2024年八年級物理講義（人教版）11.4 機械能及其轉(zhuǎn)化（知識解讀）（原卷版）

11.4\o"11.4機械能及其轉(zhuǎn)化"機械能及其轉(zhuǎn)化（知識解讀）（原卷版）?知識點1機械能的概念?知識點2動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒?知識點3\o"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化?作業(yè)鞏固訓練知識點1機械能的概念知識點1機械能的概念1、動能和勢能之和稱為機械能。

動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。

2、機械能大小：動能和勢能的總和。【典例1-1】（2023秋?玉門市期末）2023年12月9號，世界首枚液體甲烷火箭“朱雀2號遙三”運載火箭將“天儀33”和“鴻鵠”兩衛(wèi)星成功送入預定軌道，下面說法正確的是（）A．運載火箭加速升空過程中，衛(wèi)星動能減小 B．運載火箭加速升空過程中，衛(wèi)星重力勢能減小 C．運載火箭加速升空過程中，衛(wèi)星機械能不變 D．運載火箭加速升空過程中，衛(wèi)星機械能變大【典例1-2】（2024?安徽開學）如圖所示，這是我國某科技公司生產(chǎn)的一款新型智能航拍無人機，具有超高清攝像、長續(xù)航、超遠距離控制等特點。無人機在空中勻速上升過程中，其機械能。（選填“變大”、“變小”或“不變”）【變式1-1】（2023秋?連云港期末）用力將籃球拋出，籃球在空中運動了一段時間后落向水平地面。下列說法正確的是（）A．籃球在向上運動時，機械能增加 B．籃球在落向地面過程中，機械能增加 C．籃球落在地面彈起之前，具有機械能 D．籃球在運動到最高點時，勢能為零【變式1-2】（2023秋?高州市期末）如圖，小朋友沿著滑梯勻速下滑的過程中，他的重力勢能，動能，機械能。（選填“增加”“減小”或“不變”）知識點2動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒知識點2動能和勢能的轉(zhuǎn)化與機械能守恒 1、動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。動能和重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降的過程中，越轉(zhuǎn)越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滾擺在上升過程中，越轉(zhuǎn)越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；2、動能和彈性勢能之間也可以相互轉(zhuǎn)化。它可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發(fā)生彈性形變，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復形變的過程中，它的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能．拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能；3、機械能守恒：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。

做功角度：只有重力或彈力做功，無其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代數(shù)和為零；系統(tǒng)內(nèi)如摩擦阻力對系統(tǒng)不做功。

能量角度：首先只有動能和勢能之間能量轉(zhuǎn)化，無其它形式能量轉(zhuǎn)化；只有系統(tǒng)內(nèi)能量的交換，沒有與外界的能量交換?！鶛C械能守恒一般都是理想狀態(tài)下才發(fā)生的，物體能量的轉(zhuǎn)化一般都不太可能只有機械能的轉(zhuǎn)化，還有其他能量的轉(zhuǎn)化。【典例2-1】（2024?興化市開學）如圖所示是跳板跳水運動員比賽中的幾個瞬間，其中①位置時運動員把跳板壓到最低處。若不計空氣阻力，下列判斷正確的是（）A．位置①到②的過程，運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 B．位置②到③的過程，運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能 C．位置③到④的過程，運動員的機械能增大 D．位置④時運動員的動能大于位置②時運動員的動能【典例2-2】（2023秋?惠州期末）在冬奧會自由式滑雪比賽中，選手的運動軌跡如圖所示，如果不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．選手在a點和c點時的動能都為零 B．選手從a點下滑到b點的過程中，機械能守恒 C．選手從c點下落到d點的過程中，機械能守恒 D．選手在a點和e點時都處于靜止狀態(tài)，因此機械能相等【典例2-3】（2023秋?靖江市期末）如圖甲所示，一段粗糙程度相同的水平面和一個光滑的圓弧槽在B點處相連。質(zhì)量為m的物體從離水平面高h的A點由靜止釋放，最后靜止于水平面上的C點，BC長為3m，如圖乙所示，若在水平面上的D點處再連接一個光滑的圓弧槽，且BD長為0.7m，物體從A點由靜止釋放，第一次到達左側(cè)圓弧槽的E點，之后再下滑直至最終靜止。甲圖中，物體在BC段運動時，克服阻力做功，將動能轉(zhuǎn)化為能，直至動能為零；乙圖中，最后物體靜止于水平面上的位置距B點m?！咀兪?-1】（2023秋?贛榆區(qū)期末）水平桌面上的自由滾落的乒乓球的運動軌跡如圖所示，A為從桌面開始下落的點，B、D兩點高度相同，C為球與水平地面的接觸點。關(guān)于乒乓球從A運動到D的過程中，以下說法正確的是（）A．A點乒乓球的重力勢能最小 B．B點到C點過程中，重力勢能只轉(zhuǎn)化為動能 C．乒乓球在B點的動能等于在D點的動能 D．D點乒乓球的機械能最小【變式2-2】（2023秋?永修縣期末）把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去。鐵鎖從最高點擺到最低點的過程中能轉(zhuǎn)化為能?！咀兪?-3】（2023秋?久治縣期末）2023年10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射，10月26日17時46分，神舟十七號載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接。在飛船加速升空時，機械能，總的能量。（均選填“守恒”或“不守恒”）知識點3\o"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化知識點3\o"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化"機械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化 1、各種形式的能量都可以相互轉(zhuǎn)化，如電能可以轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能；太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能等，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化只是能量相互轉(zhuǎn)化中的一種形式，能量轉(zhuǎn)化過程中一種能量減少，另一種能量增加。【典例3-1】（2023?南通）如圖所示，從空中落下的排球先后在草地和水泥地面上彈起，你認為排球運動的軌跡最有可能的是（）A． B． C． D．【典例3-2】（2023秋?河北區(qū)校級期中）如圖，小明同學拍攝了一張小球掉落地面彈跳的頻閃照片，在這個過程中小球有一部分機械能轉(zhuǎn)化成了，能量的總量（選填“增大”“減小”或“不變”）?！咀兪?-1】（2023秋?龍崗區(qū)校級月考）下列實例中的能量轉(zhuǎn)化屬于機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A．四沖程中內(nèi)燃機的做功沖程 B．沸騰的水使茶壺蓋“跳動” C．鉆孔一段時間后，鉆頭變燙 D．夏天廣場上的石凳被曬得發(fā)燙【變式3-2】（2024?六安開學）如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端連接一小木塊，O點為彈簧在原長時物塊的位置。木塊由A點靜止釋放沿粗糙程度相同的水平面向右運動，最遠到達B點。在從A到B的過程中，木塊的機械能（選填“先變大后變小”“一直不變”或“一直變小”）。1．（2023秋?宿城區(qū)期末）下列過程中，物體的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的是（）A．籃球從高處落下 B．鐘表里的發(fā)條帶動指針轉(zhuǎn)動 C．秋千從低處蕩向高處 D．物塊在斜面上由靜止下滑2．（2023秋?儀征市期中）如圖所示完全相同的甲、乙兩個小球，分別用細線、橡皮筋系在同一高度的懸點，將兩球移動到與懸點等高的位置，此時細線恰好拉直，橡皮筋達到原長，由靜止開始釋放，當兩球擺至懸點正下方P點時，橡皮筋長度恰好與細線長度相等。若不計空氣阻力，在此過程中，下列分析正確的有（）①擺下過程中，甲球的機械能保持不變②兩球到達P點時，甲小球的速度比乙大③從靜止運動到P點，甲、乙兩個小球重力做功相等④甲球到達P點的機械能和乙球在初始位置時的機械能相等A．1個 B．2個 C．3個 D．4個3．（2023秋?宿城區(qū)期中）繼今年10月26日神舟十七號載人飛船發(fā)射取得圓滿成功（如圖甲），10月31日神舟十六號載人飛船又順利返回，安全著陸（如圖乙）。下列說法中正確的是（）A．火箭加速升空過程中，火箭搭載的神舟十七號飛船的機械能總量不變 B．降落傘打開后，掛在傘下的神舟十六號飛船減速下落時機械能總量不變 C．火箭加速升空過程中，火箭搭載的神舟十七號飛船的機械能總量增大 D．降落傘打開后，火箭搭載的神舟十六號飛船減速下落時機械能總量增大4．（2023?讓胡路區(qū)校級模擬）針對如圖三種現(xiàn)象，①甲圖是一個無摩擦的、不在同一平面上連續(xù)的軌道，小球從A點經(jīng)B、C能滑到D；②乙圖是一個無摩擦的滾擺，將細繩繞軸轉(zhuǎn)到A點，放手后，能在上下來回轉(zhuǎn)動；③丙圖是一個單擺，從A點放手，能擺到B點，若在O點放一小棒，抵住細繩，小球能擺到C點；④丁圖AOB是光滑軌道，A點的高度H大于B點的高度，讓小球由A點靜止開始自由落下，沿軌道AOB到達B點后離開（不計空氣阻力），則小球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是b；其中不能成立的是（）A．①②③ B．②④ C．③④ D．③5．（2023秋?太倉市期末）足球比賽時，一隊員由于技術(shù)失誤，導致下落的足球出界，先后在草地和水泥地面上彈起，你認為足球運動的軌跡最有可能的是（）A． B． C． D．6．（2023秋?海門區(qū)期末）如圖，在光滑的水平臺面上，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置，壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在A、B間做往復運動（已知AO＝OB）。下列說法正確的是（）A．小球在往復運動過程中機械能守恒 B．從B到A彈簧的彈性勢能一直減小 C．小球在O點時，動能最大 D．小球從A往B運動過程中，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能7．（2023秋?鼓樓區(qū)期末）小明用力斜向下將籃球擲向地面，籃球碰到地面后斜向上反彈，籃球在運動過程中經(jīng)過A、B兩點，如圖所示。從A到B的過程中，下列數(shù)據(jù)可能正確的是（）籃球位置AB動能/Jab重力勢能/J610A．a(chǎn)＝4b＝0 B．a(chǎn)＝5b＝2 C．a(chǎn)＝6b＝0 D．a(chǎn)＝7b＝28．（2023秋?蘇州期末）將一只乒乓球從O點由靜止釋放，豎直下落撞擊到升降臺上，彈起的最高點為M；若只將升降臺升高至圖乙位置，乒乓球下落彈起后到達的最高點為N，不計碰撞過程中的能量損失。則N點（）A．在M點的下方 B．與M點重合 C．在M點和O點之間 D．與O點重合9．（2023秋?六安期中）火箭的頭部都涂有特殊的物質(zhì)，當火箭發(fā)射升空時，由于部分機械能轉(zhuǎn)化為，導致火箭溫度升高，特殊物質(zhì)通過熔化和汽化吸收熱量，避免火箭因高溫而毀壞。10．（2023秋?寶雞期末）蕩秋千是人們常玩的游戲（如圖所示）。當秋千從高處向下蕩時，機械能之間的轉(zhuǎn)化情況是能轉(zhuǎn)化為能。蕩的時間越長，會發(fā)現(xiàn)秋千慢慢會停下來，這是由于在蕩的過程中有一部分機械能轉(zhuǎn)化成能。11．（2023秋?潮州期末）2022年10月1日，中國女籃時隔28年再獲世界杯亞軍，振奮全國人民，如圖1所示，離手后的籃球在空中依次從A點運動到D點，在點動能最大。如圖2為它在等高點B和D的能量柱狀圖，則籃球在B點的機械能（選填“大于”“等于”或“小于”）在D點的機械能。12．（2023秋?碑林區(qū)校級期末）如圖，一位攝影愛好者用頻閃攝影拍攝的極限跳傘運動員從懸崖上跳下的過程。從運動員離開懸崖時開始，每隔0.3s曝光一次，空氣阻力不能忽略。對于運動員從a點到d點的下落過程，用時s，運動員的機械能（選填“守恒”或“不守恒”），bc段比cd段重力做功的功率（選填“大”或“小”）。13．（2023秋?京口區(qū)期中）如圖所示是蹦極運動的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點，另一端系住運動員，運動員從O點自由下落，不計空氣阻力，到A點處彈性繩自然伸直，B點是運動員下落過程中人的重力和彈性繩對人的彈力大小相等時的位置，C點是運動員蹦極過程下落的最低位置。在整個模擬蹦極過程中，彈性繩的彈性勢能最大是在點，運動員的機械能最大是在點（以上兩空選填“A”、“B”或“C”）。運動員和彈性繩作為一個整體，在此過程中機械能（選填“是”或“不是”）守恒的。繩的拉力F與長度L、人的速度v與彈性繩伸長的長度ΔL的圖像中，正確的是。14．（2021?金華模擬）2020年12月17日凌晨，嫦娥五號帶著月壤在內(nèi)蒙古成功著陸，圓滿完成了本次的探月任務。嫦娥5號質(zhì)量約為8噸，月球上引力約為地球的（g月＝1.6N/kg）。據(jù)此回答下列問題。（1）嫦娥5號在繞月飛行時，從遠月點飛向近月點的過程中，動能和重力勢能如何轉(zhuǎn)化：。（2）嫦娥5號從距離月面約200米的空中開始勻速下落，20秒后實現(xiàn)軟著陸，月球引力做功的功率是多少？（3）嫦娥5號的模型如圖所示，假設嫦娥5號4只“腳”與月面的總接觸面積為8000cm2，嫦娥5號著陸后，對月面的壓強是多少？15．（2023秋?遵義期末）2023年9月23日，第19屆亞洲運動會在杭州開幕。如圖是某運動員參加碗池式滑板比賽的簡化示意圖。該運動員從A點由靜止開始運動至右側(cè)最高點B，接著從B點返回至左側(cè)最高點C（圖中未畫出）。若A、B兩點間的高度差為h1，B、C兩點間的高度差為h2。請比較h1與h2的大小關(guān)系，并從能量轉(zhuǎn)化的角度說明理由。16．（2023春?白云區(qū)校級月考）東海航空舉行飛行員跳傘救生演練來提高實戰(zhàn)能力，跳傘飛行員跳出機艙后在高空中豎直降落，整個過程中速度與時間圖象如圖