教科版八年级物理下册第十二章机械能复习课件

第十二章 机械能 第 2 页 考点梳理 考点一 机械能 1 ．物体能够 ________ 就说明该物体具有能量；物体能够 __________ 越多，其具有的能量就越大．在国际单位制中，能量的单位是 ________ . 做功  做的功  焦耳  第 3 页 易错点 能够做功的物体，即具有能量的物体，由于所处的条件不同，可能正在做功，也可能没有做功，但是只要它能够做功，或者说它具有做功的本领，就具有能量 . 对功和能的理解 (1) 判断一个物体是否具有能量，不是看物体是否正在做功，而是看物体是否具有做功的本领．如： ① 运动的子弹能射穿物体而做功，就比静止的子弹多了一种本领，那就是动能． ② 高处的石块落下时会把地面撞个坑，它就比地面的石块多了一种本领，即重力势能． ③ 未拉弯的弓是不能把箭射出去的，因为它不具有对箭做功的本领，即没有弹性势能． (2) 做功的过程一定伴随有能量的转化，即物体做了多少功，就有多少能量发生了转化 . 第 4 页 2 ． (1) 物体由于 ________ 而具有的能量叫做动能，质量越 ______ 、运动的速度越 ______ ，则物体的动能越大． (2) 物体由于 ____________ 而具有的能量叫做重力势能，物体的质量越 ______ 、位置越 ______ ，则物体的重力势能越大． (3) 物体由于 ____________ 而具有的能量叫做弹性势能，弹性形变程度越 ______ ，弹性势能越大． 运动  大  快  位置较高  大  高  弹性形变  大  第 5 页 考点二 机械能的转化 3 ．物体具有的 ______________ 统称为机械能．动能与势能之间可以相互转化；如果能量相互转化的过程中，只有 ________ 和 ________ 相互转化，机械能的总量 ________ . 动能和势能  动能  势能  不变  第 6 页 机械能是否发生变化的判断 (1) 直接法：先判断物体的动能、势能的变化，再确定机械能的变化，即由“机械能＝动能＋势能”来判断． (2) 间接法：在物体动能和势能的相互转化过程中，如果不计摩擦和空气阻力，也没有其他力 ( 除重力、弹力 ) 做功时，动能减少多少，势能就会增加多少；反之，势能减少多少，动能就会增加多少，而机械能的总量不变；如果有摩擦或空气阻力，机械能的总量就会减少 . 第 7 页 考点三 水能和风能 4 ．流动的水具有的动能与势能叫做 ________ ；流动的风具有的能量叫做 ________ . 它们是具有大量 __________ 的天然资源，在一定条件下可以与其他形式的能发生转化． 水能  风能  机械能  第 8 页 考点四 常考图片 机械能转化  为电能   重力势能  动能  动能  重力势能  第 9 页 弹性势能  重力势能逐渐转化为动能  最大  动能逐渐转化为重力势能  第 10 页 风能转化为机械能，最终转化为电能  重力势能减小，动能增大  动能减小，重力势能增大  第 11 页 机械能转化为内能，机械能的总量减少  第 12 页 常考点突破 常考点 机械能的转化    【 2019 · 广东深圳中考】 如图，弧形轨道 ab 段光滑， bc 段粗糙，小球从 a 点经最低点 b 运动至 c 点．下列分析正确的是 (    ) A ．从 a 到 b 的过程中，小球动能转化为重力势能 B ．经过 b 点时，小球动能最大 C ．从 b 到 c 的过程中，小球动能增大 D ．从 a 到 c 的过程中，小球机械能守恒 B   第 13 页 解题指导 从隐含条件中判断动能、势能的变化情况： (1) 如从“匀速” → v 不变、“加速 ( 越来越快 )”→ v 变大和“减速 ( 刹车 )”→ v 减小等词汇判断速度的变化． (2) 从“上升 ( 远地点 )”→ h 变大、“下降 ( 下滑、近地点 )”→ h 减小等判断高度的变化． (3) 从“投放救灾物资的飞机”“正在洒水的洒水车” → m 减小等判断质量的变化． (4) 根据“光滑” → 无摩擦力做功、“粗糙” → 克服摩擦做功等判断机械能变化或根据动、势能变化判断机械能变化． 第 14 页 实验突破 实验一 探究动能的大小与什么因素有关 命题点 1 ．转换法的应用：在同一平面上，木块被撞得 越远 ，表示小球的动能 越大 .   2. 控制变量法的应用： (1) 不同质量的小球在同一位置释放，控制释放的球在撞击木块时的 速度相同 ，探究动能和质量的关系． (2) 同一小球在不同位置释放，控制质量不变，探究动能与速度的关系．  3. 实验结论：动能大小与物体的质量和速度有关，质量相同时，速度越大，动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大．  4. 若水平面绝对光滑，该实验 不能 达到探究目的，因为当 水平面绝对光滑时，小球将继续做匀速直线运动，无法比较运动的距离 . 第 15 页   【广东中考】 利用如图所示装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”．将小球 A 、 B 分别拉到与竖直方向成一定角度 θ 的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块 C 发生碰撞，木块都会在水平面上滑行一定距离后停止．图中的摆长 L 都相同， θ 1 ＜ θ 2 ，球 A 、 B 的质量分别为 m A 、 m B ( m A ＜ m B ) ． 第 16 页 (1) 如图甲、乙所示，同时释放 A 、 B ，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的 ________ 无关． (2) 如图甲、乙所示，观察到 B 球能将木块 C 撞得更远，由此可得出结论： ______________________________________ . (3) 图乙中小球 B 到达竖直位置时的速度 ________ ( 选填“大于”“小于”或“等于” ) 图丙中小球 B 到达竖直位置时的速度．如图乙、丙所示，图丙中木块 C 滑行得更远些，由此可得出结论： ________________________________________ . 质量  速度相同时，物体质量越大，动能越大  小于  质量相同时，物体的速度越大，动能越大  第 17 页 拓展考查： (4) 在图甲和图乙中，两球被拉到相同的角度， __ __ __ 球的重力势能大；并从静止开始释放，这是为了使两球摆动到竖直位置时 ________ 相同，研究动能与 ____________ 的关系． (5) 在图乙和图丙中， B 球被拉到不同的角度，并从静止开始释放，这是为了使 B 球摆动到竖直位置时 ________ 不同，研究动能与 ________________ 的关系． (6) 在图丙中，小球在下降过程中， ____________ 转化为 ________ .   (7) 在实验过程中，木块被小球撞击后仍能向前滑行是由于木块具有 ________ ；最终停下来是由于 __________________ ，说明 ____________________________ ；如果水平面是光滑的，木块将做 ________________ . B   速度  物体质量  速度  物体运动速度  重力势能  动能  惯性  受到阻力的作用  力可以改变物体的运动状态  匀速直线运动  第 18 页 实验二 探究重力势能的大小与什么因素有关 命题点 1 ．转换法的应用：通过观察物体落下时沙地的凹陷程度来反映物体重力势能的大小，凹陷程度越大，重力势能越大． 2 ．控制变量法的应用 (1) 探究重力势能的大小与质量的关系：控制高度相同，让不同质量小球从同一高度由静止落下，观察沙地的凹陷程度． (2) 探究重力势能的大小与高度的关系：控制小球的质量不变，用同一个小球从不同高度由静止落下，观察沙地的凹陷程度． 第 19 页 3 ．小球下落过程到沙地凹陷前所涉及的能量转化：重力势能转化为动能，沙地凹陷后到小球静止的过程中所涉及的能量转化： 机械能转化为内能 . 4 ．实验结论：在高度相同时，质量越大的物体具有的重力势能越大；在质量相同时，所处高度越高的物体具有的重力势能越大． 第 20 页 某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深浅情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的 A 、 B 、 C 、 D 四个铅球，其中 A 、 C 、 D 三球的质量为 m ， B 球质量为 2 m ，让 A 、 B 两球从距沙表面高 H 静止下落， C 球从距沙表面高 2 H 静止下落， D 球从距沙表面高 2 H 的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下 ( 球在光滑管道中运动的能量损失不计 ) ．实验测得 A 、 B 两球陷入沙深度分别为 h 1 和 h 2 ， C 、 D 两球陷入沙深度均为 h 3 ，且 h 1 < h 2 < h 3 . 第 21 页 (1) 本实验中，铅球的重力势能大小是通过 ______________________ 来反映的．这里用到的物理学研究问题的方法是 ________ ( 选填“放大”“控制变量”或“转换” ) 法． (2) 比较 A 、 B 两球，发现 B 球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当下落高度一定时， __________________________ . (3) 比较 __ __ __ __ __ 两球，发现 C 球陷入沙中深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落高度越高，物体的重力势能越大． (4) 小球在下落过程陷入沙之前，将重力势能转化为 ________ ，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为 ________ .   铅球陷入沙坑的深度  转换  质量越大，重力势能越大  A 、 C   动能  内能  第 22 页 拓展考查： (5) 比较 C 、 D 两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径 ________ ( 选填“有关”或“无关” ) ． 无关  第 23 页 考点一 动能、势能与机械能 1 ． 【 2018 · 泸州】 在 2018 年泸州市中考体育考试中，小彤同学进行了实心球测试，对球运动的几个阶段，下列说法正确的是 (    ) A ．小彤捡起实心球，并缓慢举高的过程中，小彤对球做功，球的重力势能增加 B ．小彤将球用力投出后，球在空中运动过程中小彤对球做功，球的机械能增加 C ．小彤将球用力投出后，球在空中最高点时所受的合力为零 D ．球落地后在水平地面滚动一段距离停止，球在地面滚动阶段，球的机械能不变 四川中考真题精练 A   第 24 页 2 ． 【 2018 · 自贡】 居民小区里电梯匀速上升过程中，电梯的 (    ) A ．动能保持不变  B ．机械能保持不变 C ．重力势能保持不变  D ．动能转化为重力势能 A   第 25 页 3 ． 【 2018 · 内江 A 卷】 如图所示，货架上放着 A 、 B 、 C 、 D 四个体积相同的实心球，其中 A 和 B 为铅球， C 和 D 为铁球，那么 A 和 B 两球相比较， __ __ __ 球的重力势能大； B 和 C 两球相比较，做功本领更大的是 __ __ __ 球． ( ρ 铅 > ρ 铁 ) 4 ． 【 2019 · 凉山】 在一次军事演习中，空中加油机正在给战斗机加油，以战斗机为参照物，加油机的运动状态是 ________ 的，在加油过程中，加油机的动能 ________ ( 选填“变大”“变小”或“不变” ) ． A   B   静止  变小  第 26 页 5 ． 【 2017 · 泸州】 在探究“物体动能与其速度大小关系”的实验中，如图所示，同一个小车分别从同一斜面的不同高度由静止滑下，撞击静止在水平木板上的同一木块，木块被撞后在相同木板上运动一段距离后停下来，请你回答下列问题： 第 27 页 (1) 小芳正确操作实验，观察到小车滑下的高度越高，木块运动的距离越 ______ ，说明木块被撞后动能越 ______ . 木块在木板上运动过程中，第一次受到的摩擦力为 f 1 ，第二次受到的摩擦力为 f 2 ，则 f 1 与 f 2 的大小关系是 f 1 ______ ( 选填“＞”“＜”或“＝” ) f 2 . (2) 小芳利用上述器材探究“阻力对物体运动的影响”，为了完成该实验，还需要增加的器材有 ________ ( 选填“砝码”“毛巾”或“弹簧测力计” ) ．每次让小车从同一高度由静止滑下，记下木块最终停在不同水平面上的位置，可知木块受到的阻力越小，运动的距离越 ______ . 远  大  ＝  毛巾  远  第 28 页 考点二 机械能及其转化 1 ． 【 2018 · 绵阳】 2018 年 4 月 2 日，“天宫一号”圆满完成预定任务后返回地球 .8.5 t 重的“天宫一号”，在 100 km 左右的高空以约 22 倍音速进入大气层．其中部分器件在大气层中与大气层摩擦烧蚀销毁．最后大约 1.5 t 残骸坠入南太平洋．在这个过程中，“天宫一号”的部分机械能 (    ) A ．通过热传递转化为大气的内能 B ．通过重力做功转化为大气的内能 C ．通过摩擦做功转化为大气的内能 D ．通过重力做功转化为残骸的内能 C   第 29 页 2 ． 【 2018 · 乐山】 人造地球卫星在大气层外环绕地球运行 ( 不受空气阻力 ) ，当它从远地点向近地点运动时 (    ) A ．动能减小，势能增大，机械能不变 B ．动能减小，势能减小，机械能减小 C ．动能增大，势能减小，机械能不变 D ．动能增大，势能减小，机械能减小 C   第 30 页 核心素养 · 科学思维 3. 【泸州】 如图所示，将一小钢球从 a 点竖直向上抛出 ( 不计空气阻力 ) ，经过 b 点到达最高点 c 时速度为零．图中 h ab ＝ h bc ，下列判断正确的是 (    ) A ．小钢球在 ac 段重力势能的增加量与动能的减少量相等 B ．小钢球运动到最高点 c 时所受的合力为零 C ．小钢球在 ab 段克服重力做功小于在 bc 段克服重力做功 D ．就 a 、 b 、 c 三点而言，小钢球在 a 点具有的机械能最大 A   第 31 页 4. 【 2019 · 绵阳】 2019 年 1 月 3 日，嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆．嫦娥四号探测器在距离月球表面 100 米高处悬停，对月球表面识别，并自主避障，选定相对平坦的区域后，开始缓慢地竖直下降，最后成功软着陆．从距离月球表面 100 米到软着陆在月球表面的过程中，嫦娥四号探测器的重力势能 ________ ，机械能 ________ .( 均选填“增加”“不变”或“减少” ) 减少  减少  第 32 页 5 ． 【 2019 · 遂宁】 如图是老师设计的探究机械能转化的实验装置，将一弹簧下端固定于带槽的斜面底端，弹簧上端处于斜面 A 点处；将一小球从斜面顶端释放，小球经过斜面 A 点后压缩弹簧，在斜面 C 点停止；然后在弹力的作用下小球再向上运动到斜面的 D 点，接着再向下运动；如此往复几次后小球在斜面的 B 点静止，那么小球第一次下降经过斜面的 __ __ __ ( 选填“ A ”“ B ”“ C ”“ D ” 或“ O ”) 点时动能最大；小球上升时不能再回到 O 点的原因主要是小球克服摩擦做功，将部分机械能转化成了 ________ . B   内能  第 33 页 6 ． 【 2017 · 内江 B 卷】 在探究“动能和重力势能相互转化”的实验中，采用如图所示的实验装置．用细线把一个质量为 m 的小球悬挂起来，将小球从位置 B 拉到位置 A ，由静止释放小球．观察小球从 A → B → C 的过程中高度和速度的变化，并测出了小球在 A 、 B 、 C 三个位置时动能和重力势能的值．从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化，数据如下表所示 . 运动过程或位置 A A → B B B → C C 动能 E k /J 0 增加 4.98 减少 0 重力势能 E p /J 5.00 减少 0 增加 4.97 第 34 页 (1) 小球在图中的 C 位置，受到 ______ 个力的作用． (2) 从实验中可以看出，小球从 A → B 的过程中速度不断增加，高度不断降低，这个过程中是重力势能逐渐转化为 ________ ，在能量的转化过程中，机械能在逐渐减少，这主要是小球受到 ____________ 造成的． (3) 在实验中，如果换用质量为 2 m 的小球，其他条件不变，那么，小球到达 B 位置时的机械能 ________ ( 选填“大于”“等于”或“小于” ) 质量为 m 的小球到达 B 位置时的机械能． 2   动能  空气阻力  大于  第 35 页 (1) 电动汽车对水平地面的压强． (2) 电动汽车匀速行驶 20 km ，牵引力所做的功． (3) 电动汽车电能转化为机械能的转化效率 . 空车质量 1 380 kg 轮胎与地面总接触面积 320 cm 2 电池容量 42 kW · h 最高时速 120 km/h 最大功率 100 kW 最大续航里程 260 km 第 36 页 第 37 页 第 38 页 一、选择题 1 ． 【 2019 · 山东烟台中考】 如图所示，小球沿轨道由静止从 A 处运动到 D 处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化．则 (    ) A ．小球在 A 处的动能等于在 D 处的动能 B ．小球在 A 处的动能大于在 D 处的动能 C ．小球在 B 处的机械能小于在 C 处的机械能 D ．小球在 B 处的机械能等于在 C 处的机械能 2020 年迎考特训 挑战中考 D  第 39 页 2 ． 【 2019 · 江苏苏州中考】 将皮球从离地某一高度 O 点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是 (    ) A ．皮球经过同高度的 A 、 B 两点时动能相等 B ．皮球第一次反弹后到达最高点 P 点时速度为零 C ．皮球在 D 点时的机械能小于在 C 点时的机械能 D ．若将皮球表面涂黑，则会在地面 M 、 N 两点留下两个大小相等的黑色圆斑 C  第 40 页 3 ． 【 2018 · 山东泰安中考】 2018 年 5 月 21 日凌晨，我国成功利用长征四号丙运载火箭将“鹊桥”号中继卫星发射升空，迈出了人类航天器月背登陆第一步！下列有关说法正确的是 (    ) A ．火箭点火升空过程中，内能转化为机械能 B ．火箭点火升空过程中，火箭的惯性消失 C ．火箭加速上升过程中，重力势能转化为动能 D ．火箭加速上升过程中，只受到重力和空气阻力 A  第 41 页 4 ． 【 2018 · 浙江绍兴中考】 如图，木块以一定的速度滑过 A 、 B 点，到 C 点滑出下落至 D 点， A 和 B 、 C 和 D 之间的垂直距离均为 h . 若空气阻力忽略不计，则对木块在运动过程中能量变化的分析，正确的是 (    ) A ． D 点与 A 点相比，动能增加，势能减少，机械能不变 B ． A 点到 C 点减少的重力势能等于 C 点到 D 点减少的重力势能 C ． B 点的动能可能等于 A 点的动能，但一定大于 C 点的动能 D ． B 点的动能可能等于 D 点的动能，但一定大于 A 点的动能 B  第 42 页 5 ． 【广西贵港中考】 如图所示，两边分别用弹簧 k 1 和 k 2 拴住的滑块 M 静止在 O 点处，此时两弹簧均处于自然状态；用手向右拨动滑块 M ，它就可以在光滑的水平面上来回运动．当滑块从 O 点向右运动时 ( 弹簧在弹性限度内 ) (    ) A ．弹簧 k 1 和 k 2 的弹性势能同时增大 B ．弹簧 k 1 和 k 2 的弹性势能同时减小 C ．弹簧 k 1 的弹性势能增大， k 2 的弹性势能减小 D ．弹簧 k 1 的弹性势能减小， k 2 的弹性势能增大 A  第 43 页 二、填空题 6 ． 【 2019 · 黑龙江哈尔滨中考】 自然界中，能量的转化和转移过程遵守 ____________ 定律．水能和风能都属于 ________ 能． 能量守恒  7 ． 【 2018 · 山东济宁中考】 如图所示，跳水运动员为获得充足的空间滞留时间，都会在跳水前先用力下压跳板，以便利用跳板的 ____________ 让自己上升得更高．不计空气阻力，运动员从离开跳板到入水的过程中， ________ ( 选填“离开跳板”“最高点”或“入水” ) 时动能最大． 机械   弹性势能  入水  第 44 页 8 ． 【 2019 · 广东中考】 如图所示，用细线系住小球悬挂在 O 点，将小球拉至 A 点释放，从 A 点经过 B 点运动到 C 点的过程中，小球的重力势能先变小后 ________ ，动能先 ________ 后 ________ .( 均选填“变大”“变小”或“不变” ) 变大  变大  变小  第 45 页 9 ． 【 2018 · 江苏连云港中考】 如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图，与站台连接的轨道有一定坡度．从节能的角度分析，这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将 ______ 能转化为 __________ 能储存起来，此过程中机械能总量 ________ . 动  重力势  不变  第 46 页 三、实验与探究题 10 ． 【 2018 · 内蒙古包头中考】 在研究“物体动能与质量和速度的关系”实验中，将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离 . 实验次数 钢球质量 m /g 钢球下摆高度 h /cm 木块滑行距离 s /cm 1 20 30 35 2 40 30 65 3 60 30 第 47 页 (1) 本实验使钢球获得动能的操作方法是 ____________________________ . (2) 从上表数据可以看出，实验中控制了 ________ 相同，从而探究动能与 ________ 的关系． (3) 第 1 次实验时若不考虑能量损失，钢球对木块最多可做 _______ J 的功；第 3 次实验时，木块被撞后滑出木板无法记录数据，需要重做第三次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度，你认为应当采用 ______ 同学的建议． (4) 由上述实验数据和现象可得出结论： _________________________________ . 钢球从某一高度由静止释放  速度  质量  0.06   甲  速度一定时，质量越大，动能越大  第 48 页 转换法  质量  内  第 49 页 (4) 同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度 h 和下落时间的平方 t 2 的数据如下表，分析数据，写出 h 与 t 2 的关系式为 __ __ ____ __ __ . h ＝ 4.9 t 2   实验次数 1 2 3 4 5 6 h /m 2.45 4.9 7.35 9.8 12.25 14.7 t 2 /s 2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 第 50 页 冲刺名校 CD   第 51 页 13 ． 【湖南娄底中考】 如图所示，小球从距离地面一定高度的 O 点沿 x 轴竖直落下，不计空气阻力，图像表示小球某种形式的能量 E 随下落高度 x 的变化情况． E 可能表示小球的 (    ) A ．动能 B ．内能 C ．机械能 D ．重力势能 A   第 52 页 14 ． 【福建福州中考】 如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧．从小球刚接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，得到小球的速度 v 和弹簧被压缩的长度 ΔL 之间的关系，如图乙所示，其中 b 为曲线的最高点．不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球 (    ) A ．受到的弹力始终不变 B ．运动过程中动能一直增大 C ．运动过程中机械能不变 D ．在 b 点时重力等于弹力 D