11.4《机械能及其转化》（知识框架+知识点解读+考点解析+巩固训练）-2023-2024学年八年级物理下册同步点拨与训练（人教版）

11.4机械能及其转化 一、机械能及其转化 1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能. 2.一个物体具有的机械能是动能和势能之和。 3.动能和重力势能的相互转化。 观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能的相互转化 把滚摆从某一高度释放，开始释放滚摆时，滚摆在最高点静止，此时滚摆只有重力势能，没有动能。理想情况下，每次应上升到原来的高度，因空气阻力，每次上升的高度都比上次低。 （1）滚摆在下降时：它的高度变小，速度变大，即重力势能减小，动能增大。滚摆的重力势能转化为动能。 （2）滚摆在上升时：它的高度变大，速度变小，即重力势能增大，动能减小。滚摆的动能转化为重力势能。 结论:滚摆的动能和重力势能可以相互转化。 观察单摆的运动，讨论摆球在运动过程中动能和势能的相互转化。 如上图所示，摆球在A点时静止，此时摆球只有重力势能，没有动能。 （1）摆球从A点摆到B点时：它的高度减小，速度变大，即重力势能减小，动能增大。摆球的重力势能转化为动能。 （2）摆球摆到最低点B点时，重力势能最小，动能最大 （3）摆球从B点摆到点C时：它的高度变大，速度变小，即重力势能增大，动能减小。摆球的动能转化为重力势能。 由以上分析可知，摆球的动能和重力势能可以相互转化。 4.机械能守恒 （1）在以上单摆、滚摆事例中，动能和势能相互转化的过程中，由于不可避免地要克服阻力对外做功，消耗一部分自身的机械能，所以机械能总量会变小，直至全部转化为其他形式的能。 （2）机械能守恒：如果只有动能和势能的转化，即机械能未与其他形式的能量发生相互转化时，机械能的总量保持不变。在理想情况下(忽略对外所做的功)，可以认为在动能和势能相互转化过程中，机械能的总量保持不变。 ( 点拨 1.机械能总量不变，不代表机械能守恒。如水平面匀速行驶的汽车，有牵引力和摩擦力这些外力做功，机械能不守恒。但是因为动能不变，重力势能不变，机械能的总量不变。 2.机械能不守恒的情况：实际生活中，在机械能的相互转化过程中，往往要克服摩擦力 ，机械能总和减小 。 （1）机械能转化为其他能。例如：滚摆在摆动时与空气摩擦，机械能转化为空气的内能，最后会停下来。 （2）其他能转化为机械能。例如：火箭升空，燃料的能量转化为机械能。 ) 1．如图是人造地球卫星的轨道示意图。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。卫星在远地点时 能最大，从远地点向近地点运动时， 能转化为 能。 2．2020年9月19日，有“亚洲翼装飞行第一人”之称的张树鹏，在天津泰达航母主题公园精准降落在“基辅号”航母甲板的跳靶上，完成了全球首次航母翼装飞行。当其从直升机上一跃而下时，重力势能逐渐 ；打开降落伞后匀速下降时，其动能 ；在整个下降过程中，张树鹏的机械能 （均选填“增大”“减小”或“不变”）。 3．如图所示，AOB为完全光滑轨道（不计空气阻力），A点的高度H大于B点的高度h。在A点沿斜面方向向下轻推小球滑下，沿轨道AOB到达B点后离开，若小球离开B点后的运动轨迹恰好为虚线b，则小球在A点的速度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）在b轨迹最高点的速度；增大小球在A点的初速度，它从B点离开的轨迹可能是a、b、c、d中的 。 4．一个圆环穿在竖直放置的固定光滑曲杆上，从A点处由静止释放后沿曲杆运动，A、B、C、D位置关系如图所示。不计空气阻力（　　） A．运动至B点时，圆环的机械能最大 B．圆环不一定能到达D点 C．圆环离开D点时的速度大于圆环在B点的速度 D．AB段增加的动能大于BC段增加的势能 1．（22-23九年级下·广东惠州·阶段练习）2020年6月份，随着最后一颗北斗组网卫星的发射成功，我国北斗导航系统开始服务全球。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行，则该卫星从远地点向近地点运行的过程中， 能转化为 能，机械能 （选填“守恒”或“不守恒”）。 2．（23-24九年级上·四川泸州·开学考试）如图所示，光滑斜面PM与水平面MN平滑连接，弹簧左端固定。小物块在斜面上从P点由静止滑向M点的过程中，动能 ，机械能 ；小物块压缩弹簧的过程中，弹簧的弹性势能 （均选填“变大”，“变小”或“不变”）。 3．（22-23八年级下·山西朔州·期末）蹦床运动是一项运动员从蹦床反弹到空中完成各种高难动作的竞技运动，具有极大的观赏性，给人以美的享受，被赋予“空中芭蕾“的称号。如图所示为一套基本健身蹦床动作，人从A点运动到B点的过程中，它的 能转化为 能；人在整个一