5 机械能的转化与守恒（学生版+教师版）—浙教版九年级中考科学二轮复习讲义 （物理）

教学内容 中考复习专题五 机械能的转化与守恒 教学内容 一、 动能和势能的转化 1. 机械能：动能和势能的和称为 。 2. 动能转化为重力势能时，物体的速度不断 ，高度不断 ；重力势能转化为动能时， 高度 ，速度 。 3. 动能转化为弹性势能时，速度 ，弹性形变 ；弹性势能转化为动能时，弹性形变 ， 速度 。 4. 判断动能和势能相互转化的步骤： ①明确研究对象和要研究的过程； ②明确物体在起始位置所具有的动能和势能； ③在运动过程中物体的位置、形状、速度是否发生变化，相应物体的重力势能、弹性势能和动能是否发生变化； ④得出结论：一种形式的能减少，其他形式的能必定增加。二、 机械能守恒 1. 物体通常既具有 ，又具有 。 2. 当物体只受重力和弹性力时（不受 时），机械能总量 。即动能 了多少，势能就增加多少；势能减小了多少，动能就 多少。 3. 滚摆在下降过程中，会越转越快，则增加的 是由减小的 转化而来；滚摆在上升的过程中，速度会越来越小， 减小， 增加， 转化为 。 4. 如果存在 ，动能和势能在相互转化的过程中，机械能的总量会减小。减小的机械能转化 为摩擦产生的 。 特别提醒：动能和势能的转化可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同的物体间，因此在运用机 械能守恒定律时要注意研究对象的选取。例如压缩的弹簧将物体弹起的过程中，弹簧的弹 性势能转化为物体的动能，对弹簧和物体而言机械能是守恒的，但对该受力物体而言，机 械能并不守恒。 变式训练 题型一：动能和势能的转化 【例 1】 滚摆从图中的位置 a 静止释放，下降经过位置 b，继续下降，再到达最低点 c，滚摆在这一过程中 （ ） A. 在位置 a 时动能最大 B. 在位置 c 时动能为零 C. 在位置 b 时重力势能最大 D. 在此过程中重力势能转化为动能 【例 2】 图中小孩在荡秋千（忽略空气阻力），由 A→B→C→B→A…飘荡，时高时低的感觉如同在飞， 下列说法正确的是（ ） A. 小孩在 A 点具有最大动能 B. 小孩在 B 点势能最大 C. 小孩从 A 荡到 B 的过程中，动能转化为势能 D. 小孩从 B 荡到 C 的过程中，动能转化为势能 【例 3】我国在太空航天领域处于世界领先水平，如图所示，是我国近期发射的一颗北斗导航卫星，它沿椭圆轨道绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，在大气层外运行，不受空气阻力。关于此人造卫星的运行下列说法正确的是（ ） A．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度减小B．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能减小，速度减小C．卫星从近地点运行到远地点，势能增大，动能增大，速度增大D．卫星从远地点运行到近地点，势能减小，动能增大，速度增大 【变式训练】 1. 如图所示的游艺、体育项目中，主要利用弹性势能与动能相互转化的是（ ） A．荡秋千 B．跳蹦床 C．漂流 D．滑滑梯 2. 下列关于能的转化中说法错误的是（ ） A．单摆下落过程，动能转化为重力势能 B．滚摆上升过程，动能转化为重力势能 C. 荡秋千，秋千向下荡的过程重力势能转化为动能 D. 人造地球卫星从近地点向远地点运动的过程中动能转化为重力势能 3. 在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处由静止自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是 （ ） ①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大 ②球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大 ③球下落过程中重力势能转化为动能 ④球在较高处具有较大的重力势能 ⑤球在接触地面前具有较大的动能 A．②①⑤④③ B．④③⑤①② C．②④⑤③① D．④⑤③①② 题型二：机械能守恒判断 【例 4】跳伞运动员跳出飞机后，立即打开降落伞，下降过程中所受空气阻力随运动速度的增大而增大，直至与重力等大。在整个下落过程中，运动员和降落伞的（ ） A．势能不断减少，动能不断增加，机械能不变B．势能不断减少，动能不断增加，机械能减少 C．势能不断减少，动能先增加然后保持不变，机械能减少D．势能不断减少，动能先减少然后保持不变，机械能减少 【例 5】如图所示的轨道 AOB，A 点的高度 H 大于 B 点的高度 h，现让小球从 A 点由静止开始自由滑下， 已知轨道无论是光滑还是粗糙，小球都能沿轨道 AOB 运动到达 B 点后离开轨道飞向空中（不计空气阻力）。下列关于小球离开 B 点后的运动轨迹分析最符合实际的是（ ） A．若轨道光滑，则小球沿轨迹 a 运动B．若轨道光滑，则小球沿轨迹 b 运动C．若轨道粗糙，则小球沿轨迹 c 运动D．若轨道粗糙，则小球沿轨迹