第10講 能量及其存在形式（原卷版）

第10講能量及其存在形式[知識(shí)目錄]模塊一：能量的存在形式 1模塊二：動(dòng)能 3模塊三：勢(shì)能 4模塊四：動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化 6【鞏固訓(xùn)練】 8[知識(shí)掌握]模塊一：能量的存在形式1.能量簡(jiǎn)稱，是度量物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種物理量，是客觀存在的，自然界中的一切活動(dòng)和變化都是能量存在的表現(xiàn)形式。2.由于物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有多種多樣的形式，因此能量也以多種不同的形式存在。例如天體的運(yùn)動(dòng)，河水的流淌，人的行走等屬于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體都具有；人和動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)要消耗能量，而消耗的能量可以從食物中得到補(bǔ)充，可見食物中存在能量，儲(chǔ)存在食物中的能量屬于；家用電器需要通電才能工作，表明了電具有能量，這種能量稱為……（2022秋?樂(lè)清市期中）如圖所示是一種利用健身球設(shè)計(jì)的充電器，在轉(zhuǎn)動(dòng)球的時(shí)候就可以給電池充電，這時(shí)健身球里面的裝置相當(dāng)于一個(gè)微型發(fā)電機(jī)。轉(zhuǎn)動(dòng)球的過(guò)程中沒有涉及到的能量形式是（）A．電能 B．光能 C．化學(xué)能 D．機(jī)械能（2022秋?椒江區(qū)校級(jí)期中）關(guān)于能量，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．動(dòng)能是跟物體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的物理量 B．聲能傳遞能量，光不能傳播能量 C．能量有多種形式 D．利用能量的過(guò)程就是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程（2022秋?臺(tái)州期中）下列關(guān)于能量的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．人在沉睡時(shí)不消耗能量 B．人的能量主要來(lái)自食物 C．燃料提供了汽車運(yùn)動(dòng)所需的能量 D．聲音也具有能量（2022秋?慈溪市校級(jí)期中）填寫下列物體或現(xiàn)象中所具有的能量。（1）流動(dòng)的河水具有。（2）站在跳臺(tái)上的跳水運(yùn)動(dòng)員具有。（3）被拉長(zhǎng)的橡皮筋具有。（2022秋?嘉興期末）1千米3海水中的氘元素通過(guò)核聚變的方式釋放的能量，相當(dāng)于地球上所有石油燃燒產(chǎn)生的能量。氘元素中的這種能量形式屬于（）A．內(nèi)能 B．化學(xué)能 C．電能 D．核能模塊二：動(dòng)能1.物體由于而具有的能叫動(dòng)能，它是由物體的和共同決定的。2.探究動(dòng)能大小的影響因素實(shí)驗(yàn)中，用到的科學(xué)方法是。3.在質(zhì)量一定時(shí)，物體的速度越大，物體的動(dòng)能就。4.相同時(shí)，物體的質(zhì)量越大，物體的動(dòng)能就越大。（2022秋?上城區(qū)校級(jí)期中）“跳遠(yuǎn)”是一項(xiàng)常見的體育運(yùn)動(dòng)。跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員在比賽中都是先助跑一段距離后才起跳，這樣做是為了（）A．增大了跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的慣性 B．減小了跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的慣性 C．增大了跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能 D．減小了跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能（2023?天臺(tái)縣一模）汽車超速、超載容易發(fā)生重大的交通事故。某同學(xué)查閱資料后獲得以下資料信息，如圖所示。請(qǐng)解釋汽車超速、超載容易發(fā)生重大交通事故的原因。（2021秋?鄞州區(qū)期中）運(yùn)動(dòng)的物體具有的能量是（）A．形變的能 B．動(dòng)能 C．熱能 D．聲能模塊三：勢(shì)能1.物體由于而具有的能叫重力勢(shì)能，它是由物體的和共同決定的。大量實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量相同的物體，所處的高度越高，它的重力勢(shì)能就越大；所處高度相同時(shí)，質(zhì)量越大的物體，它的重力勢(shì)能越大。2.物體由于而具有的能叫彈性勢(shì)能，它是由物體的決定的。對(duì)同一個(gè)物體，物體的彈性形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能就越大。（2020秋?鹿城區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為木質(zhì)彈簧門，用力將其推開后總能自動(dòng)關(guān)閉。這是由于門被推開時(shí)彈簧積蓄了（）A．動(dòng)能 B．重力勢(shì)能 C．彈性勢(shì)能 D．熱能（2022秋?西湖區(qū)校級(jí)期中）質(zhì)量較大的鴿子與質(zhì)量較小的燕子在空中飛行，如果它們的重力勢(shì)能相等，那么（）A．燕子比鴿子飛得快 B．燕子比鴿子飛得高 C．鴿子比燕子飛得快 D．鴿子比燕子飛得高（2022秋?鹿城區(qū)校級(jí)期中）將蹦蹦跳玩具青蛙（如圖）發(fā)條旋緊后釋放，青蛙就能在水平桌面上運(yùn)動(dòng)起來(lái)了，旋緊的發(fā)條儲(chǔ)存了（）A．彈性勢(shì)能 B．重力勢(shì)能 C．動(dòng)能 D．化學(xué)能模塊四：動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化為，勢(shì)能可以轉(zhuǎn)化為。在這個(gè)過(guò)程中，如果沒有摩擦力，則總量保持不變。2.機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。（2023春?義烏市期中）強(qiáng)大的國(guó)防力量，捍衛(wèi)著我國(guó)主權(quán)和領(lǐng)土，也保障著我國(guó)人民安居樂(lè)業(yè)。如圖所示是我國(guó)高超音速導(dǎo)彈“東風(fēng)17”從起飛到擊中目標(biāo)的軌跡示意圖，如果把大氣層邊緣看作水面，導(dǎo)彈飛行時(shí)就像在水面上“打水漂”，因此它突防能力強(qiáng)，難以攔截。下列說(shuō)法正確的是（）A．導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)，不受重力作用 B．導(dǎo)彈飛出大氣層后，仍受到慣性作用 C．導(dǎo)彈從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，重力勢(shì)能不變 D．從起飛點(diǎn)到攻擊點(diǎn)的過(guò)程中，導(dǎo)彈的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變（2023?定海區(qū)校級(jí)模擬）輕質(zhì)彈簧的一端連接在放置于粗糙水平面的物塊上，另一端固定在豎直的墻上（保持彈簧與水平面平行），當(dāng)彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)，物塊位于O處。小樂(lè)將物塊移至N處后由靜止開始釋放，發(fā)現(xiàn)物塊向左移動(dòng)，最終停在M處。下列說(shuō)法正確的是（）A．從N到M的過(guò)程中，物塊的機(jī)械能保持不變 B．從N到M的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大 C．物塊經(jīng)過(guò)O處時(shí)，受到的摩擦力方向發(fā)生改變 D．物塊停在M處時(shí)，受到水平向右的摩擦力（2023?上虞區(qū)一模）第二十四屆“冬奧會(huì)”在北京和張家口成功舉辦。以下四圖是運(yùn)動(dòng)員在本屆“冬奧會(huì)”上參加不同比賽項(xiàng)目時(shí)的情景，關(guān)于他們比賽時(shí)所涉及的科學(xué)知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．甲圖：擦刷冰面是為了增大摩擦 B．乙圖：花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員的重力和對(duì)冰面的壓力是一對(duì)平衡力 C．丙圖：跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員在下落過(guò)程中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變 D．丁圖：速度滑冰運(yùn)動(dòng)員在水平冰道上加速?zèng)_刺的過(guò)程中，其機(jī)械能增加（2023?湖州模擬）如圖是物體在空中飛行過(guò)程中動(dòng)能Ek隨時(shí)間t變化的曲線，運(yùn)動(dòng)的物體可能是（）A．由靜止下落的乒乓球 B．豎直向上墊起的排球 C．離開腳后在地上滾動(dòng)的足球 D．從肩上斜向上投擲出去的鉛球【鞏固訓(xùn)練】一．選擇題（共10小題）1．（2023春?杭州月考）如圖所示，一物體在沿斜面向上的拉力的作用下，沿斜面勻速上升，木塊在上升過(guò)程中（）A．機(jī)械能不變 B．重力勢(shì)能不斷增大 C．動(dòng)能不斷增大 D．動(dòng)能在轉(zhuǎn)化成重力勢(shì)能2．（2023?蕭山區(qū)模擬）如圖，甲、乙、丙是完全相同的小球，處于同一水平面上。甲以速度v豎直上拋，乙以與水平面成θ角、大小也是v的速度斜向右上拋出，丙球沿傾角為θ的足夠長(zhǎng)斜面以速度v上滑。上述運(yùn)動(dòng)過(guò)程中均不計(jì)空氣阻力和一切摩擦，比較達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)小球具有的動(dòng)能和重力勢(shì)能，正確的是（）A．動(dòng)能：E甲＝E丙＜E乙 B．動(dòng)能：E甲＝E乙＝E丙 C．重力勢(shì)能：E甲＝E丙＜E乙 D．重力勢(shì)能：E甲＝E乙＝E丙3．（2023?龍港市模擬）如圖所示，光滑水平桌面上的彈性小球被彈出后，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)后落到地面，又被多次彈，圖中虛線為小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。下列有關(guān)小球的運(yùn)動(dòng)，描述正確的是（）A．小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能不斷減少 B．小球反彈經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零 C．若將彈性小球表面涂黑，則會(huì)在C、F兩點(diǎn)留下等大的黑色圓斑 D．小球經(jīng)過(guò)E點(diǎn)的機(jī)械能大于經(jīng)過(guò)G點(diǎn)的機(jī)械能4．（2023?蕭山區(qū)校級(jí)二模）過(guò)山車是杭州樂(lè)園里一項(xiàng)刺激有趣的項(xiàng)目。過(guò)山車會(huì)由機(jī)械將車體送至左側(cè)高臺(tái)上，推出高臺(tái)后便不再提供動(dòng)力，下列過(guò)山車模型中，一定無(wú)法到達(dá)右邊平臺(tái)的是（）A． B． C． D．5．（2023?龍灣區(qū)模擬）撐桿跳高時(shí)，運(yùn)動(dòng)員先加速助跑，起跳后，他的身體不斷上升，撐桿劇烈彎曲，促使運(yùn)動(dòng)員繼續(xù)上升，最后，撐桿離手，運(yùn)動(dòng)員越過(guò)橫桿下落。若整個(gè)過(guò)程中不考慮空氣阻力、人和撐桿之間的摩擦產(chǎn)生的能量損耗，從開始助跑到落地前，下列有關(guān)能量隨時(shí)間變化正確的是（）A． B． C． D．6．（2023春?寧波月考）圖為撐桿跳運(yùn)動(dòng)員在比賽中的幾個(gè)畫面，假設(shè)該過(guò)程不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．運(yùn)動(dòng)員過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度為零 B．運(yùn)動(dòng)員在上升階段撐桿的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能 C．運(yùn)動(dòng)員助跑階段，身體中的化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為人的動(dòng)能 D．運(yùn)動(dòng)員起跳時(shí)的動(dòng)能等于落地時(shí)的動(dòng)能7．（2023春?余杭區(qū)月考）如圖所示為某市輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺(tái)連接的軌道有一個(gè)小坡度，這樣能有效地提高能量的利用率，對(duì)此，下面有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．列車進(jìn)站過(guò)程動(dòng)能減小，勢(shì)能減小 B．列車進(jìn)站過(guò)程動(dòng)能增大，勢(shì)能增大 C．列車出站過(guò)程動(dòng)能減小，勢(shì)能增大 D．列車出站過(guò)程動(dòng)能增大，勢(shì)能減小8．（2022秋?上虞區(qū)期末）如圖，在光滑的水平臺(tái)面上，一輕彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點(diǎn)是彈簧保持原長(zhǎng)時(shí)小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（已知AO＝OB）。小球從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的過(guò)程中，判斷正確的是（）A．小球的動(dòng)能不斷增加 B．彈簧的彈性勢(shì)能不斷減少 C．在任一位置彈簧的彈性勢(shì)能和小球的動(dòng)能之和保持不變 D．小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相等9．（2023?上城區(qū)一模）如圖所示是杭州市體育中考時(shí)小鄭同學(xué)擲出的實(shí)心球運(yùn)動(dòng)的情景，下列說(shuō)法正確的是（）A．實(shí)心球從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，慣性越來(lái)越小 B．實(shí)心球在最高點(diǎn)b時(shí)，只受重力的作用，速度為零 C．實(shí)心球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能 D．實(shí)心球在落地點(diǎn)c時(shí)，機(jī)械能為零10．（2022秋?西湖區(qū)期末）如圖表示跳水運(yùn)動(dòng)員從入水到露出水面的過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．①→③階段運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減小 B．③→⑤階段運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能增大 C．①→⑤階段運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不守恒 D．③處時(shí)運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能為零二．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）11．（2022秋?樂(lè)清市期中）學(xué)習(xí)了能量轉(zhuǎn)化知識(shí)之后，小明為探究質(zhì)量對(duì)能量轉(zhuǎn)化的影響做了如下實(shí)驗(yàn)，將光滑水平面與光滑斜面連接。彈簧一端固定在木板上，小車將彈簧壓縮至A位置后被釋放，小車沿水平面運(yùn)動(dòng)并滑上斜面至B位置（不計(jì)空氣阻力），如圖所示，回答下列問(wèn)題：（1）壓縮彈簧松手后，彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小車的。（2）小車從水平面開始滑至斜面的過(guò)程中，其機(jī)械能總量如何變化？。（3）換用質(zhì)量更大的小車，同樣壓縮彈簧至A位置后被釋放，小車能否滑至斜面B位置，說(shuō)明理由。12．（2022秋?海曙區(qū)校級(jí)期中）如圖所示為蹦極運(yùn)動(dòng)的簡(jiǎn)化示意圖，彈性繩一端系在運(yùn)動(dòng)員雙腳上，另一端固定在跳臺(tái)O點(diǎn)。運(yùn)動(dòng)員由靜止開始自由下落，A點(diǎn)處彈性繩正好處于原長(zhǎng)；B點(diǎn)處運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小相等；C點(diǎn)處是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)。（整個(gè)過(guò)程忽略空氣阻力，彈性繩的自重不計(jì)）（1）從O點(diǎn)到A點(diǎn)的過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”）。（2）從A點(diǎn)到C點(diǎn)的過(guò)程中，彈性繩的彈性勢(shì)能（選填“增大”“減小”“不變”或“先增大后減小”，下同）；運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能。13．（2021秋?諸暨市期中）科學(xué)課上，同學(xué)們觀察了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：用細(xì)線將一金屬小球懸掛起來(lái)，把小球拉到一定的高度（此時(shí)細(xì)線偏離豎直方向的角度為a，小球離開最低位置的距離為s），然后釋放，小球?qū)⒆笥覕[動(dòng)。課后小寧同學(xué)提出這樣的問(wèn)題：小球來(lái)回?cái)[動(dòng)一次的時(shí)間（或擺動(dòng)的快慢）跟哪些因素有關(guān)呢？對(duì)此，同學(xué)們進(jìn)行了探究。小寧提出猜想：小球擺動(dòng)的快慢可能跟細(xì)線的長(zhǎng)度（L）有關(guān)。于是小寧和小軍來(lái)