機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化講義-2023-2024學(xué)年物理人教版八年級(jí)下冊

第十五講動(dòng)能和勢能機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化考點(diǎn)一、能量1.定義：物體能夠?qū)ν庾龉?，我們就說這個(gè)物體具有能量，簡稱能。2.實(shí)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(hào)：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(gè)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?？键c(diǎn)二、動(dòng)能和勢能1.定義:物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能，叫動(dòng)能。2.影響動(dòng)能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體的速度。速度對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響更大。公式表示為：Ek=1/2mv2。（1）質(zhì)量相同的物體，運(yùn)動(dòng)速度越大，它所具有的動(dòng)能越大。（2）運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它所具有的動(dòng)能越大。1.對(duì)機(jī)動(dòng)車行駛速度進(jìn)行限制的原因：因機(jī)動(dòng)車質(zhì)量一定時(shí)，速度越大，動(dòng)能越大，剎車制動(dòng)距離越遠(yuǎn)，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?yàn)檐囆筒煌臋C(jī)動(dòng)車質(zhì)量不同，當(dāng)速度相同時(shí)，質(zhì)量大的動(dòng)能大，制動(dòng)距離大，而質(zhì)量小的動(dòng)能小，制動(dòng)距離小。所以不同車型限速不同。2.探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)。（1）實(shí)驗(yàn)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(dòng)能越大；運(yùn)動(dòng)速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動(dòng)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(shí)，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。考點(diǎn)三、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.機(jī)械能：動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。機(jī)械能＝動(dòng)能＋勢能2.動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化：物體在運(yùn)動(dòng)或發(fā)生彈性形變的過程中，動(dòng)能與重力勢能、彈性勢能之間，都可以相互轉(zhuǎn)化。3.機(jī)械能守恒：在動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能并不是總保持不變的。如果只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總和保持不變，即機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒是一種理想化情況。4.機(jī)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(duì)物體做功。5.人造地球衛(wèi)星的機(jī)械能轉(zhuǎn)化從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)：動(dòng)能減小，勢能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能從遠(yuǎn)地點(diǎn)到近地點(diǎn)：勢能減小，動(dòng)能增大，勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(gè)物體能夠做功，我們就說這個(gè)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(yùn)動(dòng)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(dòng)能B.停在空中的氣球只有重力勢能C.一個(gè)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(dòng)能人拉弓射箭時(shí)，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(gè)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(dòng)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(shí)水平做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它們運(yùn)動(dòng)s-t圖象如圖所示.分析可知（）A.甲車動(dòng)能大 B.乙車動(dòng)能大C.甲車重力勢能大 D.乙車重力勢能大在電影《斯巴達(dá)三百勇士》中，波斯軍隊(duì)用投石車投出巨石來攻擊斯巴達(dá)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(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大B.巨石在最高點(diǎn)時(shí)重力勢能最小C.巨石的動(dòng)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(yùn)動(dòng)員從最高處的A點(diǎn)由靜止開始下滑到最低處B點(diǎn)的過程，下列說法中正確的是（）A.滑雪運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)只有重力勢能，沒有動(dòng)能B.滑雪運(yùn)動(dòng)員在A點(diǎn)時(shí)只有動(dòng)能，沒有重力勢能C.滑雪運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，機(jī)械能不斷增加D.滑雪運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能小星乘超市的自動(dòng)扶梯勻速上升的過程中，小星的（）A.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，機(jī)械能不變 B.動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，機(jī)械能增大C.動(dòng)能不變，勢能增大，機(jī)械能增大D.動(dòng)能不變，勢能不變，機(jī)械能不變?nèi)鐖D所示，空中加油機(jī)正在給勻速水平飛行的戰(zhàn)斗機(jī)加油，加油后戰(zhàn)斗機(jī)仍以原來的高度和速度做勻速飛行，則戰(zhàn)斗機(jī)的（）A.動(dòng)能不變，勢能不變，機(jī)械能不變B.動(dòng)能不變，勢能減少，機(jī)械能減少C.動(dòng)能增加，勢能不變，機(jī)械能增加D.動(dòng)能增加，勢能增加，機(jī)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(yùn)行，有近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，下列說法正確的是（）A.衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)速度為零，動(dòng)能為零B.衛(wèi)星從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增大，勢能減小C.衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)行，不受空氣阻力，因此機(jī)械能守恒D.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增大，勢能減小，機(jī)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(diǎn)向d點(diǎn)自由運(yùn)動(dòng),其中b和d兩點(diǎn)在同一水平高度,則下列說法中錯(cuò)誤的是（）A.小球從a到c加速下滑,重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.小球從c到d減速上坡,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能C.小球在b和d時(shí)重力勢能和動(dòng)能都相等D.小球從a到d的過程中機(jī)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(diǎn)是彈性繩自然下垂時(shí)的位置，c點(diǎn)是游戲者所到達(dá)的最低點(diǎn)，對(duì)于游戲者由跳臺(tái)至最低點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）A.游戲者的動(dòng)能一直在增加B.游戲者減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.游戲者通過a點(diǎn)之后，繩子具有彈性勢能D.游戲者到c點(diǎn)時(shí)，他的勢能為零一架飛機(jī)在高空中水平勻速飛行，向?yàn)?zāi)區(qū)投放救災(zāi)物資。該飛機(jī)在此過程中（）A.動(dòng)能不變 B.動(dòng)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(shí)間曝光一次所拍攝的照片.A、B是同一高度的兩點(diǎn)，則A點(diǎn)的重力勢能B點(diǎn)的重力勢能（選填“大于”“小于”或“等于”）；此過程中皮球的機(jī)械能（選填“增大”“減小”或“不變”）.“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，小明同學(xué)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(xué)在研究動(dòng)能大小跟_______的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)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(dòng)能_______（均填“增大”、“減小”或“不變”）(3)實(shí)驗(yàn)中小明通過觀察，來判斷_______（填“鋼球”或“木塊”）具有動(dòng)能的大??；(4)若水平面絕對(duì)光滑，本實(shí)驗(yàn)將_______（填“能”或“不能”）達(dá)到探究目的。強(qiáng)化練習(xí)一個(gè)小孩從高度相同、長度不同的兩個(gè)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(yùn)動(dòng)阻力，他的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能②不忽略運(yùn)動(dòng)阻力，他在滑下過程中，機(jī)械能守恒③忽略運(yùn)動(dòng)阻力，從B滑梯上滑到底端速度較大④不忽略運(yùn)動(dòng)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(dòng)的“摩天輪”,正向最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)?對(duì)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(dòng)能保持不變C.小明的機(jī)械能保持不變D.小明的動(dòng)能先增大后減少運(yùn)動(dòng)員在蹦床比賽過程中(不計(jì)空氣阻力)，下列說法中正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員在空中下落過程中(未接觸蹦床前)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能B.運(yùn)動(dòng)員落到蹦床上繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)的過程中，動(dòng)能一直在增加C.運(yùn)動(dòng)員離開蹦床后上升過程中，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機(jī)械能不變D.運(yùn)動(dòng)員上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，機(jī)械能為零一個(gè)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(shí)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(xué)45屆田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)如期召開，如圖是運(yùn)動(dòng)員跳高的場景，下列說法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員在空中受到重力和空氣阻力，這是一對(duì)平衡力B.運(yùn)動(dòng)員在離開地面之后能夠繼續(xù)飛行是因?yàn)槭艿綉T性的作用C.運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)員隊(duì)員上升的過程中，重力勢能增加如圖所示，在“探究動(dòng)能的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.小球從越高的位置釋放，到達(dá)水平面的速度越大B.小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.木塊被推動(dòng)的越遠(yuǎn)，說明小球動(dòng)能越大D.小球質(zhì)量越大，到達(dá)水平面時(shí)的動(dòng)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(gè)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(dòng)能 C.重力 D.密度商場的自動(dòng)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(jī)械能不變B.動(dòng)能減少，勢能增加C.動(dòng)能不變，機(jī)械能增加D.動(dòng)能增加，勢能不變踢足球是我國青少年喜愛的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)足球運(yùn)動(dòng)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(shí)，足球?qū)δ_的作用力和腳對(duì)足球的作用力是一對(duì)平衡力C.踢出去的足球在空中能夠繼續(xù)飛行，是因?yàn)槭艿綉T性力的作用D.運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)如圖所示，摩天輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)“觀光屋”勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A.觀光屋上升時(shí)重力勢能增加、動(dòng)能減小B.觀光屋上升到最高點(diǎn)，如果所有外力突然消失，觀光屋繼續(xù)做圓周運(yùn)動(dòng)C.由于是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，觀光屋內(nèi)的人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變D.摩天輪靜止時(shí)，纜繩對(duì)觀光屋的拉力和觀光屋的總重力為一對(duì)平衡力騎自行車下橋時(shí)，人不用力蹬車，但速度卻越來越大，這是因?yàn)椋ǎ〢.重力不斷增大 B.重力勢能逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能C.慣性不斷增大 D.動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)化為重力勢能（不定項(xiàng)）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(diǎn)是壓縮彈簧后小球靜止的位置，O點(diǎn)是彈簧原長時(shí)小球的位置，B點(diǎn)是小球到達(dá)最右端的位置。當(dāng)小球在A、B兩點(diǎn)之間來回運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A.小球從A運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)到B的過程中所受彈力方向向右、速度不斷減小C.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度為零，此時(shí)小球?qū)⑻幱谄胶鉅顟B(tài)D.小球在O點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)速度最大如圖是一名跳傘運(yùn)動(dòng)員跳傘時(shí)的情景，當(dāng)他勻速下落時(shí)，運(yùn)動(dòng)員和傘的重力勢能______，動(dòng)能______，機(jī)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(dòng)控制電路，控制噴灑啟停等功能，可實(shí)現(xiàn)2米范圍內(nèi)的噴灑消毒。當(dāng)消毒汽車在水平地面上勻速行駛噴灑消毒液時(shí)，動(dòng)能______，重力勢能______，機(jī)械能______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。如圖所示，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員從高處下落時(shí)，感覺蹦床是運(yùn)動(dòng)的，是以______為參照物；在接觸蹦床之前，運(yùn)動(dòng)員的________能轉(zhuǎn)化為動(dòng)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(shí)驗(yàn)，讓小球從斜槽A點(diǎn)由靜止?jié)L下，到達(dá)水平面點(diǎn)后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段距離靜止在點(diǎn)。（1）請畫出小球在斜槽運(yùn)動(dòng)過程中的受力示意圖______；（2）小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的過程中，速度會(huì)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(diǎn)運(yùn)動(dòng)一段距離后靜止在點(diǎn)的原因是什么？______。若要使小球繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)更遠(yuǎn)的距離，可以采用的方法是______；（4）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)分析可得：物體的運(yùn)動(dòng)和力之間的關(guān)系是______。如圖所示是“探究物體的動(dòng)能跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，讓小球A從斜面上某點(diǎn)滾下，撞擊在水平面上的木塊B，木塊B移動(dòng)一段距離。（1）該實(shí)驗(yàn)中所探究物體的動(dòng)能是指（選填“小球A”或“木塊B”）的動(dòng)能。（2）實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)。可得結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，小球的速度越，動(dòng)能越大。（3）若要研究物體動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)讓不同質(zhì)量的小球A從斜面高度由靜止?jié)L下