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第2节机械能,常考透视,第3章能量的转化与守恒,挑战自我,常考透视,常考1学会用控制变量法探究物体动能或势能大小的影响因素,第2节机械能,【考试热度】,例1利用如图3-2-10所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，12，球A、B的质量分别为mA、mB（mAmB）。,第2节机械能,例1利用如图3-2-10所示的装置探究“物体的动能大小与哪些因素有关”。将小球A、B分别拉到与竖直方向成一定角度的位置，然后都由静止释放，当小球摆动到竖直位置时，将与静止在水平面上的木块C发生碰撞，木块都会在水平面上行一定距离后停止。图中的摆长L都相同，12，球A、B的质量分别为mA、mB（mAmB）。,第2节机械能,（l）如图甲、乙所示，同时释放A、B，观察到它们并排摆动且始终相对静止，同时到达竖直位置，这表明两小球在摆动过程中的任一时刻的速度大小与小球的_无关。,质量,解析（1）甲、乙两图中，小球的质量不同，由题意知，摆角相同，小球同时到达竖直位置，说明小球的速度大小与小球的质量无关。,第2节机械能,（2）如图甲、乙所示，观察到B球能将木块C撞得更远，由此可得出结论：_。,速度相同时，物体的质量越大，动能越大,解析（2）mAmB，两球的速度相同，B球能将木块C撞得更远，说明B球的动能更大，因此可得：速度相同时，物体的质量越大，动能越大。,第2节机械能,（3）图乙中小球B到达竖直位置时的速度_（填“大于”“小于”或“等于”）图丙中小球B到达竖直位置时的速度，图丙中木块C滑行得更远些，由此可得出结论：_。,小于,质量相同时，,物体的速度越大，动能越大,第2节机械能,解析（3）乙、丙两图中，小球的质量相同，12，所以图丙中小球到达竖直位置时的速度更大，图丙中木块C滑行得更远些，说明质量相同时，物体的速度越大，动能越大。,方法透视此题是探究“物体的动能大小与哪些因素有关”的实验，实验装置与教材中的装置不同，采用悬挂的小球做实验，实验更容易操作。解答此题的关键是要明确：小球摆动的速度大小与小球的质量无关；木块滑行的距离反映了小球具有的动能大小。,【试题链接】小试身手6，创新培优7,第2节机械能,常考2知道动能和势能的相互转化及机械能守恒的条件,【考试热度】,第2节机械能,例2如图3-2-11所示是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（）,第2节机械能,例2如图3-2-11所示是杂技演员演出时的过程示意图。男演员从甲处用力向上起跳，落下后踩在跷跷板的a端，能把站在b端的女演员弹上乙处。由于存在阻力，故（）A男演员的质量必须要大于女演员的质量B甲处男演员的势能一定要大于乙处女演员的势能C男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能D女演员弹起时的动能与她站在乙处时的机械能相等,C,第2节机械能,解析甲处的男演员要想把女演员弹起到乙处，甲处男演员的机械能一定大于乙处女演员的机械能，男演员向上跳起，同时具有动能和重力势能，女演员到达乙处静止不动，只具有重力势能，所以男演员的质量不一定大于女演员的质量，且男演员的重力势能不一定大于女演员的重力势能，故A、B不符合题意。由于存在阻力，要克服阻力做功，机械能转化为内能，机械能不断减小，所以男演员离开跳台时的机械能一定大于乙处女演员的势能，C符合题意。女演员弹起时动能转化为重力势能，由于存在阻力，要克服阻力做功，动能没有完全转化为重力势能，所以女演员弹起时的动能大于她站在乙处时的机械能，D不符合题意。故选C。,第2节机械能,方法透视由于存在阻力，要克服阻力做功，整个过程中，机械能不断减小。,【试题链接】小试身手1、2、3、4、5，创新培优8,挑战自我,小试身手,第2节机械能,1.下列物体具有动能的是（）A正在下落的雨滴B被拉长的橡皮筋C阳台上的花盆D上了膛的子弹,A,解析任何物体都有质量，所以只要物体运动就一定会有动能。正在下落的雨滴是运动的，所以具有动能，而被拉长的橡皮筋、阳台上的花盆、上了膛的子弹都是静止的，所以它们没有动能。故选A。,第2节机械能,2.一物体在空气中沿竖直方向运动，运动过程中只受重力和空气阻力的作用。则该物体的（）A动能可能不变B势能可能不变C机械能一定不变D机械能可能改变,A,解析若Gf，加速下降，物体动能增加，势能减小，总的机械能减小；若Gf，物体向下匀速直线运动，动能不变，势能减小，机械能减小；若G、f方向一致，物体向上做减速直线运动，动能减小，势能增加，机械能减小，故选A。,第2节机械能,3.下列四个实例中，机械能正在减小的是（）,A蓄势待发的火箭,B水平匀速飞行的飞机,C匀速下降的热气球,D加速上升的飞艇,C,第2节机械能,解析动能大小跟物体的质量、速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；速度一定时，质量越大，动能越大。重力势能大小跟质量、被举的高度有关，被举的高度一定时，质量越大，重力势能越大；质量一定时，高度越高，重力势能越大。物体不发生弹性形变时，机械能动能重力势能。A中蓄势待发的火箭机械能不变；B中水平匀速飞行的飞机机械能不变；C中匀速下降的热气球动能不变，势能减小，机械能减小；D中加速上升的飞艇动能增加，势能增加，机械能增加。,第2节机械能,4.如图3-2-12所示是运载火箭点火起飞的情景。在火箭离地升空的过程中，关于火箭中搭载的卫星的能量及能量转化情况，下列说法正确的是（）,A动能转化为重力势能B重力势能转化为动能C机械能的总量不变D机械能的总量增加,D,解析火箭离地上升的过程中，其搭载的卫星的高度和速度都在增加，卫星质量不变，故卫星的动能和重力势能都增加，机械能的总量增加，故D项正确。,第2节机械能,5.如图3-2-13所示，用绳子把一个小球悬挂起来，用手将其拉到a点。松手后，小球沿一条弧线从a点经b点，摆到c点，已知b点是最低点。则下面说法中正确的是（）,A从a点到c点的过程中，小球的动能越来越大Bc点的高度一定不会高于a点C在b点时，小球位置最低，重力势能为0D当小球停止摆动后，机械能总量与摆前相同,B,第2节机械能,6.如图3-2-14（1）所示，光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处由静止释放小球，小球运动到B点静止。如图（2）所示，在AB上的C点滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB=3AC。请回答下列问题。,（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。,第2节机械能,（1）如果小球从斜面甲高H处静止释放，说明小球在乙斜面到达的最大高度h与H的数量关系及理由。,第2节机械能,6.如图3-2-14（1）所示，光滑斜面甲与水平面AB平滑连接，从斜面甲高H处由静止释放小球，小球运动到B点静止。如图（2）所示，在AB上的C点滑拼接另一光滑斜面乙，已知AB=3AC。请回答下列问题。,（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处由静止释放，并说明理由。,第2节机械能,（2）要使小球在乙斜面上到达的最大高度变为2h，小球应在甲斜面上多高处由静止释放，并说明理由。,创新培优,第2节机械能,7.为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图3-2-15所示）：让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离。关于该实验的说法中，不正确的是（）,A该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小B该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等C在选择实验器材时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素D实验过程中，让同一小球从不同高度滚下，目的是让小球获得不同的运动速度,C,第2节机械能,解析小钢球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故A选项说法正确。小钢球的动能与质量和速度都有关系，应采用控制变量法，如分别控制小钢球滚下的高度、小钢球的质量等，故B选项说法正确。斜面的光滑程度影响小钢球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在选择实验器材时，要考虑斜面的光滑程度、木块的质量和软硬等因素，故C选项说法不正确。小钢球滚到水平面上时获得的速度与小钢球在斜面上的高度有关，让同一小钢球从不同高度滚下，目的是让小钢球获得不同的运动速度，故D选项说法正确。,第2节机械能,8.如图3-2-16甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一闭合电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示。则（）,第2节机械能,8.如图3-2-16甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一闭合电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表示数I随时间t变化的图像如图乙所示。则（）At1时刻，小球动能最小Bt2时刻，弹簧的弹性势能最小Ct2t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少Dt2t3这段时间内,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能,D,
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