初中物理中考复习 第15课时 动能　势能　机械能及其转化课件PPT

这是一份初中物理中考复习 第15课时 动能　势能　机械能及其转化课件PPT，共44页。PPT课件主要包含了考点一动能和势能，一定高度，重难探究逐个击破，木块被撞后移动的距离，见实验突破一，见实验突破二，机械能，重力势，图15-1，图11-2等内容，欢迎下载使用。

考点二　探究:物体的动能跟哪些因素有关
考点三　探究:重力势能的大小与什么因素有关
考点四　机械能及其转化
1.图15-1是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行,不受空气阻力,只有动能和势能的转化,因此机械能　　　。卫星在远地点时　　能最大,从远地点向近地点运动时,它的势能减小、　　　　______能增大,速度也就增大。 
2.如图15-2所示,滚摆由最高点释放,旋转着下降到最低点后又上升,每次上升的最大高度逐渐降低。滚摆下降时,重力势能　　　,动能　　　,下降时减少的重力势能　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)增加的动能;滚摆上升时,重力势能　　　,动能　　　　,上升时减少的动能　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)增加的重力势能,因此整个过程中滚摆的机械能　　　 　。 
3.如图15-3所示,在一个罐子的盖和底各开两个小洞,将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中,橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定,做好后将它从不太陡的斜面滚下,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　,产生此现象的原因是　　　　　　　　 　。 
罐子从斜面滚下后又返回
重力势能与动能和弹性势能相互转化
1.电梯匀速上升过程中,电梯的(　　)A.动能保持不变B.机械能保持不变C.重力势能保持不变D.动能转化为重力势能
探究　动能、势能及其相互转化
[答案]A　[解析]动能大小与质量和速度有关,质量、速度越大,动能越大,重力势能大小与质量和高度有关,质量、高度越大,重力势能越大。电梯匀速上升过程中,质量、速度不变,高度增加,因此动能不变,重力势能增加,故A正确,C错误;机械能是动能和势能之和,因此机械能增加,故B错误;重力势能增加是因为有外力对电梯做功,而不是由动能转化为重力势能,故D错误。
2.飞机在空投救灾物资时保持匀速直线飞行(高度不变),则飞机的动能　　　,重力势能　 , 机械能　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 
3.图15-4是小明参加体育中考中排球垫球项目时的情景,下列判断错误的是(　　)A.排球离开手后上升的过程中机械能逐渐增大B.排球离开手上升时动能转化为重力势能C.排球下落撞击手臂时球的动能转化为弹性势能D.排球下落时重力势能减小 
[答案]A　[解析]排球离开手后上升的过程中,质量不变,速度变小,同时高度升高,所以动能变小,重力势能变大,属于动能转化为重力势能,若不计空气阻力,则机械能没有转化为内能,机械能守恒,但实际上升过程中,排球需要克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,所以机械能逐渐减小,故A错误,符合题意,B正确,不符合题意。排球下落撞击手臂时球的动能变小,弹性势能变大,动能转化为弹性势能,故C正确,不符合题意。球下落时质量不变,高度变小,所以重力势能减小,故D正确,不符合题意。
4.如图15-5所示是一种游戏,叫蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上,另一端固定在高处,从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时的位置,c点是游戏者所到达的最低点。对于游戏者由跳台至最低点的过程中,若不计空气阻力,则下列说法正确的是(　　)A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能C.游戏者通过a点之后,绳子具有弹性势能D.游戏者到c点时,他的势能为零  
[答案]C　[解析]在到达a点之前,游戏者的重力势能转化为动能,动能逐渐增大;过a点后游戏者的动能先增加后减小,故整个过程中,动能是先增大后减小,故A错误。从跳台至a点的过程中,减小的重力势能全部转化为动能。设从a点至c点的过程中有一点b,游戏者在b点受到的重力等于其受到的绳子的拉力,故游戏者在该点速度最大,动能最大,所以从a点到b点游戏者减小的重力势能将转化为自身的动能与绳子的弹性势能;从b点到c点,游戏者减小的重力势能和其全部的动能转化成绳子的弹性势能,故B错误。游戏者通过a点后,绳子逐渐被拉长,绳子具有弹性势能,故C正确。游戏者到c点时由于还具有一定的高度,所以他的势能(即重力势能)不为零,故D错误。
5.如图15-6甲所示,小球从竖直放置的弹簧上方一定高度处由静止开始下落,从a处开始接触弹簧,压缩至c处时弹簧最短。从a处至c处的过程中,小球在b处速度最大。小球的速度v和弹簧被压缩的长度ΔL之间的关系如图乙所示。不计空气阻力,则从a处至c处的过程中,下列说法中正确的是(　　)A.小球所受重力始终大于弹簧的弹力B.小球的重力势能先减小后增大C.小球减少的机械能转化为弹簧的弹性势能D.小球的动能一直减小
[答案]C　[解析]当小球速度开始减小时,重力小于弹力,故A错误;小球高度一直减小,质量不变,因此其重力势能一直减小,故B错误;不计空气阻力,小球减少的机械能用来克服弹簧的弹力做功,转化为弹簧的弹性势能,故C正确;从a处到b处的过程中,小球速度增大,则动能增大,故D错误。
【设计和进行实验】1.使小球获得动能的方法:让小球从同一斜槽的某一高度由静止滚下。2.实验方法:①转换法:通过木块被撞后移动距离的远近反映物体动能的大小。②控制变量法:实验中探究动能与小球质量的关系,必须保持小球到达水平面的速度相同(方法:使小球从同一斜槽的同一高度由静止滚下);探究动能与小球速度的关系,必须保持小球的质量相同。
突破一　探究物体的动能跟哪些因素有关
【数据处理和分析】3.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:物体的质量和物体运动的速度都影响物体动能的大小,且质量越大、运动速度越大,动能越大。 4.超速、超载问题的判断:超速问题质量不变,超载问题速度不变。
【交流、反思与评估】5.小球从开始运动到静止过程中机械能的变化:在斜槽上运动时,机械能减少,重力势能转化为动能和内能;在水平面上运动时,因为受到摩擦阻力,最后静止,机械能转化为内能。6.水平面绝对光滑不能完成实验:木块将一直做匀速直线运动,无法比较木块移动的距离。
例1 为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图15-7甲、乙所示实验装置进行实验。(1)若要探究动能大小与速度的关系,应选择图　　　　(选填“甲”或“乙”)装置进行实验。木块在水平面上滑动时,受到水平面的摩擦力　　　,克服摩擦力做功的功率　　　　。若斜槽光滑,小球从斜槽顶端由静止滚到斜槽底部的过程中,其机械能　　　　。(后三空均选填“变大”“不变”或“变小”) 
例1 为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图15-7甲、乙所示实验装置进行实验。(2)如果做图乙②实验时,木块被撞后滑出木板掉落,为防止因此造成木块损坏,需改进图乙②实验,再与图乙①实验对比。在不改变木板长度的情况下,应该采用以下方法　　　　。(填选项前字母) A.换用质量更小的小球B.给水平木板铺上毛巾C.适当降低小球的高度D.换用一个较重的木块
(3)同组小红发现木块被撞击后移动的距离没有其他同学的明显,认为是木块太重导致滑动摩擦力太大造成的。为了验证猜想,小红设计了如图15-8所示“探究滑动摩擦力与压力大小关系”的实验,当接触面粗糙程度不变,用弹簧测力计拉动木块匀速直线运动时,通过多次实验得到了表一中的相关数据,请你根据表中数据帮她分析得出滑动摩擦力f与压力F之间的数量关系式为　　　　　　。若探究动能实验中使用的木块质量确实较大,为确保实验仍有较明显的现象,请写出你的改进方法:　　　　　　　　　　　　。 
(4)小红通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素,得出实验结论后,又提出了新的问题:物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗?①小红查阅了相关资料,收集了一些物体的动能(如表二所示),结合生活经验分析表中数据,你认为在“质量”和“速度”这两个因素中,对物体动能影响较大的是　　　　。 
(4)小红通过实验探究发现质量和速度都是影响动能大小的因素,得出实验结论后,又提出了新的问题:物体的质量和速度对物体动能的影响一样大吗?②如图15-9所示为某段道路的标志牌,请结合所学知识进行解释,对机动车限定最高行驶速度,是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　　;对不同车型限定不一样的最高行驶速度,是因为　　　　　　　　　　　　　　　　　。  
质量一定时,速度越大动能越大
速度相同时,质量越大动能越大
例1 为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图15-7甲、乙所示实验装置进行实验。(5)图15-7中的实验装置的水平面如果绝对光滑,还能得出结论吗?　　　　,原因是__________________　　　　　　 _______________________________________________。 
木块不能停下来,也就无从比较小球动能的大小了
例1 为了探究物体动能大小与哪些因素有关,同学们设计了如图15-7甲、乙所示实验装置进行实验。(6)用如图15-7乙①中的实验装置探究阻力对物体运动的影响,必须增加的器材是　　　　。(填选项前字母) A.倾斜程度不同的斜面B.粗糙程度不同的水平面C.质量不同的小球
小红又用如图15-10所示的实验装置做探究物体动能大小与哪些因素有关的实验,她将钢球从某一高度由静止释放,钢球摆到竖直位置时,撞击水平木板上的木块,将木块撞出一段距离。 
(7)本实验使钢球获得动能的操作方法是　　　　　　　　　　　。
(8)从表三数据可知,实验中控制了　　　相同,从而探究动能与　　 的关系。 
(9)第1次实验时若不考虑能量损失,钢球对木块最多可做　　　　J的功。第3次实验时,木块被撞后滑出木板无法记录数据,需要重做第3次实验,甲同学建议换用同样较长的木板,乙同学建议换一个较大的木块,丙同学建议降低钢球下摆的高度,你认为应当采用　　　　同学的建议。(g取10 N/kg)  
(10)由上述实验数据和现象可得出结:　　　　　　　　　　　　　　　　。 
速度一定时,质量越大,动能越大
【设计和进行实验】1.实验方法:①转换法:通过沙坑的凹陷程度反映物体重力势能的大小。②控制变量法:实验中探究重力势能与物体质量的关系,必须保持物体高度相同(方法:不同物体从同一高度由静止落下);探究重力势能与高度的关系,必须保持物体的质量相同(方法:同一物体从不同高度由静止落下)。
突破二　探究重力势能的大小与什么因素有关
【数据处理和分析】2.设计实验记录表格(如下表所示),分析可得出:物体的质量和物体所处的高度都影响物体的重力势能大小,且质量越大、所处高度越大,重力势能越大。
【交流、反思与评估】3.物体下落过程中未接触沙子时机械能的变化:考虑空气阻力的情况下,机械能减少,重力势能转化为动能和内能。接触沙子后,因为受到摩擦阻力,最后静止,所以机械能转化为内能。4.计算物体的重力势能(Ep=mgh)。
例2 小夏同学在体育活动中,从铅球下落陷入沙坑的深度情况受到启发,并产生了如下猜想。猜想一:物体的重力势能与物体的质量有关;猜想二:物体的重力势能与物体的下落高度有关;猜想三:物体的重力势能与物体的运动路径有关。
为此小夏设计了如图15-11所示的实验:用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球分别从距离沙表面某高度处由静止释放,其中D球从光滑弯曲管道上端由静止滑入,最后从管道下端竖直落下(球在光滑管道中运动的能量损失不计)。
实验数据如表一所示:表一
(1)本实验中,采用的探究问题的方法有　　　　　　　。(写出一种方法即可) (2)本实验中,铅球的重力势能大小是通过　　　　　　　　 　来反映的。  
(3)为验证猜想二,应比较　　　　(填实验序号)。得到的结论是:当物体质量相同时,　  　。 (4)比较③④,得到的结论是 　 ， 　 　   。
当物体的质量和下落高度均相同时,
物体的重力势能与物体的运动路径无关
物体的下落高度越高,其重力势能越大
(5)经进一步实验和分析,小夏大胆给出重力势能(Ep)的表达式“Ep=mhg”,并去办公室询问了老师,得以证实。小夏高兴不已,回到教室后,根据学过的知识又算出了表一中各铅球落到沙表面时的动能,其中B球的动能为　　　　J。(忽略空气阻力,g取10 N/kg) 
[答案]2[解析]忽略空气阻力,则小球下落时机械能守恒,下落前的重力势能等于小球落到沙表面时的动能,则B球落到沙表面时的动能Ek=Ep=mgh=0.4 kg×10 N/kg×0.5 m=2 J。