12.1 动能 势能 机械能ü 知道动能、重力势能、弹性势能及机械能的概念；ü 了解影响动能、重力势能、弹性势能大小的因素；ü 把握探究影响动能、重力势能大小的试验过程；ü 了解机械能的转化Ø 掌握变量法探究动能大小影响因素；Ø 掌握变量法探究重力势能大小影响因素；Ø 机械能守恒定律的应用；动能：运动的物体能对其他物体做功，它就具有能量这种由于运动而具有的能量叫作动能，物体的动能越大，它能对其它物体做的功就越 影响因素：物体动能的大小与物体的速度和质量有关， 越大， 越大，物体具有的动能就越大它能对其他物体做的功就越多试验：掌握变量法探究动能大小与哪些因素有关◆试验一：探究动能大小与速度的关系应掌握物体的质量不变同质量或同一小车〔小球〕，分别从斜面的不同高度释放，撞击时速度不同，观看木块被撞击后移动的距离来比较动能的大小；结论：在质量肯定时，物体的速度越大，动能越大〔试验过程中 留意，假设只用一套器材，其次次试验前要标注木块的最终位置〕◆试验二：探究动能大小与质量的关系应保证物体具有一样的速度质量不等的小车〔小球〕从斜坡的同一高度释放，到达水平面时，它们的初始速度大小相等1结论：在质量肯定时，物体的质量越大，动能越大。
势能： 势能和 势能是常见的两种势能弹性势能：发生弹性形变的物体能对其他物体做功，形变物体所具有的能量影响因素：弹性形变的大小和材料，同一物体形变量变大，弹性势能变大，不同物体还要看材料重力势能：被举高的物体同样具有做功的本领，所具有的势能影响因素：物体的重力势能与物体的质量和高度有关， 越大、 越高，它具有的重力势能就越大试验：掌握变量法探究重力势能大小与哪些因素有关1、探究重力势能大小与质量的关系时，保持高度不变；2、探究重力势能大小与高度的关系时，保持物体质量不变机械能：在物理学中，动能和势能统称为机械能机械能守恒：只有动能与势能相互转化的过程中〔无视内能等损失时〕，机械能的总和保持不变考点一 动能 势能 机械能例 1 扬州城区的高层建筑越来越多,但高空抛物却存在巨大的安全隐患,由于高处的物体具有较大的( )8A. 弹性势能C.体积【答案】BB. 重力势能D.阻力【解析】被举高的物体具有重力势能，重力势能的大小与质量、高度有关；变式 1 以下物体肯定具有弹性势能的是 〔 〕A．弹簧 B．吊着猴子的树枝C．被压扁的橡皮泥 D．橡皮筋【答案】B【解析】发生弹性形变的物体具有弹性势能；考点二 动能、势能大小影响因素例 2 草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫，当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的 〔 〕A．动能不变，重力势能不变B．动能削减，重力势能增加C．动能增加，重力势能削减D．动能削减，重力势能削减【答案】D【解析】当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此， 由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均削减。
变式 1 2023 年 1 月 19 日 12 时 12 分,在酒泉卫星放射中心,长征十一号固体运载火箭将吉林号视频07 星、08 星和 4 颗小卫星准确送入预定轨道火箭在加速上升的过程中 ( )A.动能增加,重力势能增加,机械能增加B.动能增加,重力势能不变,机械能增加C.动能不变,重力势能增加,机械能增加D.动能不变,重力势能不变,机械能不变【答案】A【解析】火箭在加速上升的过程中,质量不变,速度增大,动能增加 高度增加,重力势能增加机械能等于动能与势能之和,所以机械能增加,故A 正确,B、C、D 错误考点三 机械能的转化例 3 如下图,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 选填“变大”“变小”或“不变”)【答案】变大 变大 变小【解析】重力势能的大小由质量和高度打算,由图可知,小球从 A 点运动到 B 点再运动到 C 点的过程中,小球质量不变,高度先变小后变大,所以重力势能先变小后变大 动能的影响因素是质量和速度,小球从A 点运动到B 点再运动到C 点的过程中,小球质量不变,速度先变大后变小,所以小球的动能先变大后变小。
变式 1 将皮球从离地某一高度O 点处水平抛出,球落地后又弹起,它的局部运动轨迹如下图以下说法正确的选项是 ( )A. 皮球经过同一高度的 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. 假设将皮球外表涂黑,则会在地面 M、N 两点留下两个大小相等的黑色圆斑【答案】C【解析】皮球经过同一高度的 A、B 两点时由于空气阻力的影响,在 B 处的动能小于在 A 处的动能, 故 A 错误 皮球第一次反弹后到达最高点 P 点时竖直方向上速度为零,但是水平方向上由于连续向右移动,水平方向速度不为 0,所以皮球在P 点时速度不为零,故B 错误 皮球由于受到空气阻力的影响,机械能渐渐减小,因此从 C 点到达 D 点时,机械能存在损失,故 C 正确 假设将皮球外表涂黑,由于空气阻力影响,在 M、N 两点皮球的机械能不相等,因此在地面上留下的两个黑色圆斑大小不相等,应当 M 处较大,故D 错误考点四 探究动能大小影响因素例 4 如下图,在探究物体动能的大小与哪些因素有关时,让同一小车分别从同一斜面的不同高度由静止释放,撞击水平面上同一木块。
1) 本试验探究的是 (木块/小车/斜面)的动能与 的关系,试验中是通过观看 来比较动能大小的;(2) 第一次试验的情景如图甲所示,在进展其次次试验前,应先将撞出的木块 3) 假设操作正确,其次次试验木块最终的位置如图乙所示,则此试验的结论是: 解析】(1)甲、乙两图是同一小车从不同高度释放,撞击时速度不同,本试验是通过观看比较木块被撞击后移动的距离来比较动能大小的2)为了比较木块移动的距离必需标注木块最终位置 (3)在质量肯定时,物体速度越大,动能越大答案】 (1)小车 速度 木块被撞击后移动的距离 (2)最终的位置标注出来 (3)在质量肯定时,物体速度越大,动能越大考点五 探究重力势能大小影响因素例 5 如下图,在“探究影响重力势能大小的因素”试验中,有三个实心的、大小一样的铁球A、铁球B 和塑料球C球A、C 离沙地高度一样现让三个球同时由静止释放,球落到沙地上的状态如图中虚线球所示,(1)依据 可以推断出A 球释放前的重力势能最大; (2)比较球 A、C 可得出影响重力势能大小的因素是 ;(3)球在空中下落时削减的重力势能主要转化为 答案】(1)球陷入沙中的深度 (2)质量 (3)动能【解析】(1)球陷入沙中的深度越大,说明抑制阻力做的功越多,释放前的重力势能就越大。
2)A、C 两球下落的高度一样,质量不同,A 球陷入沙中的深度更大,可以得出质量越大,重力势能越大的结论3)球在空中下落时高度减小,速度增大,重力势能主要转化为动能一、单项选择题1. 以下物体在运动过程中，动能转化为势能的是〔 〕A. 汽车沿斜坡向下运动 C．投篮时，篮球向下运动过程中B. 汽车在水平大路上匀速行驶D．荡秋千时，秋千上升过程中2．〔2023•无锡卷〕射箭时，拉开的弓弦能将箭射出，箭离开弓弦后还能连续飞行，小明依据这一现象得出了以下结论：①弓弦对箭施加的力转变了箭的运动状态：②弓弦的弹性势能转化为箭的动能；③箭由于惯性作用仍能连续飞行；④在空中飞行的箭假设不受任何力作用，将处于静止状态，其中说法正确的选项是〔 〕A．只有① B．只有①② C．只有①②③ D．①②③④都正确 3．如下图，铅球从出手到将要落地的过程中，以下说法正确的选项是〔不计空气阻力〕〔 〕A. 铅球由 a→b 时，动能渐渐增大B. 铅球在 b 点的机械能大于 a 点的机械能C. 铅球由 b→c 时，机械能渐渐减小D. 铅球在 c 点时动能最大4．如下图，旅游景区的索道缆车载着游客匀速上山，它具有的〔 〕 A．动能增加，重力势能增加B．动能削减，重力势能增加C．动能不变，机械能增加D．动能不变，机械能削减5. 如图，“蹦床”是体育竞赛工程，床面弹性很大，运发动可在上面反复弹跳。
从高空落下的运发动刚好与水平床面接触的点为 A 点，能到达的最低点为 B 点，如下图，运发动从B 点反弹回 A 点的过程中，不计空气阻力，则〔 〕A．运发动在 B 点速度为 0，受平衡力作用B．在反弹的瞬间，运发动在 B 点所受重力大于弹簧弹力C．从 B 点向上运动过程中，运发动的动能先增大后减小D．从 B 点向上运动过程中，运发动的机械能保持不变6．如图是做模拟“蹦极”试验的装置一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a 点， b 点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c 点是橡皮筋系小石块自然下垂时所在的位置，d 点是小石块从a 点自由下落所能到达的最低点小石块从a 点到d 点运动的过程中，动能到达最大的位置是〔不考虑阻力〕〔 〕A． c 点 B． b 点 C． bc 之间 D． cd 之间7．2023 年 6 月 18 日，“神州九号”飞船与天宫一号自动交会对接，如下图是它们运行的局部轨道神州九号”飞船首先屡次变轨，对接前与“天宫一号”在同一轨道沿同一方向运动，“神州 九号”飞船飞向“天宫一号”缓慢地靠近，最终实现对接。
以下有关表达中，正确的选项是〔 〕A．在完成对接前，速度较大的是“天宫一号” B．在完成对接后，“神舟九号”相对于“天宫一号”是运动的 C．“天宫一号”在轨道Ⅱ运行时，它的动能肯定增加 D．“神州九号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，势能肯定增加 8．现代衣业利用喷药无人机喷酒农药，安全又高效，如下图，喷药无人机在农田上方沿水平方向匀速飞行，同时均匀喷酒农药．此过程中，喷药无人机的A. 动能减小、重力势能减小B．动能减小、重力势能不变C．动能不变、重力势能减小D．动能不变、重力势能不变二、填空题9. 如图甲所示，高为 h 的光滑斜面上，一物块从顶端 A 点由静止自由滑到底端 B 点，在此过程中， 物块的机械能 〔选填 “守恒。