡顶比坡底还要低出1.6m，它的“上坡”其实就是个真正意义的下坡，难怪水会往高处流!
原来，怪坡与文凭路之间的小山坡（如图18乙的3D俯视效果图所示）作为参照物，给人的眼睛造成了强烈的视觉误差，这实际上是左氏错觉现象。
左氏错觉是指人眼受周围参照物的影响而产生不真实的视觉感受，就像图18丙中的长线原本是平行的，但是在周围短线出现后，视觉受到干扰就认为那些线不平行了。
怪坡原本是向下的下坡，但是，两条路之间的小山坡的面积快速增大，就好像是由怪坡向上和旁边的文凭路向下延伸导致的，从而形成了错觉，我们被自己眼睛看到的景象欺骗了。
由此可见，“眼见为实”有纰漏，科学测量正乾坤。
（1）图19中，弧线A和弧线B的实际长度的大小关系为（选填“一样长”、“A比B长”或“B比A长”）
（2）在“怪坡”上，人骑在自行车上无需蹬车就可以自行冲上“怪坡”的坡顶，人和自行车的动能（选填“增大”或“减小”），如果人和自行车重力势能也增大，则违反了定律；
（3）工人师傅在铺设地面瓷砖时，要用到气泡水平仪。
当铺设的瓷砖水平时，放在瓷砖上的水平仪气泡停在如图20甲所示的位置；当气泡停在如图20乙所示的位置时，说明瓷砖的（选填“左”或“右”）侧偏高。
五）学习能力
1.（通州2015一模43）结合图21阅读以下材料，回答问题。
利用太阳能发电的主要方式有两种:
光—电转换和光—热—电转换。
光—电转换
光电转换的基本装置是太阳能电池，它的基本原理是光电效应：
光照射到某些物质上引起物质的光电性质变化，也就是光能量转化为电能。
这一原理是由德国物理学家赫兹首先发现的。
当时，赫兹发现：
两个锌质小球之一用紫外线照射，则在两个小球之间就非常容易跳过电火花。
后来爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效应，并因此获得1921年诺贝尔物理学奖。
光—热—电转换
即利用太阳辐射所产生的热能发电。
一般是用太阳能集热器将所吸收的热能转换为工质的蒸汽，然后由蒸汽驱动汽轮机带动发电机发电。
如图21所示，前一过程为光—热转换，后一过程为热—电转换。
利用这一原理有些国家在沙漠地区建立了塔式太阳能热电站。
太阳能可以发电，并让灯泡发光。
可是，白天有太阳，我们并不需要灯亮；而夜晚没有太阳我们需要灯亮。
想一想，怎样实现将白天太阳的能量储存起来，供夜晚的灯发光呢？
又怎样将太阳能发电站转化的大量能量储存起来，供夜间或阴雨天使用呢？
如何破解太阳能的蓄能问题，让太阳能最终成为能够与常规能源相竞争的替代能源呢？
实际生活中常见的太阳能路灯就是利用化学能的形式储存太阳能的。
太阳能电池板与蓄电池连接，蓄电池再与电灯连接。
白天有太阳能时，接通太阳能电池板与蓄电池电路，太阳能电池板转换成的电能再转换成蓄电池的化学能储存起来；夜晚，太阳能电池板与蓄电池电路断开，蓄电池与电灯电路接通，蓄电池储存的化学能再转换成电能为电灯供电。
它的各电路的通断是由充放电控制器自动控制，蓄电池放在电线杆下面的地上。
（1）太阳能电池的基本原理是光电效应，爱因斯坦提出的，成功解释了光电效应。
（2）塔式太阳能发电系统中的“热—电转换”，经历的能量转换过程是：
。
（3）请画出能满足太阳能路灯工作原理的电路图。
（太阳能电池板用表示，充放电控制器用表示）
4.【燕山2015一模43】
会飞的汽车
也许有人在堵车时会幻想自己的汽车能突然“飞离地面”，跃过无数停滞不前的汽车。
现在，这个梦想已经实现了，来自美国的TerrafugiaTransition推出了一款会飞的汽车。
这款车的车身和一般汽车相似，但是车门的部分多了两个可折叠的翅膀（如图25甲）。
在陆地行驶的时候，翅膀折叠，如果想飞行的时候，翅膀就会张开（如图25乙）。
汽车如同变形金刚一样，在很短的时间内变成一架小型飞机。
飞行汽车的秘密藏在它的顶部和尾端。
顶部可折叠的叶轮，可调整转速以控制飞行高度；尾部的推进器，负责提供前行动力；尾部装配的获专利的自动平衡装置，可保证飞行汽车转弯时自动倾斜。
这样一套简单的飞行装备，可保证飞行汽车在5秒内从静止状态加速到时速90公里。
它起飞滑行需要50米，着陆滑行只需不到5米，最高能飞到1200米高空。
该车配备的卫星定位系统（GPS）和雷达系统，能最大限度保证其在空中的安全性。
飞行汽车采用环保节油的陆空两用引擎，这种引擎使用普通车用无铅汽油，一般的路边加油站就有出售。
不仅如此，该车的内部操控系统同样也是陆空两用。
这款可以瞬间起飞离地的飞车可以在汽车和飞机两种模式下切换，双座设计，能在机场起飞和降落，并且可以在“任何道路”上行驶。
（1）当飞行汽车起飞时，相对于地面是的（选填“运动”或“静止”）；
（2）飞行汽车起飞时，飞行汽车的重力势能变（选填“大”或“小”）；
（3）飞行汽车着陆后要滑行5米才能停下来，是因为其具有；
（4）时速90公里相当于m/s。
乙
甲
图26
25
五归纳总结
（一）思维导图
（二）趣味小结
物体运动有动能，质量速度大了动能大；重力势能被举高，质量高度大了重力势能大；弹性势能要形变，形变大了弹力势能大。
动能势能可转化，只有重力来做功，机械能总量不会变。
升级会员 