3.2機(jī)械能（講義）（原卷版）

浙教版九年級上冊第三章第二節(jié)機(jī)械能【知識點(diǎn)分析】一.動(dòng)能1.動(dòng)能的定義：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。一切做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體都具有動(dòng)能。飛翔的小鳥、行走的人、行駛的汽車、流動(dòng)的水和空氣等，都具有動(dòng)能。2.動(dòng)能大小的影響因素：3.實(shí)驗(yàn)變量：（1）小球的初始高度：控制到達(dá)水平面的速度大小（2）不同質(zhì)量的小球：（3）物塊移動(dòng)的距離：表示小球動(dòng)能大小4.實(shí)驗(yàn)操作：（1）相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究速度對物體動(dòng)能的影響（2）不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對物體動(dòng)能的影響5.實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的動(dòng)能大小與質(zhì)量有關(guān)，與速度有關(guān)二.勢能1.重力勢能：（1）定義：物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。（2）重力勢能的影響因素：（3）實(shí)驗(yàn)變量：①小球的初始高度：控制到達(dá)水平面下落距離②不同質(zhì)量的小球：③陷入沙坑的距離：表示小球重力勢能大小（4）實(shí)驗(yàn)操作：①相同質(zhì)量的小球從不同高度下落，探究下落高度對物體重力勢能的影響②不同質(zhì)量的小球從相同高度下落，探究質(zhì)量對物體重力勢能的影響③相同質(zhì)量的小球從運(yùn)動(dòng)軌跡下落，探究下落運(yùn)動(dòng)軌跡對物體重力勢能的影響（5）實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法，轉(zhuǎn)化法（6）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：物體的重力勢能大小與質(zhì)量有關(guān)，與下落高度有關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑無關(guān)2.彈性勢能：(1)定義:物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。(2)影響彈性勢能大小的因素:彈性勢能的大小與物體彈性形變的大小有關(guān)。三.機(jī)械能與機(jī)械能守恒1.機(jī)械能：動(dòng)能和勢能之和稱為機(jī)械能。2.機(jī)械能守恒：物體的動(dòng)能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而且在轉(zhuǎn)化過程中，如果只有動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,機(jī)械能的總量就保持不變，即機(jī)械能守恒。3.機(jī)械能守恒的幾種類型（1）彈簧：在下落過程中，小球未接觸彈簧之前機(jī)械能守恒，接觸彈簧后機(jī)械能減少，隨著壓縮程度增大，彈力增大，即出現(xiàn)下圖的：a.接觸點(diǎn)：之前小球機(jī)械能守恒，之后小球機(jī)械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點(diǎn)：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點(diǎn)動(dòng)能最大c.最低點(diǎn)：動(dòng)能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（2）蹦極a.接觸點(diǎn)：之前人機(jī)械能守恒，之后人機(jī)械能減小，彈簧彈性勢能增大b.平衡點(diǎn)：彈力大小等于重力，之前是加速，之后減速，該點(diǎn)動(dòng)能最大c.最低點(diǎn)：動(dòng)能為零，重力勢能最小，彈簧彈性勢能最大（3）滾擺：重力勢能與動(dòng)能之間轉(zhuǎn)化（4）單擺ac兩點(diǎn)是最高點(diǎn)，動(dòng)能為零重力勢能最大b.點(diǎn)是最低點(diǎn)，重力勢能最小，動(dòng)能最大單擺整個(gè)過程中沒有首例平衡的點(diǎn)斜面重力勢能與動(dòng)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能守恒【例題分析】一、選擇題1．如圖所示，甲、乙是兩個(gè)完全相同的網(wǎng)球，在同一高度以大小相等的速度，將甲球豎直向下拋出、將乙球豎直向上拋出，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（

）A．甲球在空中下落時(shí)，重力勢能增大，動(dòng)能減小B．乙球上升過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C．拋出時(shí)甲、乙兩球的機(jī)械能相等D．拋出時(shí)甲球的動(dòng)能小于乙球的動(dòng)能2．小樂用可樂瓶制作水火箭，先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣，如圖甲所示；打開閥門后，水從尾部的金屬管向下噴出，水火箭豎直向上飛向空中，如圖乙所示。下列分析正確的是（）A．上升過程中，噴出的水對水火箭有向下的推力B．上升過程中，水火箭瓶內(nèi)氣體的內(nèi)能減少C．上升過程中，水火箭的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能D．下降過程中，水火箭的機(jī)械能逐漸增大3．2020年11月24日4時(shí)30分，長征五號運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，運(yùn)送嫦娥五號探測器至地月轉(zhuǎn)移軌道。在運(yùn)載火箭加速升空的過程中，下列說法正確的是（）A．動(dòng)能增大，勢能減小 B．動(dòng)能不變，勢能增大C．動(dòng)能增大，勢能增大 D．動(dòng)能減小，勢能增大4．2020年12月17日“嫦娥五號返回器”成功著陸。如圖是“返回器”通過大氣層返回地球時(shí)“打水漂”過程示意圖，“返回器”躍出大氣層后不再受摩擦阻力。下列關(guān)于“返回器”能量變化的說法正確的是（）A．從A到B點(diǎn)內(nèi)能增大，勢能增大B．從B點(diǎn)到C點(diǎn)動(dòng)能增大，勢能減小C．從C點(diǎn)到D點(diǎn)動(dòng)能先減小后增大，機(jī)械能不變D．從C點(diǎn)到D點(diǎn)勢能先增大后減小，機(jī)械能變小5．如圖所示，光滑軌道ABC固定在豎直平面內(nèi)，BC段水平，一小球從A點(diǎn)由靜止釋放運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，動(dòng)能和勢能變化情況是（）A．A到B的過程，小球的動(dòng)能增大，勢能不變B．A到B的過程，小球的動(dòng)能增大，勢能減小C．B到C的過程，小球的動(dòng)能不變，勢能減小D．B到C的過程，小球的動(dòng)能增大，勢能不變6．如圖所示，斜面與水平面在M點(diǎn)相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，N點(diǎn)是彈簧自然伸長的位置。斜面與水平面光滑，忽略空氣阻力。當(dāng)物塊從斜面上P點(diǎn)由靜止滑下，與彈簧碰撞后若又返回到P點(diǎn)。則下列描述錯(cuò)誤的是（

）A．物塊從M向P運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能減少B．物塊從N向M運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能不變C．物塊從P向M運(yùn)動(dòng)過程中，重力勢能減少D．彈簧被壓縮最短時(shí)，彈簧的彈性勢能最大7．如圖所示，一物體從平臺上分別沿左右兩側(cè)的光滑斜面由靜止開始下滑到底端。下列說法正確（）A．物體在下滑過程中能量是不斷減少的B．物體在下滑過程中能量是不斷增加的C．該物體從左側(cè)下滑到底端時(shí)的速度等于從右側(cè)下滑到底端時(shí)的速度D．該物體從左側(cè)下滑到底端時(shí)的速度大于從右側(cè)下滑到底端時(shí)的速度8．如圖所示，一小鋼球從光滑固定斜面的a點(diǎn)由靜止釋放，相繼經(jīng)過b、c兩點(diǎn)，ab=bc，則下列判斷正確的是（忽略空氣阻力的影響）（

）A．小鋼球下滑過程中慣性越來越大B．小鋼球在ab、bc兩端內(nèi)運(yùn)動(dòng)的平均速度相等C．小鋼球在ab段重力勢能的減少量與bc段動(dòng)能的增加量相等D．就a、b、c三點(diǎn)而言，小鋼球在a點(diǎn)具有的機(jī)械能最大9．如圖所示，滑板運(yùn)動(dòng)員從高處平臺的末端水平飛出，落在水平地面上，若不計(jì)空氣阻力，則滑板運(yùn)動(dòng)員在下落過程中（）A．重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能不變B．重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，機(jī)械能增大C．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機(jī)械能增大D．動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機(jī)械能減小10．將AB兩物體以細(xì)線相連并跨過定滑輪，使兩物體距離地面相同高度，當(dāng)由靜止自由釋放后，A物體下降，B物體上升，假設(shè)細(xì)線及定滑輪的重量不計(jì)，且細(xì)線與定滑輪間無摩擦，關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)過程中的下列說法正確的是（）A．A的機(jī)械能減少，B的重力勢能減少B．A的機(jī)械能不變，B的動(dòng)能增加C．A的機(jī)械能減少，B的動(dòng)能增加D．A的機(jī)械能不變，B的機(jī)械能增加11．如圖所示為乒乓球在水平地面上連續(xù)彈跳時(shí)產(chǎn)生的軌跡的一部分，該圖表明（）A．在圖中乒乓球的彈跳方向?yàn)樽杂蚁蜃驜．乒乓球彈跳時(shí)機(jī)械能守恒C．乒乓球運(yùn)動(dòng)過程中重力勢能一直減小D．乒乓球某次彈起過程中，彈起瞬間的動(dòng)能大于此過程最高點(diǎn)時(shí)的重力勢能12．如圖將一小球置于一彈簧上方，放手后，小球向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)A位置小球剛好與彈簧接觸，到達(dá)B位置小球的速度變?yōu)榱?，則對于此過程分析下列說法錯(cuò)誤的是（）A．從A到B位置過程中，小球的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能B．從A到B位置過程中，小球受到彈力一直變大C．從A到B位置過程中，小球的速度由大變小，到B位置為零D．從A到B位置過程中，小球開始時(shí)受到的彈力小于重力，后來受到的彈力大于重力13．為探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系，某同學(xué)選擇了體積不同的實(shí)心鋁球a、b，體積相同的實(shí)心銅球c和實(shí)心鋁球d，以及平整的橡皮泥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖所示。下列關(guān)于本實(shí)驗(yàn)的法不正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓球從同一高度自由落下B．使用a球和b球可以探究重力勢能與質(zhì)量的關(guān)系C．球落在橡皮泥中的凹陷程度可以反映重力勢能的大小D．利用本實(shí)驗(yàn)的器材還可以探究重力勢能與高度的關(guān)系14．如圖所示，甲乙兩個(gè)質(zhì)量相同的小球，從相同高度同時(shí)開始運(yùn)動(dòng)，甲球由靜止釋放，乙球以一水平初速度拋出。甲球下落過程中經(jīng)過P、Q兩點(diǎn)，忽略空氣阻力，則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．釋放瞬間，兩球的重力勢能相等B．著地瞬間，兩球的動(dòng)能相等C．兩球下落過程中的受力情況相同D．甲球先后經(jīng)過在P、Q兩點(diǎn)的機(jī)械能相等15．如圖，“蹦床”是體育比賽項(xiàng)目，床面彈性很大，運(yùn)動(dòng)員可在上面反復(fù)彈跳。從高空落下的運(yùn)動(dòng)員剛好與水平床面接觸的點(diǎn)為A點(diǎn)，能到達(dá)的最低點(diǎn)為B點(diǎn)，如圖所示，運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)反彈回A點(diǎn)的過程中，不計(jì)空氣阻力，則（

）A．運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)速度為0，受平衡力作用B．在反彈的瞬間，運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)所受重力大于彈簧彈力C．從B點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能先增大后減小D．從B點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能保持不變16．如圖所示是蕩秋千的簡化模型。擺球從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)D點(diǎn)后返回，B、C兩點(diǎn)等高。下列說法正確的是（）A．球在B、C兩點(diǎn)的動(dòng)能相等B．球在A、D兩點(diǎn)的機(jī)械能相等C．球從B點(diǎn)到O點(diǎn)的過程中機(jī)械能減少D．球從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重力勢能減少17．半徑為r和R(r＜R)的光滑半圓形槽，其圓心均在同一水平面上，如圖所示，質(zhì)量相等的兩物體分別自半圓形槽左邊緣的最高點(diǎn)無初速地釋放，在下滑過程中兩物體()A．機(jī)械能均逐漸減小B．經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等C．左邊的小球能能到達(dá)半圓形槽右邊緣最高點(diǎn)，右邊的小球則不能D．機(jī)械能總是相等的18．如圖為撐桿跳運(yùn)動(dòng)員在比賽中的幾個(gè)畫面，假設(shè)該過程不計(jì)空氣阻力，則下列說法中正確的是()A．運(yùn)動(dòng)員落地，在接觸海綿墊上最初的一段時(shí)間內(nèi)，其速度還在增加B．運(yùn)動(dòng)員上升階段，撐桿的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能C．運(yùn)動(dòng)員達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)速度為零D．運(yùn)動(dòng)員助跑階段，身體中的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能19．如圖，粗糙的弧形軌道固定在地面上，軌道平面豎直。一小球由A點(diǎn)以一定的速度沿軌道滾下，經(jīng)另一側(cè)與A等高點(diǎn)B后到達(dá)最高點(diǎn)C，下列分析正確的是（

）A.小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能等于它在C點(diǎn)具有的機(jī)械能B．小球在A點(diǎn)的重力勢能比在B點(diǎn)的重力勢能大C.小球在A點(diǎn)具有的機(jī)械能等于它在B點(diǎn)具有的機(jī)械能D．小球在A點(diǎn)的動(dòng)能比在B點(diǎn)的動(dòng)能大20．如圖所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系住運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落，A點(diǎn)處彈性繩自然伸直。B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與拉力相等的點(diǎn)，C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)到C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過程中（忽略空氣阻力），則（）A．運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)時(shí)速度為零，此時(shí)受平衡力的作用B．從O至C運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能大小一直保持不變C．從O至A運(yùn)動(dòng)員速度增大，從A至C運(yùn)動(dòng)員速度減小D．從O至B運(yùn)動(dòng)員速度增大，從B至C運(yùn)動(dòng)員速度減小21．如圖所示，用不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線和輕質(zhì)彈簧分別吊質(zhì)量相同的小球A、B，將兩球拉開使細(xì)線與彈簧都在水平方向上，且高度相同，此時(shí)彈簧處于原長狀態(tài)，而后由靜止開始放開A、B兩球，兩球在運(yùn)動(dòng)中空氣阻力不計(jì)，到最低點(diǎn)時(shí)兩球在同一水平面上，關(guān)于兩球在最低點(diǎn)時(shí)速度的大小正確的是（

）A．A球的速度大 B．B球的速度大 C．A、B球的速度大小相等 D．無法判定22．如圖所示，在空中以相同速度水平勻速直線飛行的加油機(jī)和受油機(jī)，在加油的過程中，下列說法正確的是（

）A．加油機(jī)動(dòng)能減小，重力勢能減小，機(jī)械能減小B．受油機(jī)動(dòng)能不變，重力勢能增大，機(jī)械能增大C．加油機(jī)動(dòng)能減小，重力勢能不變，機(jī)械能減小D．受油機(jī)動(dòng)能增大，重力勢能不變，機(jī)械能增大23.某同學(xué)再科技館看到如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，在右低左高的支架上放有一錐體，支架A端連接在一起，B端向兩側(cè)分開。將錐體從A端靜止釋放，錐體自動(dòng)沿支架滾向較高的B端。不計(jì)摩擦，下列說法正確的是（）A．該過程錐體勢能不變B．該過程錐體動(dòng)能不變C．該過程能量不守恒 D．該過程錐體勢能減小24．如圖甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)刻，將一重為G＝50N的金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放，小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn)，然后又被彈起離開彈簧，上升到一定高度后再下落，如此反復(fù)，通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測出這一過程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，則（

）A．t1時(shí)刻小球的動(dòng)能最大B．t2時(shí)刻小球的動(dòng)能最大C．t2到t3時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能不斷增加D．t2到t3時(shí)間內(nèi)，小球增加的動(dòng)能小于彈簧減小的彈性勢能二、填空題25．用手將一重為1N的鐵球緩慢放在一彈簧上，放手后，鐵球從A位置開始向下運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B位置速度達(dá)到最大，到達(dá)C位置小球的速度變?yōu)榱?。已知AC間的高度差為20cm，在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力（填“大于”“小于”或“等于）彈簧所施加的彈力。26．如圖所示，在一個(gè)金屬罐的蓋和底各開兩個(gè)小洞，先將橡皮筋兩端穿過蓋和底的小洞并固定起來，再將小鐵塊用細(xì)繩綁在橡皮筋的中部，使小鐵塊懸于罐體內(nèi)。做好后將罐子從不太陡的斜面滾下，罐子和小鐵塊的動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為橡皮筋的。滾動(dòng)一段時(shí)間后罐子停下來，然后將沿斜面反向向上滾動(dòng)，則在罐子向上滾動(dòng)的過程中其重力勢能會(huì)（選填“增大”“減小”或“不變”）。

27．一小球從弧形軌道AOB上的A點(diǎn)由靜止開始滑下（不計(jì)空氣阻力）。（1）如圖甲所示，如果弧形軌道光滑，小球（選填（能”或“不能”）到達(dá)B點(diǎn)。（2）如圖乙所示，如果由于軌道不光滑，小球僅能滑到C點(diǎn)。當(dāng)由C點(diǎn)返回后，僅能滑到D