第十一章

功和機(jī)械能第3節(jié)

動能和勢能第3節(jié)

動能和勢能新知預(yù)習(xí)

導(dǎo)學(xué)知識梳理1.能量：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個物體具有______，簡稱____。能量的單位是______。

一個物體能夠做的功越多，表示這個物體的______越大。能量能焦耳能量（1）定義：物體由于______而具有的能，叫作動能。一切運(yùn)動的物體都具有動能。運(yùn)動（2）影響動能大小的因素：______和______。質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動的______越大，它的動能越大；運(yùn)動速度相同的物體，______越大，它的動能越大。質(zhì)量速度速度質(zhì)量2.動能（1）重力勢能：物體由于受到______并處在__________時(shí)所具有的能。

物體的質(zhì)量______，位置______，它具有的重力勢能就越大。（2）彈性勢能：物體由于發(fā)生__________而具有的能。物體的彈性形變越大，它具有的彈性勢能就越____。重力一定高度越大越高彈性形變大3.勢能問題導(dǎo)思1.在探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)時(shí)，通過什么來調(diào)節(jié)小球在水平面運(yùn)動的初速度？怎樣調(diào)節(jié)？2.灑水車在水平路面上勻速前進(jìn)并灑水時(shí)，其動能和重力勢能如何變化？第3節(jié)

動能和勢能重點(diǎn)直擊

導(dǎo)析典例精析知識點(diǎn)1

影響動能大小的因素例1

圖11-3-1是探究“物體的動能與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖11-3-1

圖11-3-1（5）若要研究物體動能與質(zhì)量的關(guān)系，則需不同質(zhì)量的物體從斜面________高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄。

速度圖11-3-1

圖11-3-1

高度圖11-3-1

圖11-3-1

當(dāng)物體質(zhì)量相同時(shí)，物體的速度越大，動能越大

（5）若要研究物體動能與質(zhì)量的關(guān)系，則需不同質(zhì)量的物體從斜面______高度由靜止?jié)L下，并觀察記錄。同一圖11-3-1

方法點(diǎn)撥

1.本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法，即小球動能的大小是通過物體

推動物體

移動的距離體現(xiàn)出來的。

2.動能的決定因素有質(zhì)量和速度，要利用控制變量法去研究，即研究動能與速度的關(guān)系時(shí)要控制質(zhì)量相同，速度不同；研究動能與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，要控制速度相同，質(zhì)量不同。針對訓(xùn)練

圖11-3-2（1）本實(shí)驗(yàn)是通過_______來反映鋼球動能大小的。（2）為了探究物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇_______兩圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。（3）實(shí)驗(yàn)中為了探究動能與速度的關(guān)系，應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球，從同一斜面的________（選填“相同高度”或“不同高度”）由靜止開始滾下。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，鋼球速度越大，動能越________。這個結(jié)論可用來解釋汽車________（選填“超速”或“超載”）造成的危害。圖11-3-2（4）如果實(shí)驗(yàn)裝置中的水平面光滑，那么能否完成本實(shí)驗(yàn)的探究內(nèi)容？回答并說明理由。______________________________________________________________

。圖11-3-2（1）本實(shí)驗(yàn)是通過________________來反映鋼球動能大小的。木塊移動的距離（2）為了探究物體的動能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇________兩圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析。乙、丙（3）實(shí)驗(yàn)中為了探究動能與速度的關(guān)系，應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球，從同一斜面的__________（選填“相同高度”或“不同高度”）由靜止開始滾下。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表不同高度大超速明：當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，鋼球速度越大，動能越____。這個結(jié)論可用來解釋汽車______（選填“超速”或“超載”）造成的危害。圖11-3-2（4）如果實(shí)驗(yàn)裝置中的水平面光滑，那么能否完成本實(shí)驗(yàn)的探究內(nèi)容？回答并說明理由。______________________________________________________________________________________________________。

不能，因?yàn)槟緣K到達(dá)平面后將做勻速直線運(yùn)動，無法比較其通過的距離遠(yuǎn)近，也就無法判斷鋼球動能的大小知識點(diǎn)2

動能、勢能的大小變化圖11-3-3例2

高山滑雪是冬奧會的重要競賽項(xiàng)目之一，滑雪運(yùn)動員從山頂加速下滑訓(xùn)練的情境如圖11-3-3所示。在下滑過程中運(yùn)動員的動能_______，重力勢能_________。（均選填“減小”“增大”或“不變”）【解析】動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)，重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和高度有關(guān)。在滑雪運(yùn)動員從山頂加速下滑的過程中，運(yùn)動員的質(zhì)量不變，速度變大，故動能增大，同時(shí)高度變小，故重力勢能減小。增大

減小方法點(diǎn)撥

1.判斷速度的變化時(shí)，注意題中的關(guān)鍵信息，如“勻速”說明速度不變，“加速（越來越快）”說明速度變大，“剎車”說明速度減小。

2.判斷高度的變化時(shí)，“下滑”“由遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動”說明所處位置的高度變小。

3.判斷質(zhì)量的變化時(shí)，“飛機(jī)投放物資”“灑水車灑水”說明質(zhì)量減小。針對訓(xùn)練圖11-3-42.如圖11-3-4所示，加油機(jī)正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機(jī)加油，關(guān)于加油過程中戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)械能，下列說法正確的是(

)DA.動能不變，重力勢能不變

B.動能不變，重力勢能增大C.動能增大，重力勢能不變

D.動能增大，重力勢能增大【解析】戰(zhàn)斗機(jī)在加油過程中，速度不變，但質(zhì)量不斷增大，故動能增大；高度不變，但質(zhì)量不斷增大，故重力勢能增大。故選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C錯誤。第3節(jié)

動能和勢能素養(yǎng)達(dá)標(biāo)

導(dǎo)練基礎(chǔ)鞏固圖11-3-51.某景區(qū)的風(fēng)動石如圖11-3-5所示，大風(fēng)吹來時(shí)，石體左右晃動，給人很危險(xiǎn)的感覺，這是因?yàn)轱L(fēng)動石具有較大的(

)DA.彈性勢能

B.內(nèi)能

C.動能

D.重力勢能2.下列物體既具有重力勢能又具有動能的是(

)BA.樹上的蘋果

B.下落的籃球C.水平路面上跑步的人

D.拉彎的弓圖11-3-63.第19屆亞運(yùn)會中，我國運(yùn)動員朱雪瑩奪得女子蹦床個人冠軍，實(shí)現(xiàn)大滿貫。圖11-3-6是朱雪瑩現(xiàn)場比賽的情景，她從最高點(diǎn)運(yùn)動到剛接觸蹦床的過程中(

)AA.動能增大

B.動能減小C.重力勢能增大

D.重力勢能不變圖11-3-74.某市以創(chuàng)建國家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化示范區(qū)契機(jī)，大力推進(jìn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化，不斷打造科技農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)。如圖11-3-7所示，某現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)利用無人機(jī)進(jìn)行噴灑灌溉，則無人機(jī)在水平勻速飛行并連續(xù)噴灑灌溉過程中，其總體的(

)BA.動能不變

B.重力勢能減小

C.機(jī)械能增大

D.機(jī)械能不變【解析】無人機(jī)在水平勻速飛行并連續(xù)噴灑灌溉過程中，速度不變，但質(zhì)量減小，則動能變小，重力勢能變小，選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確；由于動能、勢能均變小，故機(jī)械能也減小，選項(xiàng)C、D錯誤。圖11-3-85.在“探究動能的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，讓小車從斜面上由靜止滑下，撞擊放在水平面上的木塊，小車推動木塊滑行一段距離后停止，實(shí)驗(yàn)過程如圖11-3-8所示。下列說法正確的是(

)A.實(shí)驗(yàn)中木塊被推出距離的遠(yuǎn)近反映小車動能的大小B.由甲、乙兩圖可知，小車動能的大小與質(zhì)量有關(guān)C.由乙、丙兩圖可知，小車動能的大小與速度有關(guān)D.小車從斜面上滑下其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機(jī)械能增大圖11-3-8【解析】在探究動能大小與什么因素有關(guān)時(shí)，我們是通過觀察小車推動木塊移動的距離來反映小球動能大小的，選項(xiàng)A正確；題圖甲、乙中，小車的質(zhì)量相同，釋放的高度不同，則到達(dá)水平面時(shí)的速度不同，木塊被推出距離不同，【答案】A說明小車動能的大小與速度有關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；題圖乙、丙中，小車的質(zhì)量不同，釋放的高度相同，則到達(dá)水平面時(shí)的速度相同，木塊被推出距離不同，說明小車動能的大小與質(zhì)量有關(guān)，選項(xiàng)C錯誤；小車從斜面上滑下，其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，因?yàn)橐朔Σ磷龉Γ瑱C(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以機(jī)械能減小，選項(xiàng)D錯誤。6.人們常常利用物體具有各種形式的機(jī)械能來做功，例如：風(fēng)具有____能，可以推動帆船航行；機(jī)械手表里擰緊的發(fā)條具有________能，可以帶動小齒輪和指針轉(zhuǎn)動；打樁機(jī)舉高的重錘具有________能，可以完成打樁工作。動彈性勢重力勢能力提升

圖11-3-9

圖11-3-9

【答案】D

圖11-3-10（1）本實(shí)驗(yàn)是通過________來反映鋼球動能大小的。（2）為了探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇________兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。（2）為了探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇________兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。圖11-3-10（3）實(shí)驗(yàn)為探究動能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球從同一斜面________（選填“相同高度”或“不同高度”）由靜止?jié)L下。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，鋼球速度越大，動能越________。圖11-3-10（4）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)聯(lián)想到“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”時(shí)，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，比較在不同水平表面滑行的距離大?。ㄈ缦卤恚?，實(shí)驗(yàn)中用__________________________來反映水平面上小車所受阻力的大小，小車在三個表面克服阻力做功________（選填“相等”或“不相等”）。表面毛巾棉布木板阻力最大較大最小小車運(yùn)動距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)（1）本實(shí)驗(yàn)是通過________________來反映鋼球動能大小的。木塊移動的距離（2）為了探究物體動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)選擇________兩圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。乙、丙圖11-3-10（3）實(shí)驗(yàn)為探究動能大小與速度的關(guān)系，應(yīng)讓質(zhì)量相同的鋼球從同一斜面__________（選填“相同高度”或“不同高度”）由靜止?jié)L下。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明：當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，鋼球速度越大，動能越____。不同高度大圖11-3-10（4）實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)聯(lián)想到“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”時(shí)，也用到了斜面，讓小車從斜面頂端由靜止滑下，比較在不同水平表面滑行的距離大小（如下表），實(shí)驗(yàn)中用__________________________來反映水平面上小車所受阻力的大小，小車在三個表面克服阻力做功________（選填“相等”或“不相等”）。小車在水平面上運(yùn)動的距離相等表面毛巾棉布木板阻力最大較大最小小車運(yùn)動距離最近較遠(yuǎn)最遠(yuǎn)綜合拓展9.閱讀短文，回答問題。

2024年5月6日，在中國文昌航天發(fā)射場，長征五號火箭搭載嫦娥六號月球探測器在雨中升空，如圖11-3-11甲所示，引起了社會各界的廣泛關(guān)注。5月8日，嫦娥六號正在逆行軌道飛行——與月球自轉(zhuǎn)方向相反，整個繞月飛行過程中，嫦娥六號主要依靠機(jī)尾的主發(fā)動機(jī)和機(jī)側(cè)的姿控發(fā)動機(jī)的協(xié)調(diào)工作，不斷調(diào)整運(yùn)動方向?qū)崿F(xiàn)繞月飛行，如圖11-3-11乙所示，在近月點(diǎn)處達(dá)到最大速度。圖11-3-11圖11-3-11

著陸時(shí)需要克服兩大難點(diǎn)：其一，月壤較為松軟，容易下陷；其二，與嫦娥五號相比，嫦娥六號的目的地是月背的南極——艾特肯盆地，月背崎嶇不平，可供安全著陸的區(qū)域有限。按計(jì)劃，嫦娥六號會先后采取3次近月制動。通常來說，控制調(diào)整探測器的軌道面即可實(shí)現(xiàn)定時(shí)定點(diǎn)著陸，但逆向飛行的嫦娥六號既要調(diào)整軌道面，又不能增加推進(jìn)劑消耗。于是，從踩下“第一腳剎車”，到下降著陸的20多天里，經(jīng)過多次減速，軌道設(shè)計(jì)師利用不同周期環(huán)月橢圓軌道面的特性，確定軌道面調(diào)整量所對應(yīng)的停泊軌道飛行時(shí)間，順勢而為即可實(shí)現(xiàn)高精度瞄準(zhǔn)著陸點(diǎn)，最終實(shí)驗(yàn)安全著陸，如圖11-3-11丙所示。（1）“嫦娥六號”的月球動能最大的位置是________（選填“近月點(diǎn)”或“遠(yuǎn)月點(diǎn)”）；（2）月球車的輪子需要做得________（選填“寬大”或“窄小”）；圖11-3-11（3）從踩下“第一腳剎車”到下降著陸的20多天里，嫦娥六號的重力勢能將________（選填“變大”“不變”或“變小”）；（4）軌道設(shè)計(jì)師確定軌道面調(diào)整量所對應(yīng)的停泊軌道飛行時(shí)間是為了____________________________________。圖11-3-11圖11-3-11（1）“嫦娥六號”的月球動能最大的位置是________（選填“近月點(diǎn)”或“遠(yuǎn)月點(diǎn)”）；近月點(diǎn)【解析】嫦娥六號由遠(yuǎn)月點(diǎn)到近月點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，高度降低，速度增大，所以重力勢能減小，動能增大，由重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故嫦娥六號的月球動能最大的位置是近月點(diǎn)。圖11-3-11（2）月球車的輪子需要做得______（選填“寬大”或“窄小”）；寬大【解析】月壤較為松軟，月球車容易下陷，所以