新学年八年级物理期末大串讲（沪教版）—04 机械能【解析板】

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专题 04 机械能

知识点一：动能

1. 动能：物体运动时具有的能量叫做动能。

2. 运动物体的质量越大，速度越大，其动能就越大。

知识点二：重力势能

1．重力势能：物体由处于某一高度所具有的能量叫做重力势能。

2. 物体质量越大，位置越高，其重力势能就越大。

通常认为在水平地面上的物体的重力势能为 0。

知识点三：弹性势能

1．弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

2. 物体的弹性形变越大，其弹性势能就越大。

发生弹性形变的物体，在外力撤去后，应该恢复到原来的形状。

知识点四：机械能机械能的转化

1．物体的动能和势能统称为机械能。

2. 物体的动能和势能之间可以相互转化，动能可以转化为势能，势能可以转化为动能，比如荡

秋千、单摆、蹦床等。

在不计空气阻力及摩擦力时，机械能的总量是守恒的（即动能与势能的和保持不变）。

【典例 1】在“探究物体动能的大小与哪些因素有关“实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙

三次实验．让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平平面上的纸盒相碰，铁球与纸

盒在水平平面上共同移动一段距离后静止（实验中 S1＞S2＞S3）。

思维导图

知识详解

（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用________两图，实验中应保证_________相同，为了达

到这一目的所采取的具体操作方法是______________。

（2）通过甲、丙两次实验可以得出的初步结论是：______________。

（3）该实验是通过观察____________来比较铁球动能的大小，从而得出结论的。

（4）若水平平面绝对光滑，铁球将做_______________运动。

【答案】（1）甲、乙；铁球在水平平面上开始运动时的速度；让铁球从同一斜面的同一高度处由静

止开始运动；（2）质量相同的物体速度越大的动能越大；（3）铁球和纸盒在水平平面上共同移动的距离

的大小；（4）匀速直线.

【解析】（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应该控制铁球在水平平面上开始运动时的速度相

同（即下落时的高度相等）而质量不等，应选用甲、乙两图；为了达到这一目的所采取的具体操作方法是

让铁球从同一斜面的同一高度处由静止开始运动。

（2）通过甲、丙两次实验，发现两球质量相等，但是下落时的高度不等（即速度不等），动能不等，

可以得出的初步结论是：质量相同的物体，速度越大其动能越大。

（3）该实验是通过观察铁球和纸盒在水平平面上共同移动的距离的大小来比较铁球动能的大小，从

而得出结论的。

（4）若水平平面绝对光滑，铁球将做匀速直线运动。

① 物体动能的大小，可由它对外做功的多少来体现。该实验是通过观察铁球和纸盒在水平平

面上共同移动的距离的大小来比较铁球动能的大小，共同移动的距离越大，说明物体做的功多，进而体现

它的动能越大，这是一种转换的方法。

② 质量不同的小球从同一斜面的相同高度滚下，到达平面时的速度相等，与球的质量无关。

【典例 2】（浦东新区第一教育署 2019 学年调研）在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，

小民采用三个体积相同而质量不同的小球做实验。实验时分别将小球由某个高度自由落下，然后观察在松

软的花泥上砸出的痕迹，从而判断重力势能的大小，实验过程及现象如图 16 所示。（m钢> m 玻 > m 木）

（1）实验通过观察，判断重力势能的大小。

（2）实验序号是在研究重力势能与质量是否有关，可以得出初步结论：。

（3）分析实验(a)、(d)、(e)，可归纳得出初步结论：。

【答案】(1)（花泥）凹陷程度； (2)（a）与（b）与（c）；当小球所处高度相同时，小球质量越大，

小球重力势能越大；(3)当小球质量相同时，小球所处高度越高，小球重力势能越大。

【解析】（1）实验中通过观察（花泥）的凹陷程度，判断重力势能的大小。

（2）实验（a）、（b）、（c）中三个小球的体积、所处高度相同，但质量不同，钢球的质量最大，

木球的质量最小。发现钢球砸出的痕迹最深，说明重力势能的大小与物体的质量有关，且质量越大，重力

势能越大。

（3）比较(a)、（d）、（e）实验，小球的质量相同，但所处高度不同，小球所处高度越高，落下来

砸出的痕迹越深，说明小球具有的重力势能越大。综上分析可得：当小球质量相同时，小球所处高度越高，

小球重力势能越大。

【典例 3】（2019 普陀二模）质量相同的甲、乙两物体同时同地同方向做匀速直线运动，它们的s-t图

像如图 2（a）、（b）所示，则下列说法中正确的是（）

A．甲、乙运动快慢相同 B．运动 5秒两车相距 1.5 米

C．甲、乙的动能可能都变大 D．甲、乙的机械能可能都变大

【答案】D

【解析】A选项：甲、乙两物体同时同地同方向做匀速直线运动，由甲、乙图象知，甲的速度：

v甲=S 甲/t 甲=6 米/6 秒=1m/s，乙的速度：v乙=S乙/t 乙=3 米/4 秒=0.75m/s，所以甲车速度大于乙车的速度，

故A错；

B选项：由 v=s/t 得，s=vt，所以经过5s，甲通过的路程：s甲=v甲t=1m/s×5s=5m，

乙通过的路程：s乙=v乙t=0.75m/s×5s=3.75m。则两车相距 5m-3.75m=2.25m，故B错误；

/ 秒

1 2 4

甲

/ 米

122 4 8

/ 秒

乙

610

/ 米

（ a）图 2 （b）

钢玻木

钢

（a）（ b）（ c）（ d）（ e）

花泥

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