11.4 机械能及其转化 习题课讲义-2024-2025学年人教版物理八年级下册

第4节  机械能及其转化 1．机械能 【解题依据】动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。重力势能和弹性势能又称为势能。①一个物体可以既有动能又有势能。如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。 ②机械能可能包含动能、重力势能和弹性势能；也可能只包含动能和重力势能或者只包含动能和弹性势能。 ③在整体分析时，我们说某物体具有的机械能可能只有动能，或者只有重力势能，或者只有弹性势能；或者动能和重力势能，或者动能和弹性势能，或者三种能都有；或者只有势能（重力势能和弹性势能）。 题目一  唐诗中“黄河远上白云间”，“不尽长江滚滚来”的诗句，这动人的诗句生动形象地反映出这两条大河分别蕴藏着大量的        能和        能，三峡大坝关闸蓄水的首要目的是为了提高水的         能。 【解题思路】分析古诗句中提到的物理情景，结合动能、重力势能、机械能的定义即可解决此题。修建三峡水电站的目的是为了发电的，从建造时提高水位来分析关闸蓄水的目的。 解析：黄河远上白云间，说明了水相对于地面，位置很高，根据重力势能的定义及决定因素，可以确定，水具有重力势能；同时，黄河水又在流动，所以具有动能。不尽长江滚滚来，体现了水在运动，根据动能的定义，即可知道水具有动能；动能和势能统称为机械能，所以反映这两条大河蕴藏了大量的机械能。三峡水电站发电时，要将水的机械能转化为电能。通过关闸蓄水，增加水的高度与质量来提高水的重力势能，以便有更多的机械能转化为电能。 答案：重力势；动；重力势 点评：在物理题中，将古诗文中提到的情景与我们学过的物理知识相联系的题目很多，如：两岸猿声啼不住，轻舟已过万重山与机械运动相联系；姑苏城外寒山寺，夜半钟声到客船与声现象相联系；“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”与机械能相联系等等。这也是考试的一个热点。 练习题1  海啸之所以有这样大的破坏性，是因为海啸具有很大的（　　） A．动能    B．重力势能 C．弹性势能    D．机械能 练习题2  关于物体的机械能，下列说法中正确的是（　　） A．高山上的石头，稳稳地静止在那里，它没有重力势能 B．运动速度大的物体，具有的机械能不一定就大 C．一根弹簧被拉长时具有的弹性势能大，被压缩时具有的弹性势能小 D．没有做功的物体一定没有能 2．机械能及其转化 【解题依据】一个物体从高处下落，物体的重力势能转化成了它的动能；弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，其有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。可见，动能和势能可以相互转化。 题目二  如图所示，运动中的物体弹性势能转化为动能的是（    ） A．秋千荡向高处 B．发条带动指针转动 C．流星从天而降 D．火箭加速升空 【解题思路】动能和物体的质量、速度有关；重力势能和物体的质量、高度有关；弹性势能和物体发生弹性形变的程度有关；据此分析各选项中能量转化情况。 解析：秋千荡向高处的过程中，质量不变，速度变小，动能减小，高度升高，重力势能变大。故为动能转化为重力势能，A不符合题意；钟表里的发条带动指针转动是由弹性势能转化成了动能，B符合题意；流星从天而降的过程中，重力势能转化为动能，C不符合题意；火箭加速升空，速度变大，动能变大，所处高度增加，重力势能增加，D不符合题意。 答案：B 【点评】人们利用能量的过程是能量转移和转化的过程，明确每一个过程能量是如何转移和转化的是解决该题的关键。能量转化的题目必定有一种能量减少，另一种能量增加。像本题中的D选项，两种能量都增大，就不属于这两种能量之间的转化情况。有时有一种能量减少，但另一种能量不变的例子，也不属于能量转化。 练习题3  小东在匀速上楼的时候，机械能如何变化（　　） A．增大   B．减小 C．不变   D．无法确定 练习题4 如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的是（　　） A．拉弓将箭射出 B．跳水空中下落 C．骑自行车冲向坡顶 D．跳伞匀速下落 3．机械能守恒 【解题依据】大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 注意：在应用时一定要判断是否是“只有”动能和势能的转化。 题目三  如图所示，小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。小球从A点静止释放，小球经过M点时的机械能      在A点的机械能（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小球经过M点后，将做       运动。 【解题思路】在不计摩擦和空气阻力的情况下，小球在运动过程中，其机械能保持不变；物体受到平衡力作用时，将保持静止状态或匀速直线运动状态。 解析：由题可知，小球在没有空气阻力的情况下，且沿无摩擦轨道运动，所以，小球从A点到M点的过程中，小球的机械能没有损失，即机械能保持不变；小球经过M点后，在水平方向上不受力的作用，在竖直方向上受到平衡力（重力和支持力）的作用，故小球将做匀速直线运动。 答案：等于；匀速直线 点评：深入理解在理想情况下机械能的变化情况，理解物体的运动状态与受力情况间的关系，可解答此题。 练习题5  小信同学竖直向上抛出一小球，如果不计空气的阻力，那么小球在上升过程中的机械能       （选填“变大”、“变小”、或“不变”）；当小球运动到最高点时，小球处于      （选填“平衡”或“非平衡”）状态。 练习题6  如图所示，是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时，其机械能可能为（　　） A．80J    B．90J  C．100J   D．120J 练习题7  把一个小球从手中抛出，当它离开手时具有的机械能是20J，如果不考虑空气的阻力，当小球下落到某一高度时具有的重力势能是6J，动能为（　　）A．15J    B．14J C．13J    D．12J 练习题8  如图所示，斜面和水平面均光滑，在水平面上固定一弹簧，其初始位置在C点，现将一小球从A点由静止释放，经过BC段，然后压缩弹簧至D点后不再压缩。不考虑小球在拐角B处的能量损失和空气阻力，整个过程中机械能     （填“守恒”或“不守恒”），小球在A处的重力势能      弹簧在D点时的弹性势能（填“大于”、“小于”或“等于”）。 答案： 1．D；2．B；3．A；4．B；5．不变；非平衡解析：小球在上升过程中，不计空气阻力，只有动能转化为重力势能，所以小球的机械能不变；上升到最高点时，小球只受到自身的重力，方向竖直向下，此时小球所受的力不是平衡力，故小球处于非平衡状态。6．B；7．B；8．守恒；等于； 1 学科网（北京）股份有限公司 $$