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第 6 课 动能 势能 机械能
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课程标准 课标解读
1．了解什么是动能及其影响因素。 1、通过实例认识到运动的物体具有动能，通过探究知
道动能的大小与物体的质量和运动速度有关。
2．了解什么是势能，知道弹性势能和重
力势能的概念以及影响他们的因素。 2、知晓势能的概念，通过探究，知道弹性势和重力势
能的概念和决定因素。
3. 了解什么是机械能，动能和势能的应
用。 3、了解机械能的概念及动能和势能的应用。
知识精讲
知识点01 动能
动能
(1) 概念：物体由于运动而具有的能量，叫做动能。动能越大，对其他物体做的功就越多。
(2) 影响因素：动能与速度和质量有关，速度越大，质量越大，动能越大。
(3) 实验探究：控制变量法
【即学即练1】下列物体具有动能的是（ ）
A．正在下落的雨点 B．被拉长的橡皮筋
C．阳台上的花盆 D．上了堂的子弹
答案 A
解析 任何物体都有质量，所以静止时没有动能，只要物体运动就一定会有动能；
正在下落的雨点是运动的所以具有动能，而被拉长的橡皮筋、阳台上的花盆、上了堂的子弹都是静止的，
所以没有动能。
故选：A。
知识点02 势能
1.弹性势能
(1) 概念：发生弹性的形变的物体能对物体做功，表明它具有能量，这种能量叫弹性势能。(2) 影响因素：只与物体的弹性形变有关系，弹性形变越大，弹性势能越大
2.重力势能
(1) 概念：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。
(2) 影响因素：重力势能与质量,高度有关,质量越大,高度越高,重力势能越大.
(3)重力势能和弹性势能统称为势能。
【即学即练2】关于势能的概念，下列说法中正确的是（ ）
A．弹簧的势能一定比橡皮筋的势能大
B．甲物体比乙物体举得高，甲物体就一定比乙物体势能大
C．钟表上的发条被拧得越紧，势能就越大
D．跳伞运动员匀速下落，势能不变
答案 C
解析 A、发生弹性形变的物体，形变量越大，弹性势能越大，弹簧的弹性势能不一定比橡皮筋的弹性势能
大，故A错误；
B、重力势能与质量和高度两个因素有关，不能单独从高度上判断重力势能的大小，故B错误；
C、钟表上的发条拧得越紧，形变量越大，弹性势能越大，故C正确；
D、跳伞运动员匀速下落，高度减小，质量不变，势能减小，故D错误。
故选：C。
知识点03 机械能
机械能
(1) 概念：动能和势能统称为机械能。
(2) 注：一个物体可同时具有动能和势能，动能和势能可相互转化。
【即学即练3】踢键子起源于汉代，高承（事物纪原）记：“今时小儿以铅锡为钱，装以鸡羽，呼为健
子，…”。如图，毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，键子的重力势能和机械能分别为E 和
p1
E，下落经过同一位置时，重力势能和机械能分别为E 和E，则（ ）
1 p2 2
A．E ＝E E＝E B．E ＜E E＝E
p2 p1 2 1 p2 p1 2 1
C．E ＝E E＜E D．E ＞E E＞E
p2 p1 2 1 p2 p1 2 1
答案 C解析 毽子某次被踢出后，竖直上升经过某一位置时，由于此时的高度是相同的，质量也相同，故重力势
能是相同的，即EP2＝EP1；
毽子在上升、下落的过程中，由于存在摩擦，机械能转化为内能，机械能减小，即 E2＜E1；
故ABD错误，C正确。
故选：C。
能力拓展
考法01 考察动能大小及其影响因素
【典例1】如图是物体离手后，在空中飞行过程中动能E 随时间t变化的曲线，运动的物体可能是
k
（ ）
A．斜向上投掷出去的铅球
B．一松手由静止下落的乒乓球
C．竖直向上垫起的排球
D．离开脚后在地上滚动的足球
答案 A
解析 A、斜向上投掷出去的铅球在整个飞行过程中，质量不变，一直在运动，动能不为零（处于最高点
时竖直方向速度为0，但水平方向仍然有速度，因此动能不为0）。
从出手到最高点过程中速度减小，此过程动能减小；在下落的过程中，速度不断增大，到达地面最大，此
过程动能增大。整个过程动能先减小再增大。
B、一松手由静止下落的乒乓球的动能始终在增大，故B错误；
C、竖直向上垫起的排球，排球到达最高点时的动能为零，故C错误；
D、离开脚后在地上滚动的足球，足球滚动的越来越慢，动能越来越小，故D错误；
故选：A。
考法02 考察势能大小及其影响因素【典例2】两个相同的篮球，表面潮湿，从不同高度自由落至同一地面，留下的印迹如图所示。关于初始
时篮球的重力势能，下列说法正确的是（ ）
A．两个一样大 B．落在a处的大
C．落在b处的大 D．无法比较大小
答案 B
解析 篮球从静止开始下落，是由重力势能转化为动能；到达地面后，篮球撞击地面，是由动能转化为弹
性势能；根据篮球留下的印迹可知，a处的印迹大，说明篮球落在a处时具有的弹性势能大，所以其开始
下落时具有的重力势能就大。
故选：B。
考法03 考察动能和势能大小变化
【典例3】如图所示，在光滑的（不计摩擦）水平台面上，一轻质弹簧左端固定。右端连接一金属小球，O
点是弹簧保持原长时小球的位置。先压缩弹簧使小球位于A位置，然后释放小球，小球会在AB间做往复
运动（已知AO＝OB），小球从A位置运动到B位置的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．小球在A点时弹簧的弹性势能最小
B．小球在O点时动能最大
C．弹簧从A到O过程是动能转化为弹性势能
D．弹簧从O到B过程弹性势能减小
答案 B
解析 由题知，O点是弹簧保持原长时小球的位置，则AO段弹簧处于压缩状态，OB段弹簧处于拉伸状态；
A、小球在A点时，弹簧的形变最大，具有的弹性势能最大，故A错误；
BC、从A运动到O的过程中，弹簧逐渐恢复原状，形变程度变小，弹性势能变小，小球所受弹力方向向
右、速度不断增大，动能变大，此过程中弹性势能转化为动能；到达O点时，弹簧恢复原长，弹性势能为
零，小球所受弹力为零，此时速度最大，动能最大，故B正确，C错误；
D。小球从O运动到B的过程中，弹簧被拉长，弹性形变程度变大，则弹簧的弹性势能变大，故D错误。故选：B。
考法04 考察动能和势能的转化及守恒
【典例4】弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。其结构如图甲所示。图乙是小金玩弹跳杆时由最低位置上
升到最高位置的过程，其中b是弹簧处在原长的状态，针对此过程分析正确的是（ ）
A．a→b，小金的机械能不断增加，在b时动能最大
B．b→c，弹簧的弹性势能转化为小金的重力势能
C．在a状态时弹簧的弹性势能最大，人的动能最小
D．在c状态时小金受力平衡，故速度为零
答案 C
解析 A、a→b的过程中，弹簧的形变程度减小，弹簧的弹性势能减小，弹簧的弹性势能不断转化为小金的
机械能，故小金的机械能不断增加；
开始一段时间内，弹簧的形变量较大，向上的弹力大于向下的重力，小金做加速运动；随着弹簧形变量的
减小，弹力减小，当弹力等于重力时，小金的速度达到最大，此时动能最大；弹力继续减小，当向上的弹
力小于向下的重力时，小金做减速运动；
所以，a→b的过程中，小金先加速后减速，在b状态时速度并不是最大，此时弹簧恢复到原长，无弹力，
人只受重力作用，处于减速阶段，故在b时动能不是最大，故A错误。
B、b→c的过程中，即人离开地面上升的过程，小金的速度减小，动能减小，高度增大，重力势能增大，
所以该过程中是动能转化为人的重力势能，故B错误。
C、a是最低位置，此时弹簧的形变程度最大，所以在a状态时弹簧的弹性势能最大；此时人的速度为零，
其动能最小，故C正确。
D、在c状态时，小金只受到重力作用，受力不平衡，故D错误。
故选：C。分层提分
题组A 基础过关练
1. 如图所示是探究动能大小与哪些因素有关的实验装置，小车从粗糙斜面上某一高度由静止开始释放，撞
击静止于水平木板上的木块（不计空气阻力），将木块推出一段距离。下列说法正确的是（ ）
A．小车动能的大小是通过小车推动木块移动的距离来反映的
B．小车释放的高度与小车推动木块移动的距离无关
C．小车在斜面上向下运动的过程中，动能增加势能减小，机械能守恒
D．若木板的表面光滑且足够长，该实验装置仍能探究出小车的动能与哪些因素有关
2. 如图所示，小晨用拴在细线下的小球在竖直平面内来回摆动做实验，A、C是小球能摆到的最高点，B
点是小球的最低点，忽略空气阻力，下列分析不正确的是（ ）
A．如在B点把绳子剪断，小球此后至落地前的运动状态都将时刻在改变，机械能不变
B．如在D点绳子突然断了，小球不可能落到E点，如果落到E点左侧，则小球脱离绳子后动能先减小后
增大
C．小球在整个运动过程中受到2个力的作用，这2个力都对小球做功，其中小球在B点受到平衡力的作
用
D．A、C距地面高度相同，小球在A、C两点速度为零，但小球受到的力不平衡
题组B 能力提升练1. 如图自然状态下的弹簧，现在它上面放铁球，松手后，铁球从A位置开始向下运动，到达B位置速度
最大，到达C位置小球的速度变为零（整个过程中不计能量损耗）。则下列说法正确的是（ ）
A．在C位置弹簧的弹性势能最大
B．从A点到C点铁球的动能一直减小
C．从A点到B点铁球的动能和重力势能之和不变
D．从A点到C点铁球的动能和重力势能之和一直增大
2. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正
确的是（ ）
A．若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
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．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
题组C 培优拔尖练
1. 如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现
将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度 （选填“大
于”、“小于”或“等于”）40cm，在0﹣t 过程中，小球的动能 （选填“增大”、“减小”、
1
“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球重力势能的变化量 （选填“大于”、“小于”或
“等于”）动能变化量，在t、t、t 三个时刻，小球的动能分别为E E E ，其大小关系是
1 2 3 k1 k2 k3
（用“＞”、“＝”、“＜”连接）2. 为了探究物体动能大小与哪些因素有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验。图甲
是让不同质量的小球沿同一光滑斜面从B处由静止自由释放，然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木
块，木块在水平面上运动一段距离后静止时的情景；图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从A、
B处由静止自由释放然后分别撞击到放在是同一水平面上的同一木块，木块在水平面上运动一段距离后静
止时的情景。
（1）实验中所探究的“物体的动能“是指 （填“小球”或“木块”）的动能。
（2）若探究动能大小与质量的关系，每次实验时，都要将小球从斜面的 由静止释放，其目的是 。
（3）小球动能的大小是通过 来反映的。
（4）该实验在操作时很难操控的是 。
（5）若要探究动能大小与速度的关系，应选择图 实验（填：“甲”或“乙”）进行试验。木块在水
平面上滑动时，受到水平面的摩擦力 （填“变大”“变小”或“不变”），克服摩擦力做功的功率
（填“变大”“变小”或“不变”）。
（6）本实验装置的水平面如果绝对光滑，还能得出结论吗？ 原因是 。
