第18講 機械能及其轉化-八年級下冊物理

第18講機械能及其轉化第18講機械能及其轉化知識導航知識導航知識導入你會害怕嗎？用繩子把一個鐵鎖懸掛起來。把鐵鎖拿近自己的鼻子，穩(wěn)定后松手，頭不要動。鐵鎖向前擺去又擺回來。鐵鎖擺回時會碰到你的鼻子嗎？會距離你的鼻子很遠嗎？在這個實驗里，鐵鎖的動能和勢能在不斷轉化。在轉化過程中，機械能的總量有什么變化嗎？知識精講知識精講考點1：機械能及其轉化1．機械能：和統(tǒng)稱為機械能。機械能的單位是，簡稱，用字母表示。【注意】一個物體可以只有動能，也可以只有勢能，還可以既有動能又有勢能，都稱物體具有機械能。2．一定條件下，和可以相互轉化。思考與交流思考1：一個物體從高處下落，物體的重力勢能減小，減小的重力勢能去哪了？【典例分析】【例1】（2021·山西大同·八年級期末）如圖所示，旅游景區(qū)的索道纜車載著游客勻速上山，下列關于纜車的說法正確的是（）A．動能增加，重力勢能增加 B．動能減小，重力勢能增大C．動能不變，重力勢能不變 D．動能不變，重力勢能增加【例2】如圖，粗糙水平面AB與光滑斜面BC平滑連接，彈簧左端固定。小木塊P被壓縮的彈簧彈出并沖上斜面BC的過程中（空氣阻力忽略不計），下列說法正確的是（）A．在彈簧恢復原狀的過程中，彈簧的彈性勢能全部轉化為小木塊P的動能B．小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時機械能守恒 C．小木塊P在斜面上向上運動時，動能減小，重力勢能增加 D．小木塊P運動到最高點時處于平衡狀態(tài)方法技巧方法技巧物體動能和重力勢能間的轉化規(guī)律條件運動情況動能重力勢能轉化方向質量一定加速下降增大減小重力勢能轉化為動能減速上升減小增大動能轉化為重力勢能針對訓練針對訓練1．（2021·山西·八年級期末）2021年2月，受其他地區(qū)的降雨及對流天氣的影響，山西局部地區(qū)出現(xiàn)冰雹。當冰雹勻速下落時（）A．冰雹的機械能減小 B．冰雹的重力勢能增加C．重力對冰雹不做功 D．重力勢能全部轉化為動能2．（2021·山西交城·八年級期末）在探究“動能和重力勢能相互轉化”的實驗中，采用如圖所示的實驗裝置。用細線把一個質量為m的小球懸掛起來，將小球從位置B拉到位置A，由靜止釋放小球。觀察小球從A→B→C的過程中高度和速度的變化，并測出了小球在A、B、C三個位置時動能和重力勢能的值，從而分析這一過程中動能和重力勢能之間的轉化，數(shù)據(jù)如下表所示。運動過程或位置AA→BBB→CC動能Ek/J0增加4.98減少0重力勢能Ep/J5.00減少0增加4.97（1）小球在圖中的C位置，受到______個力的作用；（2）從實驗中可以看出，小球從A→B的過程中速度不斷增加，高度不斷降低，這個過程中是重力勢能逐漸轉化為______，在能量的轉化過程中，機械能在逐漸減少，這主要是由小球受到______造成的；（3）在實驗中，如果換用質量為2m的小球，其他條件不變，那么，小球到達B位置時的機械能______（填“大于”“小于”或“等于”）質量為m的小球到達B位置時的機械能?？键c2：機械能守恒1．機械能守恒是有條件的，只有或做功時，機械能是守恒的。2．在動能和勢能相互轉化中，若受摩擦等阻力，則機械能的總和。3．“在光滑面上”、“不計空氣阻力”等文字，表示沒有摩擦等阻力，此時機械能總和可看作是不變的。【典例分析】【例3】（2021·北京豐臺·八年級期末）某同學去超市購物，他在從一層到二層的過程中，站立在自動人行道上，并隨自動人行道做勻速運動，如圖所示。該同學上樓的過程中，下列說法中正確的是（）A．動能增加 B．重力勢能增加 C．機械能守恒 D．重力勢能轉化為動能方法技巧方法技巧分析機械能是否守恒，運用要點條件分析法，當題目條件中有“不計能量損失”或“不計空氣阻力”等要點提示時，表明此時物體的機械能守恒。針對訓練針對訓練1．（2021·北京昌平·八年級期末）豎直向上拋出一個小球，忽略空氣阻力，小球到最高點后又落回的過程中，小球距拋出位置的高度h和運動時間t的關系圖像如圖所示。下列關于小球的判斷正確的是（）A．t2時小球的動能最大B．t2和t3時小球的機械能相等C．t1時小球的機械能大于t3時小球的機械能D．小球從t1到t2這段時間內(nèi)，重力勢能轉化為動能2．（2021·河南洛寧·八年級期末）如圖所示，在粗糙的軌道內(nèi)，小球從a點靜止釋放，小球沿軌道運動到達c點時速度為0，b為軌道的最低點。下列正確的是（）A．小球從a點運動到b點的過程，重力勢能逐漸減小B．小球從b點運動到c點的過程，動能逐漸增大C．小球從a點運動到c點的過程，機械能守恒D．小球運動到c點后，小球一定沿原路徑返回到達a點3．（2021·山東長清·八年級期末）如圖所示，是小球下落后壓彈簧的示意圖，a點是小球下落的最高點，b點是彈簧自然伸長點，c點是彈力與重力相等的點，d點是彈簧壓縮后的最低點。以下說法正確的是（）A．a(chǎn)點的動能最大 B．b點的重力勢能最大C．c點為動能最大 D．d點為彈性勢能為零4．（2021·山東臺兒莊·八年級期末）一人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運行，我們把衛(wèi)星運行過程中離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點（如圖所示）。已知衛(wèi)星在運行過程中機械能保持不變，那么A．衛(wèi)星在遠地點的勢能最大、動能為零B．衛(wèi)星在近地點的動能最大、勢能為零C．衛(wèi)星從近地點向遠地點運動過程中，勢能增大，動能減小D．衛(wèi)星以近地點向遠地點運動過程中，動能增大，勢能減小考點3：水能和風能的利用1．流動的水具有，高處的水具有，水所具有的機械能統(tǒng)稱為水能。2．風是的空氣，風所具有的機械能叫做風能。思考與交流思考1：你能舉例出生活中風能和水能利用實例？【典例分析】【例4】修攔河大壩是為了提高上游水位，增加水的

能，水流下時才能轉化為更多的

能，從而帶動發(fā)電機發(fā)電．針對訓練針對訓練1.下圖是水電站的示意圖。甲乙(1)我們知道水電站是利用水能的一項重大工程。那么,水電站到底是怎樣“發(fā)電”的?其實它是利用能量的轉化來“發(fā)電”的:把水庫里的水蓄高后,打開水壩導管的閘門,水就會沿著導管瀉下,推動水輪機把“電”發(fā)出來。請你根據(jù)以上的文字說明,試從能量轉化的角度來說明水電站的工作原理。(2)建設水電站選址時,從能量的利用來看,你將選擇圖甲中的A址還是圖乙中的B址?請說說你的看法。提分作業(yè)提分作業(yè)1．跳傘運動員在空中豎直下降到適當位置時打開降落傘，人和傘受到較大的空氣阻力，開始做減速運動，空氣阻力隨速度的減小而減小，豎直下降一段高度后，開始勻速下降直到落地，勻速下降的高度與減速下降的高度相等。以人和傘為研究對象，下列說法正確的是（）A．減速下降中重力做功比勻速下降中多B．減速下降中重力做功的功率比勻速下降中大C．減速下降中減少的動能等于克服空氣阻力做的功D．勻速下降中機械能總量保持不變2．如圖，一個小球在地面上彈跳，下列分析錯誤是（）A．小球從A處到B處重力勢能增大B．小球從B處到C處動能增大C．小球在B處比D處重力勢能大D．小球在A、C、E三處機械能總量相等AACEDB3.如圖所示，網(wǎng)球拍擊中飛過來的網(wǎng)球，網(wǎng)球發(fā)生了明顯的形變。下列說法錯誤的是（）A.球拍擊中網(wǎng)球，球拍和網(wǎng)球都發(fā)生了彈性形變B.球拍能將網(wǎng)球彈開，說明球拍對網(wǎng)球的彈力大于網(wǎng)球對球拍的彈力C.網(wǎng)球離開球拍后能在空中飛行一段距離，是由于網(wǎng)球具有慣性D.網(wǎng)球和球拍接觸的過程中，彈性勢能和動能相互轉化．如圖所示，我國自主研發(fā)的彩虹-4無人機正在進行航空物探試驗飛行，下列說法正確的是（）A．無人機在空中飛行時，始終受到平衡力的作用B．無人機勻速下降時，重力勢能轉化為動能C．地面操作人員通過超聲波向無人機傳遞信息D．試驗飛行中的無人機相對于地面是運動的5．專業(yè)蹦床運動逐漸進入大眾生活，下列對蹦床運動的表述錯誤的是：（）A．下落到蹦床前運動員的重力勢能轉化為動能B．運動員下降到最低點時，蹦床的彈性勢能最大C．運動員想彈得更高，就要在蹦床上發(fā)力，消耗體能D．若運動員不發(fā)力，會一直運動下去，因為能量是守恒的6．2019年3月10日凌晨，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功將“中星6C”衛(wèi)星發(fā)射升空，在衛(wèi)星加速升空的過程中，關于衛(wèi)星的能量分析，下列說法正確的是（）A．動能增加，勢能不變 B．動能不變，勢能增加 C．機械能總量不變 D．機械能總量增加7．如圖所示，過山車是一項驚險刺激的游戲項目，下列關于過山車的機械能說法正確的是（）A．剛開始過山車勻速被拉升時，機械能不變 B．過山車向下俯沖時，重力勢能轉化為動能 C．通過環(huán)形軌道最高點時，重力勢能最大，動能為0 D．過山車在運行過程中機械能守恒8．如圖所示，小球沿軌道由靜止從A點向D點運動的過程中（小球和軌道間存在摩擦），下列說法錯誤的是（）A．小球在A點的重力勢能最大 B．小球在B點的速度最大 C．小球在C點和B點的機械能相等 D．小球不能到達D點9．圖所示的情景中,關于能量的說法正確的是（）A.水力發(fā)電，將電能轉化為機械能B.在空中飛行的C919，只具有重力勢能C.張弓待發(fā),弓靜止,所以沒有能量

D.過山車沖上高處的過程中.重力勢能增加10．小明乘坐如圖所示的觀光纜車欣賞峨眉山秀麗風景。在纜車勻速上升過程中，小明的機械能（填“變大”、“不變”或“變小”）。以小明為參照物，小明所乘坐的纜車是（填“運動”或“靜止”）的。到達山頂后，小明感到呼吸困難，是因為山頂?shù)拇髿鈮海ㄌ睢案摺被颉暗汀保?1．如圖所示，在一個金屬罐的蓋和底各開兩個小洞。將小鐵塊用細繩綁在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋兩端穿過蓋和底的小洞并固定起來，使小鐵塊懸于罐體內(nèi)。做好后將罐子從不太陡的斜面滾下，罐子和小鐵塊的動能會轉化為橡皮筋的，滾動一段時間后罐子停下來，然后再沿斜面向上滾動，此時罐子的重力勢能會（選填“增大”、“減小”或“不變”）。ab12．如圖所示，用細線系住小球懸掛在O點，將小球拉至A點釋放，從A點經(jīng)過B點運動到C點的過程中，小球的重力勢能先變小后，動能先后。（選填“變大”、“變小”或“不變”）13．（2021·山東嶗山·八年級期末）天問一號對火星的探索火星是太陽系中與地球最相似的行星，有大氣，溫度適宜，自轉周期和地球相近，物體在火星表面受到的重力約為在地球表面重力的二分之一，人類對火星的探測具有重大的科學意義。2020年4月24日，國家航天局置布將我國火星探測任務命名天問，并將首個探測器命名天問一號。天問一號將一次性完成繞、落、巡三大任務，這在世界航天史上還沒有先例。繞，探測器經(jīng)過7個月的長途飛行，預計明年2月抵達火星附近，之后沿橢圓軌道繞火星運動，實現(xiàn)火星的遠、近火點環(huán)繞探測。離火星最近的點叫近火點，離火星最遠的點叫遠火點。落，使探測器著陸火星表面將是一個更艱巨的挑戰(zhàn)，需在7分鐘內(nèi)，使探測器的時速降至0我國利用探月的技術積累，通過四個階段來減速。第一階段氣動減速，給探測器來個急剎車；第二階段降落傘減速；第三階段動力減速，利用探測器反推發(fā)動機點火噴出氣體，達到減速目的；第四階段著陸緩沖，將探測器懸停在空中，對火星表面觀察，尋找合適的位置著陸。巡，當探測器到達火星后，放出巡視車，完成對火星表面的拍攝及土壤分析等工作，為下一步探測打好基礎。人類對于未知世界的好奇與探索從沒有停息過，仰望璀璨星空，我們追夢不止！請閱讀文章后回答下列問題：（1）探測器沿橢圓軌道繞火星運動時，不受空氣阻力，只發(fā)生動能和勢能的相互轉化。由近火