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第十一章 机械功与机械能
11.4 认识动能和势能
知识点1 能
能量及其单位：物体能够对别的物体 ，我们就说这个物体具有能量或能，物体能够做的功 ，它具有的能量就 。
能的单位就是功的单位，在国际单位制中，功的单位是 ，能的单位也是 。
及时练 1
1. 关于能量的概念，下列说法中正确的是
A. 物体在不做功时就不具有能量 B. 物体具有能，肯定在做功
C. 物体能对其他物体做功就具有能量
D. 物体能对其他物体做功不一定具有能量
2. 下列关于能的叙述中，正确的是( )
A．一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
B．挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能
C．一个物体已做过的功越多，说明这个物体具有的能越多
D．运动的物体具有能，静止的物体没有能
知识点2 动能和势能
1. 动能：物体由于 具有的能叫做动能。
2. 影响动能大小的因素：影响动能大小的因素是物体 和 .质量相同的物体，运动速度 ，它所具有的动能就 ；运动速度相同的物体，质量 ，它所具有的动能就 。
注意：物体能够做功，我们就说物体具有能量，物体能够做功并不等同于物体正在做功。也就是说具有能量的物体，可能在做功，也可能没有做功。动能的大小由物体运动的速度和物体的质量决定，故在讨论动能的大小时，注意两个因素的同时性，不能够只考虑其中一个因素。
3. 重力势能：物理学中把 的物体具有的能叫做重力势能。
4. 影响重力势能大小的因素：影响重力势能大小的因素是物体的 和物体 。物体被举得 ，质量 ，它具有的重力势能就 。
5. 弹性势能：物体发生 而具有的能叫做弹性势能。
6. 影响弹性势能大小的因素：弹性物体的弹性 ，形变 ，它具有的弹性势能就 。
7. 势能： 势能和 势能统称为势能。
温馨提示：(1)影响重力势能的因素中的“高低”指的是物体所在的位置与参照物之间的垂直距离，因此它与参照物的选取有关。一般情况下选地面为参照物。(2)物体是否具有弹性势能，不能看物体是否具有弹性，而是看物体是否发生弹性形变.“弹性”与“弹性形变”是两个不同的概念。“弹性”是指物体受力后会发生形变，不受力时又恢复到原来的形状，物体的这种特性叫做弹性，有弹性的物体可以处于原状，也可以发生弹性形变，也可以不发生弹性形变，因此不一定具有弹性势能。
及时练 2
1. 下列物体，即具有动能又具有势能的是（ ）
A．静止在树上的小鸟 B．静止在高架桥上的列车
C．正在下降的飞机 D．在地面上跑动的运动员
2. 如图所示的光滑轨道，弹簧固定在水平轨道末端，将小球从倾斜轨道上由静止滚下，撞击弹簧并将弹簧压缩到最短，小球在这个过程中（ ）
A．动能增大
B．动能先增大后不变
C．重力势能先减小后不变
D．重力势能保持不变
3. 熟透的苹果从树上落下的过程中，下列说法正确的是( )
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能增大，重力势能减小 D．动能减小，重力势能增大
知识点3 机械能及其转化
1. 机械能：物体的 和 统称为机械能。
2. 物体具有的动能和势能是可以相互转化的
(1)动能与重力势能的相互转化：例如单摆的摆球从最低点运动到最高点的过程中，速度减小，高度增大，动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能；当摆球从最高点运动到最低点的过程中，速度增大，高度减小，重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能。
(2)动能与弹性势能的相互转化：在玩蹦蹦床的过程中，人从刚接触到蹦床到蹦床形变达到最大的过程中，人的速度减小，动能减少，蹦床的形变量增大，蹦床的弹性势能增加，人的动能转化为蹦床的弹性势能；当人从最低点上升的过程中，蹦床的弹性势能减少，人的动能增加，蹦床的弹性势能转化为人的动能。
3. 机械能守恒：物体的动能与势能是可以互相转化的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。如果在只有动能和势能的相互转化中，机械能的总量保持不变，此时称为机械能守恒。
温馨提示：机械能守恒是有条件的，若考虑摩擦阻力等，机械能的总量就会变小，这是因为机械能转化成了其他形式的能。如果一个物体的动能和势能在同时增大，或者同时减小，或者动能和势能之中一个变化，而另一个不变，则机械能一定发生变化，这也说明机械能不守恒。
4. 判断机械能是否守恒的方法：
第一种方法：看在物体运动的过程中是否受到阻力的作用，如果运动的物体受到摩擦力或空气阻力，机械能不守恒。
第二种方法：有重力或弹力以外的力对物体做功，机械能不守恒。
及时练 3
1. 如图所示，木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中，木块的（ ）。
A．重力势能减小，动能增大；B．重力势能减小，机械能减小；
C．动能不变，机械能不变； D．重力势能不变，机械能减小
2. 下列情景中，重力势能转化为动能的过程是( )
A. 箭离开弓过程 B. 撑竿跳运动员撑起过程
C. 杠铃被举起过程 D. 跳水运动员下落过程
3.下列情景中，重力势能转化为动能的过程是( )
A. 箭离开弓过程 B. 撑竿跳运动员撑起过程
C. 杠铃被举起过程 D. 跳水运动员下落过程
课堂练习——基础过关
1. 下列关于能量的说法中正确的是( )
A. 做功的物体具有能量，不做功的物体没有能量
B. 做功多的物体能量就多，做功少的物体能量就少
C. 能够做功的物体具有能量，但不一定做功
D. 能量多的物体所做的功一定就多
2. 如图所示，小球从A点摆动到B点的过程中，它的动能( )
A. 先减小后增大
B. 先增大后减小
C. 一直增大
D. 一直减小
3. 滑跃式起飞是一种航母舰载机的起飞方式。飞机跑道的前一部分是水平的，跑道尾段向上翘起。如图所示，飞行员驾驶舰载机从图示位置由静止开始一直加速直至离舰的过程中，下列说法正确的是
飞行员的动能先增加后减少
B. 飞行员的机械能一直减少
C. 飞行员的机械能一直增加
D. 飞行员的机械能先不变后增
4. 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
5.
某大厦安装的观光电梯，电梯匀速上升过程中，小明的重力势能________，动能_______；洒水车在地面匀速洒水过程中，动能________。(均填“变大”“不变”或“变小”)
课堂练习——能力提升
6. 一人造地球卫星沿椭圆轨道运行，我们把卫星运行过程中离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点如图所示。已知卫星在运行过程中机械能保持不变，那么
卫星在远地点的势能最大、动能为零
B. 卫星在近地点的动能最大、势能为零
C. 卫星从近地点向远地点运动过程中，势能增大、动能减小
D. 卫星以近地点向远地点运动过程中，动能增大、势能减小
7. 如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，一段时间后滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是( )
A. 滚摆下降时，动能转化为重力势能
B. 滚摆上升时，重力势能转化为动能
C. 滚摆在最高点的动能最大
D. 滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
8. 在蹦床比赛中，运动员从高处落到蹦床上又被弹起，该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是( )
A．运动员上升到最高点时重力势能为零
B．运动员下降过程中机械能增大
C．运动员从高处下落到蹦床前，重力势能转化为动能
D．运动员弹离蹦床后，上升的过程中，弹性势能转化为动能
9.小山操控无人机竖直上升，无人机的速度一时间图像如图乙，上面安装的摄录器材C质量为1.5kg。无人机在匀速上升阶段：对C做的功为 J，C的机械能 （选填“增大”、“不变”或“减小”）。
10. “探究物体的动能大小跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，艾力同学让同一个钢球A分别从不同的高度由静止开始滚下，观察木块B被撞击后移动的距离s。回答下列问题：
（1）艾力同学在研究动能大小跟________的关系，实验中他控制了钢球的________不变。
（2）钢球沿斜面滚下过程中，重力势能________，动能________。（均填“增大”“减小”或“不变”）
（3）观察木块被撞击后移动距离的长短，是为了判断_____________________；若水平面绝对光滑，本实验将________（填“能”或“不能”）达到探究目的。
10. 小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远。小明猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
（1）为验证其猜想是否正确，他设计了如图实验（弹簧被压缩后未超过其弹性限度）：如图所示，将同一个弹簧压缩 （选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块 ，从而比较弹簧弹性势能的大小。
（2）若水平面绝对光滑，本实验将 （选填“能”或“不能”）达到探究目的，理由是 。
（3）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消失了。你认为小明的观点是 （选填“正确”或“错误”）的，理由是
。