人教版初中物理同步11.3 動能和勢能（考點解讀）（原卷版）

11.3\o"11.3動能和勢能"動能和勢能（考點解讀）（原卷版）知識導航知識導航知識點講解知識點講解1、動能和勢能的概念

（1）動能①動能概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。

②影響動能大小的因素：物體的質量和速度。物體的質量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。

③單位：焦耳（J）。

（2）重力勢能

①重力勢能概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

②影響重力勢能大小的因素：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。

③單位：焦耳（J），重為1N的物體（質量約為0.1kg），被舉高1m時所獲得的能量，就是1J。

（3）彈性勢能

①彈性勢能概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

②影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。③單位：焦耳（J）。（4）勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。2、動能和勢能的大?。?）影響動能大小的因素：物體的質量和速度。物體的質量越大，速度越大，物體具有的動能就越大；（2）影響重力勢能大小的因素：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大；（3）影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。3、動能和勢能的影響因素及應用（1）動能和勢能的影響因素：①動能的大小與兩個因素有關：一是物體的質量，二是物體運動的速度大小；當物體的質量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小，具有相同運動速度的物體，質量越大動能越大，質量越小動能越??；②重力勢能的大小與兩個因素有關：一個是物體的質量，另一個是物體距零勢能面的高度。當物體的質量一定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越??；當物體距零勢能面的高度一定時，物體質量越大其重力勢能越大，物體質量越小其重力勢能越小，物體的質量越大，舉得越高，其重力勢能就越大；③彈性勢能的大小與兩個因素有關：一個是彈簧本身的性質，另一個是彈性形變的大小。當彈簧本身的性質相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越小；當彈簧形變相同時，性質不同的彈簧彈性勢能不同。（2）動能和勢能的影響應用：①水輪發(fā)電機，將水下落的重力勢能轉化成輪子的動能，從而帶動線圈在磁場中轉動，產(chǎn)生感應電流，通過導線傳出去，完成發(fā)電；

②撐桿跳，將助跑時的動能裝化成重力勢能，使人升高；

③秋千，是動能和重力勢能互相轉化的結果。4、動能和勢能的影響因素實驗探究探究動能的大小與哪些因素有關？

實驗方法：控制變量法和轉換法實驗結論：

①物體動能的大小與物體的運動速度有關，物體運動速度越大，物體的動能越大；

②物體動能的大小與物體的質量有關，物體的質量越大，物體的動能越大。

歸納總結：

動能的大小與物體的質量和運動速度有關。質量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質量越大，它的動能也越大探究重力勢能的大小與哪些因素有關？

實驗方法：控制變量法和轉換法實驗結論：物體的質量和物體所處的高度。物體的質量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大：探究彈性勢能的大小與哪些因素有關？

實驗方法：控制變量法和轉換法實驗結論：同一物體在彈性形變范圍內的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大：典例分析＋變式訓練考點1動能和勢能的概念【典例1-1】當你拉開彈弓，彈弓就儲存了（）A．動能 B．彈性勢能 C．重力勢能 D．功【典例1-2】飛行的子彈中靶后，能將靶擊穿，這是因為子彈具有巨大的能；將鐘表的發(fā)條擰緊后，能讓鐘表的指針走相當長的時間，這是因為擰緊的發(fā)條具有能；電子鐘表則是將電能轉化為能?！咀兪?-1】《民法典》規(guī)定：禁止從建筑物中拋擲物品，高空拋物存在巨大的安全隱患，是因為高處的物體具有較大的（）A．重力 B．內能 C．動能 D．重力勢能【變式1-2】某物體在30牛水平拉力作用下沿水平面做勻速直線運動，20秒內前進了10米。拉力做的功為焦，拉力的功率為瓦，重力做的功為焦。唐詩中有“黃河遠上白云間”、“不盡長江滾滾來”的詩句，前一句生動形象地表明黃河水蘊藏著大量的，后一句表明長江水具有豐富的。（均選填“動能”或“勢能”）考點2動能和勢能的大小變化【典例2-1】（2022春?雙流區(qū)期末）北京2022年冬奧會首鋼滑雪大跳臺局部示意圖如圖所示。運動員從a處由靜止自由滑下，到b處起跳，c點為a、b之間的最低點，a、c兩處的高度差為h。下列說法正確的是（）A．三處動能比較b＞c＞a B．三處重力勢能比較a＞c＞b C．三處動能比較c＞b＞a D．三處重力勢能比較b＞a＞c【典例2-2】如圖，我國首架自主研發(fā)的大型運輸機“運20”試飛成功，飛機在飛行時其機翼（選填“上”或“下”）方空氣流速大；飛機在減速下降、準備著陸的過程中，其動能（選填“增大”“減小”或“不變”）；“運20”起落架上共有14個巨大的輪胎，是為了減小起降過程中對跑道的；輪胎表面有花紋是為了。【變式2-1】（2023?桂林一模）2022年世界杯在卡塔爾成功舉行，比賽精彩紛呈，充分展現(xiàn)了足球運動的魅力，其中最具有觀賞性之一的“落葉球”并不少見。這種進球，足球朝球門飛去，靠近球門時，會突然下墜鉆入網(wǎng)窩，如圖是足球在空中的運動弧線，那么足球下落過程中（）A．動能增大，重力勢能增大 B．動能增大，重力勢能減小 C．動能減小，重力勢能增大 D．動能減小，重力勢能減小【變式2-2】（2023?成都校級開學）水上蹦床是一種水上娛樂項目，游客站在上面可以自由蹦跳（如圖）。對于蹦床運動的分析，下列說法錯誤的是（）A．游客接觸蹦床向下運動到最低點時，蹦床的彈性勢能最大 B．游客離開蹦床向上運動過程中，他的動能減小，重力勢能增大 C．游客在最高點時受到的是平衡力 D．游客想彈得更高，就要在蹦床上發(fā)力，此過程將消耗游客體能【變式2-3】自由式滑雪大跳臺是運動員從100米以上的出發(fā)臺助滑加速至起跳臺，依靠慣性躍向空中，做出一套空中動作后在著陸落地。（1）圖中標注的A、B、C三個位置中，假設運動員的姿勢變化不大，運動員重力勢能最小的是。（2）假設滑雪運動員及其裝備的總質量為70千克，該運動員從出發(fā)臺到達水平面用時3分鐘，重力在這段時間內做功為焦。（3）助滑時，把身體縮成“蹲狀”的姿勢可讓運動員獲得較大速度的原因?？键c3動能和勢能的影響因素及應用【典例3-1】（2022秋?沛縣期中）在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使其從高處自由下落，在紙上留下黑色圓斑A、B，由圖可知形成圓斑較大的皮球（）A．質量一定大 B．體積一定大 C．高度一定大 D．彈性形變一定大【典例3-2】汽車行駛的速度越快，剎車時就需要越長的距離才能停止下來，這是因為汽車速度越快，汽車的越大；同樣型號的汽車空車和重車以同樣的速度行駛時，空車剎車較容易停下而重車則需要滑行很長的距離才能停下，這是因為重車的大?！咀兪?-1】（2022春?龍鳳區(qū)期中）如圖所示，物體沿斜面由靜止滑下，在水平面上滑行一段距離后停止，斜面和水平面的粗糙程度相同，斜面與水平面平滑連接。如圖中p、f、Ep、Ek分別表示物體對接觸面的壓強、摩擦力、重力勢能和動能，四個物理量隨時間變化的圖象正確的是（）A．B．C．D．【變式3-2】三根完全相同的地樁，原來露出地面的高度相同，分別經(jīng)重錘A、B、C從某高度自由下落對它們進行一次打擊后所處的位置如圖所示，則打樁過程中，三個重錘中錘的做功本領最大；如果A、B兩錘的質量相同，則剛開始下落時，錘的高度要低一些；如果B、C兩錘剛下落時的高度相同，則錘的質量要大一些。考點4動能和勢能的影響因素實驗探究【典例4-1】（2022秋?太倉市期末）在“探究動能大小與哪些因素有關”實驗中，將小車從光滑斜面上由靜止釋放，得到了如圖所示的三個實驗場景，以下分析正確的是（）A．實驗中研究對象是木塊 B．選用場景①和③可探究小車動能與質量關系 C．場景①和②中小車到達水平面的初速度不同 D．三個實驗場景也可以“探究重力勢能與哪些因素有關”【典例4-2】如圖所示，在探究“物體動能的大小與哪些因素有關”的實驗中，用質量不同的A、B兩個小球碰撞靜止在同一水平面上的紙盒，小球從斜面頂端釋放到抵達斜面底端的過程，小球的能轉化為動能；將甲、丙兩次實驗比較可知：小球的動能大小與小球的有關；實驗中通過觀察推動紙盒的距離的大小，可以比較A、B兩個小球下滑到斜面底端的（選填“動能”或“速度”）大小。【典例4-3】為了模擬研究汽車超載帶來的安全隱患，小明同學設計了如圖甲，乙，丙所示的探究實驗。將A、B、C三個小球先后從同一裝置，高度分別為hA、hB、hC的位置滾下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推動小木塊運動一段距離后靜止，請你根據(jù)生活經(jīng)驗和所學的物理探究方法，對以下問題進行解答：（1）用來研究超速安全隱患時，需要控制的變量是；（2）用來研究超載安全隱患時，應選擇兩個圖所示實驗進行比較，通過這個實驗得到的結論是?！咀兪?-1】（2022?青山區(qū)模擬）如圖所示，讓鋼球從斜槽上由靜止?jié)L下，鋼球運動到水平面上碰到靜止的木塊后，能將木塊撞出一段距離。下列說法錯誤的是（）A．鋼球在斜槽上向下滾動時，它的機械能越來越大 B．木塊滑行時，速度先變大后變小，但木塊對水平面的壓強不變 C．能量在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變 D．使用該實驗中的器材也可以探究重力勢能跟高度的關系【變式4-2】在研究物體的重力勢能與哪些因素有關的實驗中，小明采用三個體積相同而質量不同的小球做實驗。實驗時分別將小球由某個高度自由落下，然后觀察在松軟的花泥上砸出的痕跡，從而判斷重力勢能的大小，實驗過程及現(xiàn)象如圖所示。（m鋼＞m玻＞m木）①實驗（a）、（b）、（c）是在研究當相同時，重力勢能與是否有關。②分析實驗（a）、（d）、（e）及觀察到的現(xiàn)象，可歸納得出初步結論是：?！咀兪?-3】如圖是某學習小組“探究物體的動能大小與哪些因素有關”的實驗裝置圖，其中mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB。（1）實驗中，探究的動能是指B（填序號）；A.小球在斜面上的動能B.小球撞擊木塊時的動能C.小球撞擊木塊后的動能D.木塊被小球撞擊時的動能（2）實驗中，通過觀察木塊被鋼球撞擊后來判斷鋼球的動能大小；（3）甲、丙兩次實驗，讓質量不同的鋼球從斜面的同一高度滾下，目的是使兩球到達水平面時有相同的；（4）對比兩次實驗，可以研究物體的動能與速度的關系；（5）甲、乙兩次實驗中，木塊滑行過程中克服摩擦力做功分別為W1和W2，則W1W2（填“＞”“＝”或“＜”）；（6）本實驗中水平面應該是相對的（填“粗糙”或“光滑”）；（7）實驗交流過程中，同學們聯(lián)想到高速公路上的交通標志牌，汽車在行駛過程中，不允許超過最大限制速度。從物理角度來看，這樣做的目的是限制汽車的。鞏固訓練一、選擇題。1．（2022春?吉安縣期末）2022年北京冬奧會上谷愛凌獲得金牌，如圖谷愛凌從山上滑下的過程中，下列說法正確的是（）A．谷愛凌穿上滑雪板后不陷入雪中，說明滑雪板可以減小壓力 B．谷愛凌下滑并跳躍到最高處時，此時只有重力勢能 C．谷愛凌下滑的過程中，重力對谷愛凌沒有做功 D．谷愛凌下滑的過程中越滑越快，說明谷愛凌受到非平衡力的作用2．（2022?六盤水模擬）將一小球從A點沿如圖所示方向斜向上拋出，經(jīng)最高點B下落到與A等高的C點。若空氣阻力不可忽略，下列關于小球運動過程的分析正確的是（）A．到達C點時的動能小于在A點拋出時的動能 B．到達B點時，若所有外力消失，小球將保持靜止 C．整個過程中只有重力在對小球做功 D．從A點拋出后小球一直做加速運動3．（2023?雁塔區(qū)模擬）滑雪運動員蘇翊鳴在北京冬奧會單板滑雪男子大跳臺的項目中奪得第一。運動員從高為50m的高臺起滑，沿著助滑區(qū)滑行而下，沖上起跳臺起跳，完成空翻、轉體、抓板等各種技術動作后著陸，最終滑向終點區(qū)停下來。關于大跳臺項目中的運動現(xiàn)象，下列說法中正確的是（）A．站立在高臺上時，運動員所受重力與他對臺面的壓力是一對平衡力 B．運動員沿助滑區(qū)下滑時，他的重力勢能全部轉化為動能 C．運動員從起跳臺騰空而起，到達最高點處于平衡狀態(tài) D．運動員到達終點區(qū)不能立刻停下來是由于運動員具有慣性4．（2022春?漳州期末）“十次車禍九次快，還有喝酒和超載”這句話形象說明了發(fā)生車禍的原因。對于引發(fā)交通事故的原因，以下分析不正確的是（）A．“快”——物體運動速度越大，慣性越大 B．“超載”——物體質量越大，慣性越大 C．“快”——物體運動速度越大，動能越大 D．“超載”——物體質量越大，動能越大5．（2022?綏中縣二模）2022年2月6日，中國女足憑借頑強的意志，拼搏的精神打敗了韓國女足，奪得了亞洲杯冠軍。如圖是女足隊員王霜運球時的情景。下列說法正確的是（）A．運動鞋的底部凹凸不平，是為了增大壓強 B．運球時帶球跑，說明力改變足球的運動狀態(tài) C．踢出去的足球在最高點時的動能為零 D．在空中飛的足球不受力6．（2022春?環(huán)翠區(qū)期末）如圖所示，小強把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到鼻子附近的N點，穩(wěn)定后松手，鐵鎖來回擺動，O點是它擺動的最低點，M點是擺動到左側的最高點，若小明不動，不計空氣阻力，則下列說法錯誤的是（）A．鐵鎖擺回時不會打到小明的鼻子 B．鐵鎖擺到M點時具有的動能最小 C．鐵鎖由O點擺到M點的過程中，重力勢能減小 D．在擺動過程中，鐵鎖的機械能守恒二、填空題。7．（2022?安徽模擬）趣味蹦床可以有效地鍛煉小朋友的平衡能力。如圖所示，小華在離開蹦床上升的過程中，經(jīng)過A點后到達最高點B，然后下落，再次經(jīng)過A點。小華第一次經(jīng)過A點時動能為E1，第二次經(jīng)過A點時動能為E2。若空氣阻力不可忽略，則E1（選填“＞”“＝”或“＜”）E2。8．（2023?雁塔區(qū)校級模擬）西安世園會上，車身離地30cm高的電動無人掃地車在平直路面上勻速前進并將地面上的落葉吸入車內。此過程中，掃地車的動能，重力勢能（均填“變大”、“變小”或“不變”）。9．（2023?東湖區(qū)校級模擬）如圖所示為蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端系在運動員雙腳上，另一端固定在跳臺O點。運動員由靜止開始自由下落，A點處彈性繩正好處于原長；B點處運動員受到的重力與彈性繩對運動員