第4节 机械能及其转化（双基过关+考点突破）-2022-2023学年八年级物理下册通关讲义（人教版）

第4节 机械能及其转化 双基过关 知识点一、机械能： 1.定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 2.单位：焦耳，简称焦，符号J。 3.影响因素： 物体的机械能由质量、速度、高度和弹性形变程度等共同决定。物体的质量越大、速度越大、所处的高度越高、弹性形变越大，物体的机械能就越大。 4.理解： （1）机械能是与物体机械运动紧密相关的能量。 （2）一个物体可以既有动能，又有势能。 （3）一个物体具有机械能时，可以表现为只有动能，没有势能；也可以表现为只有势能，没有动能。 （4）物体的机械能等于它的动能和势能（重力势能和弹性势能）之和。 基础自测： 1．在物理学中，许多物理量的单位都是用物理学家的名字来命名的，这主要是为了纪念这些物理学家在物理学方面做出的巨大贡献，“焦耳”这个单位便是其中的一例。在下列各个物理量中，不是用“焦耳”作为单位的是（　　） A．功 B．功率 C．动能 D．机械能 2．淮安高架桥于2019年12月15日已开通，大大节省了广大司机出城和入城的时间，一辆轿车正从匝道（连接高架桥上下两条道路的辅路）加速驶上高架，则轿车的（　　） A．动能不变，重力势能不变，机械能不变 B．动能不变，重力势能增加，机械能增加 C．动能增加，重力势能不变，机械能增加 D．动能增加，重力势能增加，机械能增加 3．现有质量相同的甲、乙两辆汽车，甲汽车正沿着盘山公路向山上行驶，乙汽车正在山脚下的水平公路上行驶。设甲、乙两汽车行驶的速度大小相同，则（　　） A．甲汽车的动能比乙汽车的动能小 B．甲汽车的重力势能比乙汽车的重力势能小 C．甲汽车的机械能一定比乙汽车的机械能大 D．甲汽车的机械能与乙汽车的机械能相等 4．一个在空中飞行的篮球的动能大约是30J，重力势能大约是20J，它的机械能约是___________J。 5．蹦床运动是运动员从蹦床弹向空中表演技巧动作的一项体育活动。当运动员离开蹦床弹向空中的过程中，运动员具有的重力势能______，刚开始由最高点下落时，动能______。如不考虑空气阻力，下落过程中机械能______。（选填“增大”、“不变”或“减小”） 6．如图所示是小球弹跳的频闪照片，小球在A、B位置的高度一样．由图可知，小球在位置A的重力势能________小球在位置B的重力势能，小球在位置A的动能________小球在位置B的动能．(均选填“大于”“小于”或“等于”) 知识点二、机械能及其转化 1.动能和势能的相互转化 （1）生活中的实例 ①单摆：小球向低处运动时，位置变低，速度变大；到达最低点时，位置最低，速度最大。小球向高处运动时，位置变高，速度变小；到达最高点时，位置最高，速度为零。 ②滚摆：滚摆向低处运动时，位置变低，速度变大；到达最低点时，位置最低，速度最大。滚摆向高处运动时，位置变高，速度变小；到达最高点时，位置最高，速度为零。 ③斜面：小球从光滑斜面向低处运动时，位置变低，速度变大；到达最低点时，位置最低，速度最大。小球从光滑斜面向高处运动时，位置变高，速度变小；到达最高点时，位置最高，速度为零。 （2）分析 ①小球（滚摆）向低处运动时，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；小球（滚摆）向高处运动时，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。 ②小球（滚摆）在运动的过程中若存在空气（摩擦）阻力，机械能总量会越来越少，能到达的最大高度越来越低，最终停止运动。 ③若忽略运动过程中的一切阻力，小球（滚摆）将一直运动下去，总的机械能保持不变。 （3）结论：动能和重力势能可以相互转化，若忽略运动过程中的一切阻力，动能和重力势能的总和（机械能）将保持不变。 2.动能和弹性势能的相互转化 实例：小球从斜面滚下，以一定的速度压缩水平固定的弹簧，速度越来越小，压缩量越来越大；压缩量最大时，速度为零。弹簧逐渐恢复原长，推动小球，弹簧的压缩量越来越小，速度越来越大；弹簧恢复原长时，速度最大。 分析：小球压缩弹簧时，动能减小，弹性势能增大，动能转化为弹性势能；弹簧恢复原长的过程，弹性势能减少，动能增加，弹性势能转化为动能。 结论：动能和弹性势能可以发生相互转化。 3.重力势能和弹性势能的转化 弹性势能和重力势能之间不能直接转化。只有伴随动能的转化才能实现弹性势能和重力势能的转化。如撑杆跳高，助跑踏杆时，动能转化为弹性势能；人上升跃杆时，弹性势能转化为动能和重力势能；跃杆后，重力势能转化为动能；落到垫子上，动能和重力势能转化为弹性势能。 4.机械能守恒 大量事实表明，若只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总量保持不变，即机械能守恒。 基础自测 7．2021年是中国航天的丰收年，三名航天员在太空 “出差”三个月后重返家园，代表着我国航天事业迈人新篇章。如图甲所示的是卫星在随火箭加速上升的