动能和势能

一、动能和势能

1．能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。

解读：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。

②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。

2．动能：物体由于运动而具有的能叫动能。重力势能：物体由于被举高而具有的能。弹性势能：物体由于发生弹性形变而具的能。

运动物体的速度越大，质量越大，动能就越大；物体质量越大，被举得越高，重力势能就越大；物体的弹性形变越大，它的弹性势能就越大。

二、探究决定动能大小的因素：

①猜想：动能大小与物体质量和速度有关；

②实验研究：研究对象：小钢球  方法：控制变量；

如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少；

如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；

如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下。

③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；

保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大。

④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。

一．选择题（共14小题）

1．如图所示，运动着的子弹能轻易射穿苹果，是因子弹具有较大的（　　）

A．弹性势能 B．动能 C．重力势能 D．内能

2．高空抛物现象被称为“悬在城市上空的痛”，因为高处的物体具有较大的（　　）

A．重力 B．弹性势能 C．重力势能 D．动能

3．小满同学为备考中考，在体育课的训练中，两次推铅球的出手点分别是a点和d点，出手时铅球的速度大小相同，b、e分别是两次运动过程的最高点，如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．铅球两次经过c点时的速度大小不同 

B．铅球在a点时的动能大于d点的动能 

C．铅球在a点时的动能小于d点的动能 

D．铅球在b、e两点时的速度大小为0

4．如图所示，单摆中的小球在ABC间不停地往复运动，如果不考虑阻力的影响，以下说法正确的是（　　）

A．小球在A处动能最大 

B．小球在B处只受重力作用 

C．小球由A到B过程中，重力不做功 

D．小球运动到C处时，如果受到的外力全部消失，将保持静止

5．“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为，一位老太太被抛下的西瓜皮砸伤…”，被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是（　　）

A．重力势能 B．重力 C．动能 D．密度

6．两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始时篮球的重力势能，下列说法正确的是（　　）

A．两个一样大 B．落在a处的大 

C．落在b处的大 D．无法比较大小

7．掷实心球是我市中考体育考试项目之一。实心球离手后，在空中飞行过程中动能E随时间t变化的曲线最接近的是（　　）

A． B． 

C． D．

8．如图是经常可以在公园看到的一种儿童活动项目﹣﹣儿童蹦极。在儿童从最低点到达最高点的过程中，他的动能和重力势能变化情况分别是（　　）

A．动能减小，重力势能增大 

B．动能增大，重力势能减小 

C．动能先增大后减小，重力势能增大 

D．动能先减小后增大，重力势能减小

9．2018年3月中国杯足球赛在南宁举行，如图是比赛中的精彩瞬间，关于足球下列说法正确的是（　　）

A．足球在飞行过程中动能不变 

B．足球在飞行过程中没有受到力的作用 

C．足球离开脚后继续飞行，是因为足球具有惯性 

D．足球运动时具有惯性，停下来就没有惯性了

10．如图所示，虚线区域内的“×”为垂直纸面的磁感线，当金属框沿光滑绝缘斜面的顶端，由静止开始滑到底端时，具有的动能为E1；若将金属框换成质量相同的塑料框，其他条件不变，塑料框滑到底端时，具有的动能为E2．则（　　）

A．E1＜E2 B．E1＞E2 

C．E1＝E2 D．条件不足，无法确定

11．小明乘电梯从1楼匀速上升到18楼，则有关小明增大的物理量是（　　）

A．质量 B．体积 C．动能 D．重力势能

12．小球从空中静止自由落下，记录某段时间小球的动能随时间变化情况如图甲所示。不计空气阻力的影响，小球这段时间内重力势能随时间变化情况是（　　）

A． B． 

C． D．

13．“跳高”是一项常见的体育运动，跳高运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，助跑是为了（　　）

A．增大运动员的惯性 

B．增强运动员表演的观赏性 

C．增大运动员的动能 

D．避免运动员受伤

14．下列选项中不是利用弹性势能工作的是（　　）

A．撑杆跳高 

B．玩具“上发条”式的蹦蹦跳青蛙 

C．电动玩具汽车在轨道上运动 

D．跳水运动员在跳板上起跳

二．填空题（共7小题）

15．下列物体：

①站在树上唱歌的小鸟②飞在空中的航模③地面上行驶的汽车④滑梯上往下滑的孩子⑤挂在墙上的电视机 ⑥被压在最低位置的跳板。

其中具有动能的是　   　，具有势能的是　   　。

16．如图所示，物体的重力为100牛，不计摩擦及滑轮重力，当用力匀速提升物体时，力F为　   　牛，在此过程中，物体的动能　   　（选填“变大”、“变小”或“不变“）；若物体被提高2米，则拉力F做的功为　   　焦。

17．小球从某一高度下落后，反复弹起，高度越来越低，如图所示，A、B、C、D在同一水平高度，则小球在A点时的重力势能　   　D点时重力势能；在B点时的动能　   　C点时动能。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）

18．太阳能汽车采用四轮鼓式制动，有效地减少了制动距离。太阳能汽车在制动过程中动能在不断地　   　（增大/减少/不变）。通过测量获得汽车以不同速度行驶时对应的制动距离（即从操纵制动刹车到车停下来的距离），数据如表所示：

请在图中描点作出s﹣v2图象，当轿车速度为7.8m/s时对应的制动距离是　   　m。

19．小明为了研究超速、超载车辆碰撞时发生的危险，他设计了如图所示的实验，为了研究“超速”带来的危害，他需要选择图　   　（选填“甲”或“乙”）来进行对比实验。

20．拦河大坝使上游水位升高，其目的是提高水的　   　（选填“动能”或“重力势能”）；工程师把拦河坝设计成下宽上窄的形状原因是在液体内部，深度越深，压强越　   　（选填“大”或“小”）。

21．下列情况中的物体具有什么形式的机械能？

（1）在海面上行驶的船具有　   　。

（2）被拉伸的橡皮筋具有　   　。

（3）被拦河坝挡住的上游河水具有　   　。

（4）站在下行电梯里的乘客具有　   　。

三．实验探究题（共2小题）

22．为了模拟研究汽车超载和超速带来的安全隐患，某物理实验小组同学利用如图所示装置进行探究实验：将A、B、C三个小球先后从同一装置高分别为hA、hB、hC的位置滚下（mA＝mB＜mC，hA＝hC＞hB），推动小木块运动一段距离后停止，请你根据生活经验和所学的物理探究方法，回答：

（1）在图甲和图丙实验中，A球、C球刚滚到水平面时的速度　   　（选填“相等”或“不相等”）

（2）用来研究超载安全隐患时，我们应选择　   　两个图所示实验进行比较。

（3）用来研究超速安全隐患时，我们应选择　   　两个图所示实验进行比较。

（4）小华同学通过比较图中B、C两球，得出“质量大的物体动能大”，小丽认为小华的这一比较过程存在错误，你知道错误是什么吗？　   　。

（5）实验中，小球碰撞木块后，小球和木块继续在水平木板上滑动一段距离后停下，设碰撞前一瞬间小球的动能为E，小球推动木块所做的功为W，则E　   　W（选填“＜”、“＞”或“＝”）。

（6）后来小勇将实验改装成用形状相同的塑料球和铁球（铁球质量大）将弹簧压缩到相同程度后再放手，如图丁所示，两球离开弹簧时的速度　   　（选填“相同”或“不相同”），纸盒被推开的距离　   　（选填“相同”或“不相同”）。

23．学校物理小组在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，提出以下猜想：

猜想一：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；

猜想二：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。

为此，小新选用了长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B，小球、木块等器材，利用如图所示的实验装置进行实验，实验数据记录如表：

（1）弹簧将小球弹开的过程中，弹簧的弹性势能转化成小球的　   　。

（2）为验证猜想一，可选用实验　   　和　   　（选填实验次序）记录的数据进行比较。对数据进行比较分析时，若　   　，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。

（3）为验证猜想二，可选用实验　   　和　   　（选填实验次序）记录的数据进行比较。

（4）由于弹性势能的大小不便用仪器测量，本实验中弹性势能的大小可通过为木块移动距离的大小来反映，这种研究方法叫　   　。