10.4 机械能转换及其应用讲义 2024-2025学年沪科版八年级全一册物理

10.4 机械能转换及其应用 一、机械能的相互转换 天空中飞行的飞机都具有什么能？物体有时既具有动能又具有势能，动能和势能统称为机械能。不仅如此，在一些情况下，动能和势能还能够相互转化。观察下列例子，分析动能和势能是如何转换的？ 在忽略空气阻力的情况下，摆球能摆到另一侧同一高度。实际实验中，我们发现摆球每次上升的高度都比前一次要低一点，这说明摆球在克服空气阻力做功过程中机械能减少了一些，摆球的机械能转化成其他形式的能量了。 观察摆球的运动，摆球在下降的过程中重力势能越来越小，而速度越来越大，动能越来越大，重力势能转化成动能。摆球上升过程中，速度越来越慢，动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化成重力势能。 机械能守恒： 物体的动能和势能是可以相互转化的。如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和保持不变，即机械能是守恒的。 例题： 1.如图所示，小方在荡秋千，某次他摆动到右侧最高点A后，又开始向下摆动，经过点 B 和最低点 C，然后摆动到与B 点等高的 D 点后返回。小方从A 摆到 D 的过程中，下列说法正确的是（       ） A．小方在 B 点和 D 点时的机械能相等 B．运动到C点时，小方受力平衡 C．从A点摆到 C点，重力势能全部转化为动能 D．摆动过程中，绳子拉力没有对小方做功 2.如图所示，在滚摆实验中，滚摆不断地做上下往复运动，滚摆每次上升的高度总比上次要低一些。下列说法正确的是（　　） A．滚摆上升过程中，它的重力势能减小，动能增加 B．滚摆下降过程中，它的动能减小，重力势能增加 C．实验过程中滚摆会逐渐停下来，说明能量不守恒 D．这个实验说明动能和重力势能可以相互转化 3.如图所示，不计空气阻力，下列对蹦床运动员下落过程的相关分析，正确的是（　　） A．蹦床运动员下落到与蹦床接触的瞬间时，动能最大 B．蹦床运动员下落到与蹦床接触后，动能不断减小，弹性势能逐渐增大 C．蹦床运动员下落至最低处时，弹性势能最大 D．蹦床运动员从空中开始下落至最低处的整个过程中，机械能守恒 4.如图所示，人造卫星在太空中绕地球沿椭圆轨道运行，近地点为离地球中心最近的点，远地点为离地球中心最远的点。下列说法正确的是（　　） A．在近地点时，卫星的重力势能最大 B．在远地点时，卫星的动能最大 C．卫星从远地点向近地点运动，机械能减少 D．卫星从近地点向远地点运动，动能转化为重力势能 5.2011年12月27日，我国第十颗北斗导航卫星发射成功，标志着我国自主卫星导航系统建设进入新的发展时期，上图是导航卫星的轨道示意图，已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是（　　） A．势能增加、动能减小、速度减小 B．势能不变、动能不变、速度不变 C．势能减小、动能增加、速度不变 D．势能减小、动能增加、速度增加 6.2021年4月，中国女足通过奋勇拼搏，晋级奥运会。如图是足球落地后又弹起的示意图，分析可知，足球（　　） A．在B点时受力平衡 B．在A、D两点动能可能相等 C．在运动过程中，只存在动能和势能的相互转化 D．在C点时，若所受力全部消失，其运动状态将不断改变 7.如图所示，弧形轨道ABC，AB段光滑无摩擦，BC段有摩擦，轨道竖直固定于水平面上，小球由A点以速度v沿轨道滚下，经过右侧等高点B后达最高点C，下列分析正确的是（　　） A．小球在A点的动能大于在B点的动能 B．小球从B点到C点的过程中，动能减小量大于重力势能增加量 C．小球在A，B，C三点的机械能相同 D．小球在C点时的重力势能最小 8.如图，小明在做模拟“蹦极”的实验时，将橡皮筋一端系上小球，另一端固定在A点，B点是橡皮筋不系小球自然下垂时下端所在的位置，C点是小球从A点下落所能到达的最低点，在小球下落过程中不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　） A．小球到达B点时受力平衡，其动能达到最大 B．从A点到C点小球的机械能守恒 C．小球在C点时受力平衡，速度为零 D．从A点到C点小球重力势能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量 9.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”）位置速度最大；从b到c的过程中，小球的动能转化为弹簧的__________。 二、机械能的应用 从前边的学习中我们知道，不仅动能和势能之间可以相互转化，机械能和其它形式的能之间也可以相互转化。比如人们利用水能发电，湍急的水流通过水轮机带动发电机发电。流动的风吹动风车，带动发电机发电。从滑梯上滑下时，屁股感到“火热”，是因为下滑过程中克服摩擦做功，把机械能转化成内能。 实际上，自然界中的能量守恒，即自然界中的能量总和一定，能量既不会凭空增加也不会凭空消失，只会从一种形式的能转化成另一种形式的能。但是当能量转化成人类难以利用的能量时，就会使可利用资源减少，所以需要节约能源。 学科网（北京）股份有限公司 $$