《2020八年級物理下冊 第十一章 功和機(jī)械能 11.3 動能和勢能精講精練（含解析）（新版）新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020八年級物理下冊 第十一章 功和機(jī)械能 11.3 動能和勢能精講精練（含解析）（新版）新人教版（11頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題11.3 動能和勢能 課前預(yù)習(xí) 1.物質(zhì)由于運(yùn)動而具有的能叫做____動能____，一切運(yùn)動的物體都具有動能。 2.動能的大小跟____質(zhì)量___和___速度___有關(guān)：速度相同，物體的質(zhì)量越大，動能就越大；質(zhì)量相同，物體的速度越大，動能就越大。 3.物體由于被舉高而具有的能叫做_____重力___勢能。重力勢能的大小與質(zhì)量和被舉高的高度有關(guān)，高 度相同，物體的質(zhì)量越大，重力勢能就越大；質(zhì)量相同，物體被舉得越高，重力勢能越大。 4.物體由于彈性形變而具有的能叫做____彈性____勢能。彈性形變越大，物體的彈性勢能越大。 知識點解讀與例題突破 知識

2、點1：動能 1.定義：物體由于運(yùn)動而具有的能，叫做動能。 2.影響動能大小的因素：①物體的質(zhì)量；②物體運(yùn)動的速度。物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動速度越大，物體具有的動能就越大。 【例題1】（2019湖南郴州）一架飛機(jī)在高空中水平勻速飛行，向災(zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資。該飛機(jī)在此過程中（　?。? A．動能不變 B．動能減小 C．重力勢能不變 D．重力勢能增大 【答案】B 【解析】一架飛機(jī)在高空中水平勻速飛行，高度不變、速度不變，向災(zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資時，飛機(jī)的質(zhì)量減小，所以飛機(jī)的動能和重力勢能都減小。 知識點2：重力勢能 1.定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。 2.影響重力勢能大小的因素

3、：①物體的質(zhì)量；②物體被舉高的高度。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大，單位是焦耳。 【例題2】小明同學(xué)在探究重力勢能的大小與什么因素有關(guān)時，提出了如下猜想： 猜想一：物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān) 猜想二：物體的重力勢能與物體所在高度有關(guān) 為了驗證上述猜想，他計劃利用小桌、沙子、質(zhì)量不同的鐵塊和刻度尺進(jìn)行實驗：如圖所示，將小桌桌腿朝下放在平整的沙面上，把鐵塊從距桌面某一高度由靜止釋放，撞擊在桌面的中心部位，記錄桌腿進(jìn)入沙子的深度。 按上述方案進(jìn)行實驗，其實驗數(shù)據(jù)如下表所示。 實驗 序號 鐵塊質(zhì)量 m/g 鐵塊距桌面高度 H/cm 桌腿進(jìn)入沙子 的深

4、度h/cm ① 20 20 1.9 ② 20 30 2.9 ③ 20 40 3.8 ④ 30 20 2.9 ⑤ 40 20 4.1 （1）實驗中通過比較______來判斷物體重力勢能的大?。? （2）為了驗證猜想一，需選擇表中______（填實驗序號）三組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析； （3）分析表中①②③的實驗數(shù)據(jù)，可得出的結(jié)論是：______。 【答案】桌腿進(jìn)入沙子的深度 ? ①④⑤ ? 質(zhì)量相同的物體，高度越大，重力勢能越大 【解析】（1）通過小明設(shè)計的實驗可以知道，他是通過比較桌腿進(jìn)入沙子的深淺來比較重力勢能的大小的。桌腿進(jìn)入沙堆越深說明物體做的功越多，

5、它原來具有的重力勢能越大； （2）根據(jù)控制變量法，要驗證物體的重力勢能與物體的質(zhì)量有關(guān)，應(yīng)控制物體的高度相同，改變物體質(zhì)量的大小，故小明要完成探究，需要找數(shù)個質(zhì)量不同的物體進(jìn)行實驗； 故①④⑤三組數(shù)據(jù)符合，所以應(yīng)利用①④⑤三組數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論。 （3）比較表中①②③的實驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，高度相同，③中桌腿進(jìn)入沙子的深度更深，所以，③中的物體具有重力勢能大，即可以得出的初步結(jié)論是：質(zhì)量相同的物體，高度越大，重力勢能越大。 知識點3：彈性勢能 1.定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能，單位是焦耳。 2.影響彈性勢能大小的因素：物體發(fā)生彈性形變的幅度。物體的彈性形變

6、幅度越大，彈性勢能就越大。 【例題3】（2019山東臨沂）如圖是運(yùn)動員參加射箭比賽時的場景，下列說法錯誤的是（　?。? A.運(yùn)動員將弓舉起的過程對弓做功 B. 弓被拉的越彎產(chǎn)生的彈力越小 C. 弓被拉的越彎彈性勢能越大 D. 箭被射出說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài) 【答案】B 【解析】A．運(yùn)動員將弓舉起的過程中，有力作用在弓上，弓在力的方向上通過了距離，所以做了功，故A正確； B．弓屬于彈性物體，張弓射箭利用的是弓的彈性，弓被拉得越彎，彈性形變越大，產(chǎn)生的彈力越大，故B錯誤； C．在弓的彈性限度內(nèi)，弓的彈性勢能與弓的形變有關(guān)，弓拉得越彎，彈性形變越大，弓的彈性勢能越大，故

7、C正確； D．箭被射出說明力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)，故D正確。 習(xí)題精練 一、選擇題 1．（2019山東威海）關(guān)于課本中的力學(xué)實驗，下列說法錯誤的是（　?。? A．“探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗，可用小車代替木塊 B．“探究二力平衡的條件”實驗，將小車轉(zhuǎn)動一定角度是為了探究小車處于平衡狀態(tài)時二力是否在同一條直線上 C．“探究阻力對物體運(yùn)動的影響”實驗，小車受到阻力越小，小車速度減小得越慢 D．“探究動能的大小與哪些因素有關(guān)”實驗，木塊被小車推得越遠(yuǎn)，說明小車動能越大 【答案】A 【解析】A．探究影響滑動摩擦力大小的因素”實驗中，若用小車代替木塊

8、，變滑動為滾動，減小了摩擦力，從而對測量摩擦力大小帶來了困難，A錯誤； B．“探究二力平衡的條件”實驗，將小車轉(zhuǎn)動一定角度，小車在水平方向上受到兩個力不在同一直線上，是為了探究小車處于平衡狀態(tài)時二力是否在同一條直線上，B正確； C．由實驗現(xiàn)象可以看出：小車受的阻力越小，小車運(yùn)動的路程越遠(yuǎn)，速度減小得越慢，C正確； D．“探究動能的大小與哪些因素有關(guān)”實驗，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，木塊被小車推得越遠(yuǎn)，說明小車動能越大，D正確。 2．（2019福建?。┨唠ψ邮且豁椨幸娴男萦顒?。如圖，毽子某次被踢出后，豎直上升經(jīng)過某一位置時，毽子的動能和重力勢能分別為EK1和EP1下落經(jīng)過同一位置時，毽子的動能和重力

9、勢能分別為EK2和EP2，則（　?。? A．EK2＞EK1 B．EK2＜EK1 C．EP2＞EP1 D．EP2＞EP1 【答案】B 【解析】毽子某次被踢出后，豎直上升經(jīng)過某一位置時，毽子的動能和重力勢能分別為EK1和EP1；下落經(jīng) 過同一位置時，毽子的動能和重力勢能分別為EK2和EP2，由于此時的高度是相同的，質(zhì)量也相同，故重力 勢能是相同的，即EP1＝EP2； 毽子在上升、下落的過程中，由于存在摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，由于重力勢能是相同的，則EK1＞EK2；故B正確，ACD錯誤。 3.下列物體具有動能的是（　?。? A．靜止不動的課桌 B．掛在樹上的椰子 C

10、．拉長了的橡皮筋 D．正在行駛的汽車 【答案】D． 【解析】本題考點是動能和勢能的概念．機(jī)械能包括動能和勢能；物體由于運(yùn)動而具有的能量叫動能；物體由于高度而具有的能量叫重力勢能；物體發(fā)生彈性形變而具有的能量叫彈性勢能． A．物體由于運(yùn)動而具有的能量叫動能；靜止的課桌不具有動能；故A錯誤； B．物體由于運(yùn)動而具有的能量叫動能；掛在樹上的椰子是靜止的，不具有動能；故B錯誤； C．物體由于運(yùn)動而具有的能量叫動能；拉長的橡皮筋不具有動能，具有彈性勢能；故C錯誤； D．物體由于運(yùn)動而具有的能量叫動能；正在行駛的汽車具有動能；故D正確． 二、填空題 4．（2019山東省東營）某汽車在平

11、直公路上由于行駛速度過快，　 　能大，危害性就大，為防止意外，汽車不能超速行駛。乘客必須使用安全帶，一旦發(fā)生碰撞，車身就停止運(yùn)動，而乘客身體由于　 　會繼續(xù)向前運(yùn)動造成傷害。 【答案】動；慣性。 【解析】（1）汽車在平直公路上由于行駛速度過快，質(zhì)量不變，速度很大，動能很大，危害性很大，所以要控制車速。（2）汽車在行駛過程中，乘客和汽車一起運(yùn)動，一旦發(fā)生碰撞，車身就停止運(yùn)動，而乘客身由于慣性保持原來的運(yùn)動狀態(tài)會繼續(xù)向前運(yùn)動，容易造成傷害，所以乘客必須要系好安全帶。 5.我國運(yùn)動員吳敏霞與施廷懋在女子雙人三米板跳水比賽中，勇奪金牌，她們在下落過程中，重力勢能變　　，動能變　?。? 【

12、答案】??；大 【解析】動能的大小與物體的質(zhì)量、速度有關(guān)；重力勢能的大小與物體的質(zhì)量、高度有關(guān)．跳水運(yùn)動員下落過程中，質(zhì)量不變，高度減小，所以重力勢能變??；同時其速度變大，所以動能變大． 6.如圖，兩個質(zhì)量不相等的實心鐵球甲和乙（m甲＞m乙）相距S，在無限長的光滑水平面上以相同的速度向右運(yùn)動（空氣阻力不計）。則　?。ㄟx填“甲”或“乙”）球的動能大，　　（選填“甲”或“乙”）球的慣性大。隨著時間的延長，甲球　 ?。ㄟx填“可能”或“不可能”）撞上乙球。 甲 乙 【答案】甲；甲；不可能。 【解析】動能的大小與物體的質(zhì)量和速度有關(guān)。由題意可知，甲乙兩球的速度相同，甲

13、的質(zhì)量大，所以甲的動能大； 慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)，甲的質(zhì)量大，所以甲球的慣性大。 由于物體在光滑的水平面是以相同的速度運(yùn)動，因此，甲乙之間的距離不會改變，兩球不可能相撞。 7．（2019湖北荊州）小麗同學(xué)在探究“彈簧彈力大小與形變量關(guān)系”時，發(fā)現(xiàn)同一根彈簧的彈力大小F與形變量△x的比值k恒定?，F(xiàn)小麗有兩根原長相等的彈簧1和2，已知k1：k2＝1：2，當(dāng)在兩根彈簧下分別掛同一物體靜止時，彈簧1和2伸長量分別為△x1和△x2，則△x1：△x2＝　 　。小麗通過查閱資料知道彈簧的彈性勢能Ep＝k△x2，此時彈簧1和2彈性勢能分別為Ep1和Ep2，則Ep1：Ep2＝　 　。小麗將

14、彈簧1和2并聯(lián)懸掛一物體靜止時如圖甲，兩彈簧彈性勢能之和為Ep甲．將彈簧1和2串聯(lián)懸掛同一物體靜止時如圖乙兩彈簧彈性勢能之和Ep乙，則Ep甲：Ep乙＝　 　。（已知如圖甲情況下懸掛重物時彈簧1和2伸長量相同，整個實驗中彈簧所受重力不計，且均處于彈性限度范圍內(nèi)。） 【答案】（1）2：1；（2）2：1； （3）2：9。 【解析】兩根彈簧1和2分別掛同一物體靜止時，彈力與重力是一對平衡力，大小相等， 則有：F1＝F2＝G，由題意知，F(xiàn)＝k△x， 所以，△x1：△x2＝：＝：＝：＝2：1。 由Ep＝k△x2得，彈簧1和2彈性勢能分別為： Ep1＝k1，Ep2＝k2， 則有：Ep1

15、：Ep2＝k1：k2＝1×22：2×12＝2：1。 將彈簧1和2并聯(lián)懸掛一物體靜止時， 則有：k1△x1甲+k1△x2甲＝G，并且△x1甲＝△x2甲， 由以上兩式可解得：△x1甲＝△x2甲＝， 則圖甲兩彈簧彈性勢能之和為： Ep甲＝k1+k2＝（）2（k1+k2）﹣﹣﹣﹣﹣﹣① 將彈簧1和2串聯(lián)懸掛同一物體靜止時，由G＝F＝k△x得， △x1乙＝，△x2甲＝， 則圖乙兩彈簧彈性勢能之和： Ep乙＝k1+k2＝k1（）2+k2（）2﹣﹣﹣﹣﹣﹣② 聯(lián)立①②化簡得，＝＝＝。 三、實驗探究題 8.（2019廣東深圳）如圖所示，甲圖是探究“阻力對物體運(yùn)動的影響”的實驗裝置，讓同

16、一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的水平面上運(yùn)動。乙圖是探究“物體的動能跟哪些因素有關(guān)” 的實驗裝置，讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，碰到同一木塊上。請回答： （1）甲實驗中，小車在水平面上運(yùn)動時，在豎直方向上受到的力有________和________；在水平 方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小車的速度減小得越________。從而可以推理：如果運(yùn) 動的物體不受力，它將________。 （2）乙實驗中的研究對象是________（選填“鋼球”或“木塊”），實驗?zāi)康氖翘骄课矬w的動能大小與________的關(guān)系。 【答案】（1）重力；支持

17、力；慢；做勻速直線運(yùn)動（2）鋼球；速度大小 【解析】（1）甲實驗中，小車在水平面上運(yùn)動時，在豎直方向上受到的力有：豎直向下的重力和豎直向上的支持力；在水平 方向上受到摩擦力，且摩擦力越小，小車的速度減小得越慢。從而可以推理：如果運(yùn)動的物體不受力，它將做勻速直線運(yùn)動； （2）乙實驗中的研究對象是鋼球，而木塊是反映鋼球動能大小的；“同一鋼球”的質(zhì)量相等，“不同高度”使鋼球的速度不同，因此探究的物體的動能與速度大小的關(guān)系。 9.（2019湖南婁底）如圖是探究“物體的動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置圖，其中，mA=mB＜mC， hA=hC＞hB。 圖1 圖2　

18、 （1）實驗中，探究的動能是指_____（填序號） A．小球在斜面上的動能 B．小球撞擊木塊時的動能 C．小球撞擊木塊后的動能 D．木塊被小球撞擊的動能 （2）使質(zhì)量相同的小球從斜面上不同高度處自由滾下，是為了研究動能大小與_____的關(guān)系。 （3）在做了探究“物體動能大小與哪些因素有關(guān)”的實驗后，有些同學(xué)對“質(zhì)量不同的小球從同一光滑斜面問一高度由靜止開始滾下，剛到達(dá)底部時的速度大小相等”有疑感，小明設(shè)計了如圖所示的實驗：讓質(zhì)量不同的小球A、C同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運(yùn)動情況，若C球相對于A球_____（選填“運(yùn)動”或“靜止”），就可以說明

19、任一時刻兩球的速度大小相等。 表面 毛巾 棉布 木板 摩擦力 最大 較大 最小 小車運(yùn)動距離 最近 較遠(yuǎn) 最遠(yuǎn) （4）完成實驗后，同學(xué)們還聯(lián)想到以前學(xué)習(xí)牛頓第一定律時，也用到了斜面：讓同一小車從同一斜面的同一高度由靜止滑下，在三個不同的表面上能滑行的距離不同（如上表），小車在這三個表面上滑行的過程中克服摩擦力做功_____（選填“相等”或“不相等”） 【答案】（1）B；（2）速度；（3）靜止；（4）相等。 【解析】（1）據(jù)題意可知，實驗中探究小球動能，即小球撞擊木塊時的動能的大?。还蔬xB； （2）實驗表明動能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)； 使質(zhì)量相同的小球從斜

20、面上不同高度處自由滾下，則小球到達(dá)水平面時的速度不同，所以，這是為了研究動能大小與物體速度的關(guān)系； （3）讓質(zhì)量不同的小球A、C同時從同一高度由靜止開始沿光滑斜面滾下，觀察和比較兩球相對運(yùn)動情況，若任一時刻兩球的速度大小相等，即以任何一個小球為參照物，另一個小球都是靜止的，所以若C球相對于A球靜止，就可以說明任一時刻兩球的速度大小相等。 （5）讓小車從同一高度由靜止下滑，根據(jù)決定重力勢能大小的因素可知，最初小車的重力勢能相同，下滑到水平面時的動能也相同，在不同的材料表面上運(yùn)動時，最終停下來后，動能全部轉(zhuǎn)為內(nèi)能，克服摩擦力做了多少功就有多少動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以，在三個表面克服摩擦力做功相等。

21、 10.相關(guān)資料表明，大部分重大交通事故是因為汽車超載超速造成的。興趣小組決定對超載超速問題進(jìn)行一次模擬探究，經(jīng)討論后認(rèn)為，可以用小球作為理想模型，代替汽車作為研究對象，如圖，將小球從高度為h的同一斜面上由靜止開始滾下，推動同一小木塊向前移動一段距離s后停下，完成甲、乙、丙三次實驗，其中h1=h3＞h2，mA=mB＜mC （1）把小球放在同一高度由靜止開始沿斜面滾下是為了控制　　相同。 （2）實驗中超載超速帶來的危害程度用　　表示； （3）研究超載帶來的危害時，選擇甲、乙、丙三次實驗中的　 　進(jìn)行比較； （4）為比較超載超速帶來的危害程度，興趣小組利用上述器材進(jìn)行定量研究。得到數(shù)據(jù)

22、如下表： 小球 質(zhì)量/克 高度/厘米 木塊滑動距離/厘米 A 10 5 10 B 20 5 18 C 30 5 29 D 10 10 38 E 10 15 86 請根據(jù)上表數(shù)據(jù)分析，貨車超載20%與超速20%兩者相比，潛在危害較大的是　　。 【答案】（1）速度；（2）小木塊移動的距離；（3）甲、丙；（3）超速20%。 【解析】本實驗中研究動能大小的決定因素時運(yùn)用了控制變量法，反映動能多少時運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。從圖中現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)質(zhì)量、速度的不同是此題的關(guān)鍵。 實驗中通過控制小球滾下的高度來控制小球滾下的速度；動能的大小通過木塊被推動距離來表示；根

23、據(jù)控制變量法來分析超載帶來的危害；分析表格數(shù)據(jù)得出結(jié)論。 （1）把小球放在同一高度由靜止開始沿斜面滾下是為了控制小球到達(dá)斜面底端時的速度大小相等； （2）超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大，將木塊推動得越遠(yuǎn)，說明動能越大，故實驗中超載超速帶來的危害程度用木塊被推動的距離來表示； （3）超載是指汽車的速度一定時，質(zhì)量越大動能越大，將木塊推動得越遠(yuǎn)，說明動能越大，故需要需要高度相同，質(zhì)量不同的小球，圖中甲丙符合要求； （4）表格中對應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)可知速度對物體的動能影響更大，當(dāng)超速20%發(fā)生交通事故時，由此造成的危害更嚴(yán)重。 四、綜合能力題 11．（2019貴州貴陽）體育課上，小

24、明在同一位置用相同的力多次將足球踢出，發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動得越高，但并不能運(yùn)動得越遠(yuǎn)，這是什么原因呢？ 小明向老師請教，老師說：這是常見的一種拋體運(yùn)動，將足球以一定的速度向斜上方踢出，足球所做的運(yùn)動叫做斜拋運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡如圖甲所示。足球起始運(yùn)動方向與水平方向的夾角叫做拋射角，拋出點到落地點的水平距離叫做射程，射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。 若不計空氣阻力，請回答下列問題： （1）足球的質(zhì)量是0.4kg，它受到的重力是多少？（取g = 10N/kg） （2）若足球從地面踢出時具有的動能是120J，踢出后能達(dá)至的最大高度是5m，足球在最高點時具有的動能是多少？

25、（3）若足球的射程x與拋出速度v、拋射角θ之間滿足公式x=，當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45o角踢出，足球的射程是多少？（取g=10N/kg） （4）足球以30o拋射角踢出，其動能Ek隨水平位置S變化關(guān)系的圖像如圖乙所示。若該球在同一位置以60o拋射角且與前次大小相同的速度踢出，請你在答題卡的同一坐標(biāo)中畫出此次足球的動能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像。 【答案】（1）它受到的重力是4N； （2）若足球從地面踢出時具有的動能是120J，踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，足球在最高點時具有的動能是100J； （3）當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角踢出，足球的射程是40m；

26、 （4）此次足球的動能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像如解析所示。 【解析】（1）足球的質(zhì)量是0.4kg，它受到的重力是： G=mg=0.4×10N/kg=4N： （2）若足球從地面踢出時具有的動能是120J，踢出后能達(dá)到的最大高度是5m，足球在最高點時具有的重力勢能為：Ep=mgh=4N×5m=20J；則動能EK=120J-20J=100J； （3）當(dāng)足球以20m/s的速度且與水平方向成45°角踢出，足球的射程是： （4）根據(jù)數(shù)學(xué)知識，sin60°×cos60°=sin30°×cos30°，因兩次速度大小相同，由 X=， 兩種情況下射程相同，因足球斜向上飛出的角度越大，球運(yùn)動得越高，故第二種情況下的高度越大，動能較小，據(jù)此畫出此次足球的動能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像，如下所示： 11