第三章 机械能 能量转化讲义-- 2023-2024学年浙教版科学九年级上册
知识点一、能量及其形式
1、 人类使用的常规能源，如煤、石油、天然气等，归根究底，它们来自 太阳 能。
2、大量的事实表明，自然界中的各种形式的能量都不是 孤立 的，不同形式的能量会发生 转化 ，能量也会在不同的物体间相互 转移 。
3、日常生活中常说“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”实质上就是能量的相互转化 或 转移 的过程
4、能量转化是一个普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。
雪崩时的能量转化: 势能转化为动能 人造卫星: 太阳能转化为电能 青蛙跃起扑食的过程: 化学能转化为动能和势能 胶片感光成像: 光能转化为化学能 特技跳伞: 势能转化为动能和热能 森林火灾: 化学能转化为热能 植物生长: 光能转化为化学能 水电站(工作时): 机械能转化为电能 |
机械能： 动能 和 势能 统称为机械能。
分类 | 动能 | 势能 | |
物体由于运动而具有的能 | 重力势能：物体由于被举高而具有的能 | 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能 | |
影响因素 | 物体的质量和速度 质量相同，速度越大物体具有的动能越大 速度相同，质量越大的物体具有的动能越大 | 物体的质量和高度 质量相同时，高度越大重力势能越大 高度相同时，质量越大的物体重力势能越大 | 同一物体的弹性形变越大，其弹性是能越大 |
动能和势能的相互转化 | 动能→重力势能 物体的速度不断减小，高度不断增加 重力势能→动能 高度减小，速度增加 | 动能→弹性势能 速度减少，弹性形变变大 弹性是能→动能 弹性形变减少，速度增大 | |
机械能 |
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守恒 |
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例题解析
例1、跳台滑雪的基本技术分为4个部分：助滑、起跳、空中飞行、着陆，如图甲。
资料：滑雪过程中，运动员沿着助滑道前进时，两腿尽量深蹲，上体前倾成流线型姿势，助滑后，在起跳的瞬间用力一蹬，能在空中飞行，飞行中身体与滑板构成上表面凸起的形状，如图乙。运动员着陆时，要两腿屈膝。
结合上述信息并运用所学知识，说明4个基本技术中蕴含的科学知识并作简要解释。
【解答】答：①助滑：助滑是为了将重力势能转化为动能；助滑过程中两腿尽量深蹲，上体前倾成流线型姿势是为了减小空气阻力。
②起跳：起跳时用力一蹬是利用力的作用是相互的，而力可以改变运动状态，增大速度。
③空中飞行：能在空中飞行是因为人具有惯性；上表面凸起，流速大于下表面，气压小于下表面，形成向上的压力差，获得升力；
⑤着陆：着陆时两腿屈膝是为了缓冲，避免对运动员骨骼造成过大冲击。
例2、洒水车在清洁龙港市街道卫生环境中起到了很重要的作用，洒水车在水平路面上进行酒水作业时保持匀速行驶，则洒水车发动机的牵引力如何改变，洒水车的动能将如何改变（ ）
A．牵引力不变，动能不变 B．牵引力减小，动能减小
C．牵引力减小，动能不变 D．牵引力不变，动能减小
【解答】解：当洒水车工作时，自身重力不断减小，对地面的压力不断减小，那么它受
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到的摩擦力不断减小。当它做匀速直线运动时，牵引力和摩擦力相互平衡，因此牵引力减小；洒水的过程中，速度不变，质量减小，因此动能减小；故B正确。
故选：B。
例3、如图是滚摆完成一次下降和上升的示意图。该过程中，滚摆处于甲、乙位置时（ ）
A．重力势能不同，动能相同 B．重力势能不同，动能不同
C．重力势能相同，动能相同 D．重力势能相同，动能不同
【解答】解：整体过程中，滚摆的质量不变，由图可知，滚摆起点位置的高度大于滚摆上升的最高高度，由重力势能影响因素可知，滚摆起点位置的重力势能大于滚摆上升到最高位置的重力势能，而这两个位置时的速度为零，由动能影响因素可知，这两个位置时的动能为零，而机械能等于重力势能加动能，因此滚摆起点位置的机械能大于滚摆上升到最高位置的机械能，说明滚摆在运动的过程中机械能在不断的减小，因此滚摆乙位置时的机械性能小于在甲位置时的机械能，由于甲、乙两位置滚摆的高度相同，由重力势能影响因素可知，滚摆在甲、乙两位置时的重力势能相等，因此滚摆在乙位置时的动能小于在甲位置时动能，即该过程中，滚摆处于甲、乙位置时重力势能相同，动能不同，故D正确。
例4、如图甲是蹦极运动过程示意图，小明从O点开始下落，OA长度是弹性绳的自由长度，在B点时他所受弹性绳弹力恰好等于自身重力，C点是下落到达的最低点。蹦极过程中人和弹性绳的能量变化如图乙（忽略空气摩擦的影响），下列判断正确的是（ ）
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