第4節(jié)機械能及其轉(zhuǎn)化

第十一章功和機械能第4節(jié)機械能及其轉(zhuǎn)化知識梳理導(dǎo)學(xué)園地1.機械能及其轉(zhuǎn)化(1)機械能的定義:

、

和

統(tǒng)稱為機械能。

(2)轉(zhuǎn)化:

和

可以相互轉(zhuǎn)化。

(3)機械能守恒:在不計摩擦和阻力的情況下,如果只有

相互轉(zhuǎn)化,盡管動能和勢能的大小會

,但動能和勢能的總和

,或者說,機械能是守恒的。

2.水能和風(fēng)能的利用(1)水能和風(fēng)能:自然界的流水和風(fēng)都是具有大量

的天然資源。

(2)水能的利用①讓水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動,用來

;

②利用水能來

。

(3)風(fēng)能的利用:風(fēng)能也可以用來

。

1.能量轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上,也可以發(fā)生在不同物體之間。2.機械能守恒是有條件的,若考慮摩擦等阻力,機械能的總量就會變少,這是因為機械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能,如落地的乒乓球越跳越低,最后靜止在地面上,機械能的總量在減少。動能重力勢能彈性勢能勢能動能和勢能變化不變機械能汲水發(fā)電發(fā)電動能知識點一:動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化【典題1】下列四個情境中,屬于動能轉(zhuǎn)化為勢能的是(

)。名師點睛判斷物體動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的方法首先分析決定動能大小的因素(質(zhì)量和速度)、決定重力勢能大小的因素(質(zhì)量和高度)或彈性勢能大小的因素(彈性形變)如何變化,再看動能和重力勢能(或彈性勢能)如何變化。C【變式1-1】(2024四川自貢中考)很多同學(xué)都玩過蕩秋千,下列說法正確的是(

)。A.秋千蕩到最低點時只有動能B.秋千蕩到最高點時有重力勢能和動能C.從最低點蕩到最高點的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能D.從最高點蕩到最低點的過程中動能增大,重力勢能減少【變式1-2】如圖所示,彈簧的左端固定,右端連接一個小球,把它們套在光滑的水平桿上,a是壓縮彈簧后小球靜止釋放的位置,b是彈簧原長時小球的位置,c是小球到達(dá)最右端的位置,則小球從a運動到c的過程中,在

(選填“a”“b”或“c”)位置動能最大;從b到c的過程中,小球的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的

。D彈性勢能b知識點二:機械能守恒與不守恒【典題2】如圖所示,小球沿軌道由靜止從A處經(jīng)B、C運動到D處的過程中,忽略空氣阻力和摩擦力,則(

)。A.小球在A處的動能等于在D處的動能B.小球在A處的動能大于在D處的動能C.小球在B處的機械能小于在C處的機械能D.小球在B處的機械能等于在C處的機械能名師點睛機械能守恒的條件不計空氣阻力和摩擦,機械能沒有轉(zhuǎn)化為其他形式的能,則機械能守恒;若考慮摩擦等阻力因素,則在動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中,機械能不守恒。D【變式2-1】我國獨立自主研制的火星探測器“天問一號”沿橢圓軌道繞火星運動時,不考慮空氣阻力,只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化,由近火點向遠(yuǎn)火點運動時,探測器的動能

,機械能

。(均選填“變大”“變小”或“不變”)

【易錯專攻】易錯點:判斷物體機械能是否變化1.如圖所示,跳傘運動員在空中勻速下降的過程中,他的(

)。A.動能增大,重力勢能減小,機械能不變B.動能減小,重力勢能增大,機械能不變C.動能不變,重力勢能減小,機械能不變D.動能不變,重力勢能減小,機械能減小變小不變D2.立定跳遠(yuǎn)時的動作分解如圖所示,在此過程中運動員(

)。A.上升時,動能減小,勢能減小B.上升時,動能增大,勢能增大C.下落時,勢能增大,動能減小D.下落時,勢能減小,動能增大易錯提醒對動能和勢能的影響因素理解不深,不能根據(jù)物體的質(zhì)量、高度和運動速度來判斷機械能的變化以及轉(zhuǎn)化。D【基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練】1.如圖所示,一個小球由靜止從光滑曲面的頂端自由滑下,若它在頂端的重力勢能為65J,則滑到底端的動能是()。A.35J B.50JC.55J D.65J2.(2024河北中考)2024年5月7日,河北省首條低空無人機物流運輸航線試航成功。右圖為正在運輸貨物的無人機,下列說法正確的是(

)。A.無人機上升過程中,貨物的重力勢能可能減小B.無人機水平勻速飛行時,貨物的機械能保持不變C.無人機在某一高度懸停時,貨物的機械能一定為零D.無人機下降過程中,貨物的動能一定增大DB3.如圖所示,擺球由A點靜止釋放,經(jīng)過最低點O到達(dá)B點,A、B兩點等高。關(guān)于擺球,下列說法正確的是(

)。A.從A點到B點的過程中機械能守恒B.在B點時處于平衡狀態(tài)C.在O點時重力勢能最大D.從A點到O點動能轉(zhuǎn)化為重力勢能4.(2024內(nèi)蒙古中考)如圖所示,從A點沿水平桌面滾落的小球運動軌跡如虛線所示,C、F兩點等高,D為小球與水平地面的接觸點,不計空氣阻力,下列說法正確的是(

)。A.小球在C點和F點的機械能相等B.小球在C點和F點的動能相等C.小球從E點到F點的過程中,機械能變小D.小球在E點的動能不為零AD5.(2024四川涼山州中考)立定跳遠(yuǎn)是某地初中畢業(yè)體育考試項目之一,小強在立定跳遠(yuǎn)考試中蓄力、起跳、落地的幾個階段如圖所示(不考慮空氣阻力)。下列說法不正確的是(

)。A.蹬地起跳時小強對地面有水平向左的摩擦力B.小強在最高點受非平衡力作用C.小強能在空中繼續(xù)運動是受到慣性的作用D.小強從最高點到落地的過程中,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C6.如圖所示,粗糙程度相同的斜面與水平面在a點相連,彈簧左端固定在豎直墻壁上,彈簧處于自由狀態(tài)時右端在b點,小物塊從斜面的c點由靜止自由滑下,與彈簧碰撞后又返回到斜面上,最高到達(dá)d點。下列說法正確的是(

)。A.彈簧被壓縮到最短時,彈性勢能最小B.小物塊從c點向a點運動的過程中,重力勢能減小C.小物塊從b點向a點運動的過程中,動能增加D.小物塊在整個運動過程中,機械能守恒B7.(2024甘肅臨夏州中考)某科技興趣小組用兩個輸液用的葡萄糖瓶子,從瓶口以下約6cm處截斷,將截斷處用膠水黏合在一起,再從瓶口的橡膠塞中心穿一根長約20cm的細(xì)木棒,用兩條懸線拴住木棒的兩端,將懸線固定在支架上,就構(gòu)成了如圖所示的滾擺。當(dāng)滾擺從上到下運動的過程中重力勢能主要轉(zhuǎn)化為

能;滾擺每次上升的高度逐漸減小,說明滾擺的機械能

(選填“變大”“變小”或“不變”)。

動變小8.在“探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)”的實驗中,讓不同質(zhì)量的鋼球從斜槽同一高度由靜止開始滾下,將靜止在水平面上的木塊撞出一段距離,如圖所示。(1)在鋼球從斜槽滾下的過程中,鋼球的重力勢能轉(zhuǎn)化為

。

(2)實驗表明,鋼球質(zhì)量越大,將木塊撞得越遠(yuǎn),對木塊做功越

,鋼球的動能就越

。

(3)在水平面上,被撞出的木塊由于受到

力的作用而停下。假如水平面光滑且足夠長,它將一直做勻速直線運動。動能多大阻（或摩擦）【能力提升練】9.(多選)如圖所示,某次跳水比賽中,運動員站立在跳臺上的A點,然后保持直立姿勢從跳臺上豎直向上彈跳后騰空,至最高點B處后自由下落,至C點落入水中。關(guān)于上述運動過程運動員騰空后的機械能,下列分析正確的是(不計空氣阻力)(

)。A.運動員在C點時,動能最大、重力勢能最小B.運動員從A點運動到C點的過程中,機械能守恒C.運動員從A點運動到B點的過程中,動能逐漸增大D.運動員從B點運動到C點的過程中,重力勢能逐漸增大AB10.在“探究汽車的速度”的實驗中,甲、乙兩輛相同的汽車在同一水平地面上做直線運動的圖像分別如圖a、b所示。由圖可知,甲車的動能

(選填“大于”“小于”或“等于”)乙車的動能;經(jīng)過相同的時間,甲、乙兩車牽引力做的功之比為

。(空氣阻力忽略不計)

大于5∶311.有一種彈珠游戲,用力下拉手柄到合適距離后松手彈出彈珠,彈珠在游戲底板上,沿著軌道向上運動,最終掉落到下方。圖甲是彈珠彈出后運動軌跡的示意圖,請在圖乙中畫出小球被彈出到掉落底部過程中,重力勢能Ep隨時間t變化的大致圖像。答案：如圖所示1.(2024內(nèi)蒙古呼和浩特中考)如圖所示,小海同學(xué)將小球由a點靜止釋放,小球在管道內(nèi)沿abcd運動,ab段和bc段內(nèi)壁光滑,cd段內(nèi)壁粗糙,a點略高于c點,b點與d點等高。下列說法正確的是(

)。A.從a到c的過程中,小球重力勢能不變B.小球在c、d兩點的動能可能相等C.從a到d的過程中,小球運動到d點時,動能最大D.從a到d的過程中,小球機械能守恒B2.(20