10.3 机械能及其转化 2023-2024学年鲁科版八年级下册物理

第三节　机械能及其转化 一、动能和势能的相互转化 1.滚摆下降时,重力势能越来越 　,动能越来越　 　,　 　能转化为 　能. 2.滚摆上升时,动能越来越 　,重力势能越来越　 　,　 　能转化为 　能. 二、机械能 1.定义:　 　与　 　之和称为机械能.  2.机械能守恒:如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和　 　;或者说,在只有动能和势能相互转化时,机械能是　 　的.  [注意] 机械能守恒是有条件的,若考虑摩擦等阻力,机械能的总量就会变少,这是因为机械能转化成了其他形式的能,如落地的乒乓球越跳越低,最后静止在地面上,机械能的总量减少了. 小 大 重力势 动 小 大 动 重力势 动能 势能 不变 守恒 知识讲解 动能和势能的相互转化 【典例1】(2023泰安)在蹦床比赛中,运动员从高处落到蹦床上又被弹起,该过程中有关机械能及其转化的说法正确的是(不考虑能量损耗)(　 　) A.运动员上升到最高点时重力势能为零 B.运动员下降过程中机械能增大 C.运动员从高处下落到蹦床前,重力势能转化为动能 D.运动员弹离蹦床后,上升的过程中,弹性势能转化为动能 C 典例分析 动能和势能转化问题的分析方法 【针对训练1】(2021成都)牛顿坐在苹果树下深思,一个熟透的苹果掉在地上.关于苹果加速下落的过程,下列分析正确的是(　 　) A.重力势能转化为动能,动能增加 B.动能转化为重力势能,动能减小 C.动能转化为重力势能,重力势能增加 D.无能量的转化,重力势能和动能不变 【针对训练2】如图所示,弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在光滑的水平杆上,a是压缩弹簧后小球静止释放的位置,b是弹簧原长时小球的位置,c是小球到达最右端的位置,则小球从a运动到c的过程中,在　 　(选填“a”“b”或“c”)位置动能最大;从b到c的过程中,小球的动能转化为弹簧的　 　.  A b 弹性势能 机械能守恒 【典例2】如图所示,小球沿轨道由静止从A处经B,C运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,则(　 　) A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能 C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能 D 判断机械能是否守恒的方法 (1)注意动能和势能转化过程中是否有能量的损失和补充——如果除重力和弹力外没有其他力做功,则动能和势能转化过程中机械能守恒. (2)题目中如果有“沿光滑斜面运动”等字样,则表示没有能量损失,机械能守恒;如果有“沿斜面匀速下滑”等字样,则表示有能量损失,机械能不守恒. 【针对训练3】用轻绳将小球系好后,固定在天花板上,做成一个摆,如图所示,小球在a点由静止释放,经过最低点b点后到达右端最高点c点,整个运动过程中存在空气阻力,对小球从a点向右摆动到c点的过程,下列说法正确的是(　 　) A.a点和c点等高 B.小球的机械能守恒 C.小球在c点机械能最小 D.小球在b点机械能最大 C 1.(2021郴州)2021年5月29日,我国用“长征7号”运载火箭成功发射了“天舟二号”货运飞船,5月30日,“天舟二号”货运飞船与中国空间站的“天和”核心舱完成了交会对接.下列说法正确的是(　 　) A.“天舟二号”货运飞船加速上升过程中机械能守恒 B.“天舟二号”货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能 C.“天舟二号”货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能 D.对接成功后“天舟二号”货运飞船与“天和”核心舱处于相对静止状态 D 随堂练习 2.(2023绍兴)滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动.如图所示是U形滑台和运动员姿势的简化示意图.运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,最有可能滑到滑台C处的是(　 　) B 3.如图所示,弧形轨道ab段光滑,bc段粗糙,小球从a点经最低点b运动至c点,下列分析正确的是(　 　) A.从a到b的过程中,小球动能转化为重力势能 B.经过b点时,小球动能最大 C.从b到c的过程中,小球动能增大 D.从a到c的过程中,小球机械能守恒 4.(2023越秀区校级模拟)人造地球卫星在大气层外绕地球运行,只有动能和势能的相互转化,卫星从远地点向近地点运动的过程中越来越快.如图所示是人造地球卫星的轨道示意图,下列说法正确的是(　 　) A.卫星在运动过程中不受任何力的作用 B.卫星在近地点和远地点的机械能相等 C.卫星从远地点向近地点运动的过程中机械能越来越大 D.卫星从远地点向近地点运动的过程中机械能越来越小 B B 5.(2023武昌区模拟)如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,下列分析图片后得到的结论正确的是(　 　) A.小球从最高处下落时重力势能不断减小,动能不断减小 B.小球从接触地面到离开地面时,弹性势能先变大后变小 C.小球从接触地面到离开地面时,主要是弹性势能和重力势能之间在转化 D.小球弹起的高度逐渐减小,是因为重力势能不断转化为动能 6.(2021温州)一颗番茄从手中由静止开始下落,撞击水面时溅起许多水珠(如图所示),同时番茄仍有较大速度并继续下沉.若不计一切机械能损耗,番茄从开始下落至刚好浸没时减少的势能(　 　) A.等于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 B.大于所有溅起的水珠在撞击过程中增加的机械能总和 C.等于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 D.小于所有溅起的水珠在空中上升过程中增加的机械能总和 B B 7.(2022广州)球竖直向上运动,并落回地面,这个过程中先后经过M,S两点.球在这两点的动能和重力势能如图所示,则球在M点的(　 　) A.速度比在S点的大 B.机械能大于在S点的 C.机械能等于在S点的 D.离地高度比在S点的低 B 8.“弓开如满月,箭去似流星”形容射箭运动员拉弓放箭的情形,那么在这个过程中弓的　 　能转化为箭的　 　能.  9.如图所示,捻动滚摆的轴使它升高后释放,可以观察到滚摆沿着悬线向下运动,此过程中,它的　 　能减小,　 　能增加.滚摆到最低点后又上升,每次上升的高度逐渐减小,这说明滚摆具有的机械能　 　(选填“减小”“增大”或“不变”).  弹性势 动 重力势 动 减小 10.(2022常德)如图所示,在一个金属罐的盖和底各开两个小洞,先将橡皮筋两端穿过盖和底的小洞并固定起来,再将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部,使小铁块悬于罐体内.做好后将罐子从不太陡的斜面滚下,罐子和小铁块的动能会转化为橡皮筋的　 　.滚动一段时间后罐子停下来,然后再沿斜面反向向上滚动,则在罐子向上滚动的过程中其重力势能会　 　(选填“增大”“减小”或“不变”).  弹性势能 增大 11.如图所示,质量为 40 g的金属小球从导轨的a处自由滑下,依次经过b处、c处,到达d处时恰好停下.在从a到b的过程中,重力做功为　 　J;在整个运动过程中,小球克服导轨摩擦消耗的机械能为　 　J.(g取10 N/kg)  0.2 0.12 12.如图所示,AOB是光滑轨道,A点的高度为H,B点的高度为h,A,B两点水平距离为s,让一个质量为m的小球从A点由静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开轨道,不计空气阻力.小球从A点运动到B点时,它经B点的动能是由　 　能转化而来的;小球从A点到O点过程中,　 　能转化为　 　能,整个过程中小球在　 　点的动能最大;小球在A点的机械能　 　(选填“大于”“等于”或“小于”)B点的机械能;小球离开B点后的运动轨迹a,b,c,d,最符合题意的是轨迹　 　.  重力势 重力势 动 O 等于 c 13.在“探究动能和重力势能相互转化”的实验中,采用如图所示的实验装置.用细线把一个质量为m的小球悬挂起来,将小球从位置B拉到位置A,由静止释放小球,观察小球从A→B→C的过程中的高度和速度的变化,并测出了小球在A,B,C三个位置时动能和重力势能的值,从而分析这一过程中动能和重力势能之间的转化,数据如表所示. 运动过 程或位置 A A→B B B→C C 动能 Ek(J) 0 增加 4.98 减少 0 重力势 能Ep(J) 5.00 减少 0 增加 4.97 (1)小球在图中的C位置,受到　 　个力的作用.  (2)从实验中可以看出,小球在A→B过程中速度不断增加,高度不断降低,这个过程中是重力势能逐渐转化为　 　;在能量转化的过程中,机械能在逐渐减少,这主要是由小球受到　 　造成的.  (3)在实验中,如果换用质量为2m的小球,其他条件不变,那么,小球到达B位置时的机械能　 　(选填“大于”“小于”或“等于”)质量为m的小球到达B位置时的机械能. 2 动能 空气阻力 大于 谢谢观赏！ $$