機械能及其轉(zhuǎn)化講義-2023-2024學年物理人教版八年級下冊

第十五講動能和勢能機械能及其轉(zhuǎn)化考點一、能量1.定義：物體能夠?qū)ν庾龉Γ覀兙驼f這個物體具有能量，簡稱能。2.實質(zhì)：物體做功的過程就是能的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的過程。3.單位：焦耳，符號：J。即能的單位與功的單位相同。4.能量大小的衡量：能量的大小可以用能夠做功的多少來衡量，一個物體能夠做的功越多，它具有的能量就越大。5.物體做功的過程就是能的轉(zhuǎn)化過程：物體做的功越多，說明某種能轉(zhuǎn)化為其他形式的能越多。考點二、動能和勢能1.定義:物體由于運動而具有的能，叫動能。2.影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體的速度。速度對物體運動的影響更大。公式表示為：Ek=1/2mv2。（1）質(zhì)量相同的物體，運動速度越大，它所具有的動能越大。（2）運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它所具有的動能越大。1.對機動車行駛速度進行限制的原因：因機動車質(zhì)量一定時，速度越大，動能越大，剎車制動距離越遠，越容易出現(xiàn)交通事故。且在相同道路上不同的車型限速也是不同的，因為車型不同的機動車質(zhì)量不同，當速度相同時，質(zhì)量大的動能大，制動距離大，而質(zhì)量小的動能小，制動距離小。所以不同車型限速不同。2.探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)。（1）實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法。（2）結(jié)論：質(zhì)量相同的物體，速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能越大。5.重力勢能（1）定義：在地球表面的附近，物體由于高度所決定的能，叫做重力勢能。（2）影響因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量一定，高度越大，重力勢能越大；高度一定時，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大。EP=mgh。6.彈性勢能（1)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。（2)影響因素：彈性勢能的大小與物體的材料、彈性形變的大小有關(guān)，同一物體的彈性形變越大，具有的彈性勢能就越大。7.勢能：重力勢能和彈性勢能是常見的兩種勢能?？键c三、機械能及其轉(zhuǎn)化1.機械能：動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。機械能＝動能＋勢能2.動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化：物體在運動或發(fā)生彈性形變的過程中，動能與重力勢能、彈性勢能之間，都可以相互轉(zhuǎn)化。3.機械能守恒：在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，機械能并不是總保持不變的。如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化時，機械能的總和保持不變，即機械能守恒。機械能守恒是一種理想化情況。4.機械能不守恒的情況（1)受阻力（摩擦力）的作用。（2)有重力（彈力）以外的力對物體做功。5.人造地球衛(wèi)星的機械能轉(zhuǎn)化從近地點到遠地點：動能減小，勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為勢能從遠地點到近地點：勢能減小，動能增大，勢能轉(zhuǎn)化為動能關(guān)于能的概念，下列說法中正確的是（）A.高山上靜止的石頭不具有能B.物體已做的功越多，說明物體具有的能量越多C.只要物體能夠做功，說明物體具有能D.只有正在做功的物體才具有能下列關(guān)于能量的敘述中，正確的是（）A.一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能B.掛在樹枝上的蘋果，沒有做功，所以沒有能量C.一根彈簧具有彈性勢能D.運動的物體具有能，靜止的物體沒有能關(guān)于功和能的關(guān)系,下列說法中正確的是（）A.具有能的物體一定做功多B.物體具有的能越大,它做的功越多C.物體做的功越多,它具有的能越大D.物體能夠做的功越多,它具有的能越大下列說法中正確的是（）A.在空中飛行的炮彈只有動能B.停在空中的氣球只有重力勢能C.一個壓在彈簧上的鐵塊具有彈性勢能D.從攔河壩上游流向下游的水只有動能人拉弓射箭時，下列說法中正確的是（）A.放在張緊了的弓上的箭，具有彈性勢能B.弓被拉得越彎，人的彈性勢能越大C.弓被拉得越彎，弓的彈性勢能越大D.弓的彈性勢能還和它的質(zhì)量有關(guān)A、B、C三個小球，A、B兩球的質(zhì)量相等，C球比B球的質(zhì)量大，B、C兩球的速度相等，A球比C球的速度大.則它們動能大小的關(guān)系是（）A.A球大于B球B.B球大于C球C.A球大于C球D.C球大于A球兩車質(zhì)量相同、同時水平做勻速直線運動，它們運動s-t圖象如圖所示.分析可知（）A.甲車動能大 B.乙車動能大C.甲車重力勢能大 D.乙車重力勢能大在電影《斯巴達三百勇士》中，波斯軍隊用投石車投出巨石來攻擊斯巴達克城的城墻，在巨石被投出到擊中城墻的過程中，下列說法正確的是（）A.巨石在最高點時動能最大B.巨石在最高點時重力勢能最小C.巨石的動能先增大后減小D.巨石的重力勢能先增大后減小如圖所示是滑雪運動員從最高處的A點由靜止開始下滑到最低處B點的過程，下列說法中正確的是（）A.滑雪運動員在A點時只有重力勢能，沒有動能B.滑雪運動員在A點時只有動能，沒有重力勢能C.滑雪運動員從A點到B點的過程中，機械能不斷增加D.滑雪運動員從A點到B點的過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能小星乘超市的自動扶梯勻速上升的過程中，小星的（）A.動能轉(zhuǎn)化為勢能，機械能不變 B.動能轉(zhuǎn)化為勢能，機械能增大C.動能不變，勢能增大，機械能增大D.動能不變，勢能不變，機械能不變?nèi)鐖D所示，空中加油機正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機加油，加油后戰(zhàn)斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則戰(zhàn)斗機的（）A.動能不變，勢能不變，機械能不變B.動能不變，勢能減少，機械能減少C.動能增加，勢能不變，機械能增加D.動能增加，勢能增加，機械能增加如圖，人造地球衛(wèi)星在大氣層外沿橢圓軌道環(huán)繞地球運行，有近地點和遠地點，下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星在遠地點時速度為零，動能為零B.衛(wèi)星從近地點向遠地點運動，動能增大，勢能減小C.衛(wèi)星在大氣層外運行，不受空氣阻力，因此機械能守恒D.衛(wèi)星從遠地點向近地點運動，動能增大，勢能減小，機械能減小如圖所示,小球由靜止開始沿著光滑的路面從a點向d點自由運動,其中b和d兩點在同一水平高度,則下列說法中錯誤的是（）A.小球從a到c加速下滑,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能B.小球從c到d減速上坡,動能轉(zhuǎn)化為重力勢能C.小球在b和d時重力勢能和動能都相等D.小球從a到d的過程中機械能減小如圖所示是一種游戲，叫蹦極。游戲者將一根有彈性的繩子一端系在身上，另一端固定在高處，從高處跳下。圖中a點是彈性繩自然下垂時的位置，c點是游戲者所到達的最低點，對于游戲者由跳臺至最低點的過程中，下列說法正確的是（）A.游戲者的動能一直在增加B.游戲者減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能C.游戲者通過a點之后，繩子具有彈性勢能D.游戲者到c點時，他的勢能為零一架飛機在高空中水平勻速飛行，向災區(qū)投放救災物資。該飛機在此過程中（）A.動能不變 B.動能減小 C.重力勢能不變 D.重力勢能增大如圖是皮球落地后彈跳過程中，每隔相等時間曝光一次所拍攝的照片.A、B是同一高度的兩點，則A點的重力勢能B點的重力勢能（選填“大于”“小于”或“等于”）；此過程中皮球的機械能（選填“增大”“減小”或“不變”）.“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置如圖所示，小明同學讓同一鋼球A分別從斜面不同的高度由靜止開始滾下，回答下列問題：(1)小明同學在研究動能大小跟_______的關(guān)系，實驗中他控制了鋼球的_______不變。(2)鋼球沿斜面滾下過程中，重力勢能_______，動能_______（均填“增大”、“減小”或“不變”）(3)實驗中小明通過觀察，來判斷_______（填“鋼球”或“木塊”）具有動能的大??；(4)若水平面絕對光滑，本實驗將_______（填“能”或“不能”）達到探究目的。強化練習一個小孩從高度相同、長度不同的兩個滑梯A、B上分別滑下到底端，如圖所示，下列說法中（）①忽略運動阻力，他的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能②不忽略運動阻力，他在滑下過程中，機械能守恒③忽略運動阻力，從B滑梯上滑到底端速度較大④不忽略運動阻力，從A滑梯上滑到底端速度較大A.只有①③正確B.只有②③正確C.只有①④正確D.只有②④正確在大型游樂場里,小明乘坐如圖所示勻速轉(zhuǎn)動的“摩天輪”,正向最高點運動?對此過程,下列說法正確的是（）A.小明的重力勢能保持不變B.小明的動能保持不變C.小明的機械能保持不變D.小明的動能先增大后減少運動員在蹦床比賽過程中(不計空氣阻力)，下列說法中正確的是（）A.運動員在空中下落過程中(未接觸蹦床前)，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能B.運動員落到蹦床上繼續(xù)向下運動的過程中，動能一直在增加C.運動員離開蹦床后上升過程中，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機械能不變D.運動員上升到最高點時，速度為零，機械能為零一個人從一樓到五樓，第一次沿梯子走上去，第二次是乘電梯上去，到五樓時此人（）A.第一次重力勢能大 B.第二次重力勢能大C.兩次重力勢能一樣大 D.無法比較下列物體中：①擰緊的鐘表發(fā)條；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的彈簧；④充滿氣的氣球；具有彈性勢能的是（）A.①②③④ B.①③④ C.只有① D.只有①③2021年4月12日萬州中學45屆田徑運動會如期召開，如圖是運動員跳高的場景，下列說法正確的是（）A.運動員在空中受到重力和空氣阻力，這是一對平衡力B.運動員在離開地面之后能夠繼續(xù)飛行是因為受到慣性的作用C.運動員的鞋子底面有較深的花紋是通過增大壓力來增大摩擦力的D.運動員隊員上升的過程中，重力勢能增加如圖所示，在“探究動能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗，下列說法錯誤的是（）A.小球從越高的位置釋放，到達水平面的速度越大B.小球沿斜面運動的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C.木塊被推動的越遠，說明小球動能越大D.小球質(zhì)量越大，到達水平面時的動能越大《刑法修正案（十一）》自2021年3月1日正式施行，高空拋物罪施行首日，江蘇溧陽市人民法院審理一起高空拋物案件，被告人徐某某犯高空拋物罪被判處有期徒刑6個月，并處罰金2000元，這是全國首例高空拋物罪案。被拋下的物體在下落過程中逐漸增大的物理量是（）A.重力勢能 B.動能 C.重力 D.密度商場的自動扶梯將小明從二樓勻速送到四樓過程中，小明的（）A.勢能增加，機械能不變B.動能減少，勢能增加C.動能不變，機械能增加D.動能增加，勢能不變踢足球是我國青少年喜愛的一項體育運動，下列有關(guān)足球運動中的說法正確的是（）A.足球在下落過程中重力勢能不變B.踢足球時，足球?qū)δ_的作用力和腳對足球的作用力是一對平衡力C.踢出去的足球在空中能夠繼續(xù)飛行，是因為受到慣性力的作用D.運動員用頭頂飛來的足球，足球飛行路線發(fā)生了變化，說明力能改變物體的運動狀態(tài)如圖所示，摩天輪勻速轉(zhuǎn)動時，帶動“觀光屋”勻速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A.觀光屋上升時重力勢能增加、動能減小B.觀光屋上升到最高點，如果所有外力突然消失，觀光屋繼續(xù)做圓周運動C.由于是勻速圓周運動，觀光屋內(nèi)的人運動狀態(tài)不變D.摩天輪靜止時，纜繩對觀光屋的拉力和觀光屋的總重力為一對平衡力騎自行車下橋時，人不用力蹬車，但速度卻越來越大，這是因為（）A.重力不斷增大 B.重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動能C.慣性不斷增大 D.動能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能（不定項）如圖所示，在光滑水平面上有一左端固定的輕質(zhì)彈簧，它的右端連接一金屬小球。A點是壓縮彈簧后小球靜止的位置，O點是彈簧原長時小球的位置，B點是小球到達最右端的位置。當小球在A、B兩點之間來回運動時，下列說法正確的是（）A.小球從A運動到O的過程中所受彈力方向向右、速度不斷增大B.小球從O運動到B的過程中所受彈力方向向右、速度不斷減小C.小球運動到B點時的速度為零，此時小球?qū)⑻幱谄胶鉅顟B(tài)D.小球在O點時運動速度最大如圖是一名跳傘運動員跳傘時的情景，當他勻速下落時，運動員和傘的重力勢能______，動能______，機械能______（均選填“增大”、“減小”或“不變”）。2020年疫情期間，為了更好地支援抗疫工作，汽車工程師給汽車加裝了霧化系統(tǒng)、防水系統(tǒng)和自動控制電路，控制噴灑啟停等功能，可實現(xiàn)2米范圍內(nèi)的噴灑消毒。當消毒汽車在水平地面上勻速行駛噴灑消毒液時，動能______，重力勢能______，機械能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。如圖所示，當運動員從高處下落時，感覺蹦床是運動的，是以______為參照物；在接觸蹦床之前，運動員的________能轉(zhuǎn)化為動能；從接觸蹦床到離開蹦床的過程中，蹦床彈性勢能的變化情況是_______。如圖所示實驗，讓小球從斜槽A點由靜止?jié)L下，到達水平面點后繼續(xù)運動一段距離靜止在點。（1）請畫出小球在斜槽運動過程中的受力示意圖______；（2）小球由A點運動到點的過程中，速度會越來越快。試從能量轉(zhuǎn)化的角度分析其原因______；（3）使小球由點運動一段距離后靜止在點的原因是什么？______。若要使小球繼續(xù)向前運動更遠的距離，可以采用的方法是______；（4）根據(jù)上述實驗分析可得：物體的運動和力之間的關(guān)系是______。如圖所示是“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置示意圖，讓小球A從斜面上某點滾下，撞擊在水平面上的木塊B，木塊B移動一段距離。（1）該實驗中所探究物體的動能是指（選填“小球A”或“木塊B”）的動能。（2）實驗表明，讓小球A分別從斜槽不同高度由靜止?jié)L下，高度越大，速度越，木塊B被撞得越遠。可得結(jié)論：質(zhì)量相同時，小球的速度越，動能越大。（3）若要研究物體動能與質(zhì)量的關(guān)系，應讓不同質(zhì)量的小球A從斜面高度由靜止?jié)L下