11.4　机械能及其转化（课件）-2024-2025学年人教版物理八年级下册

第4节　机械能及其转化 问题情境　 栏目导航 自主学习 课堂探究 课时作业 一、机械能及其转化 1.机械能:　 　、　 　和弹性势能统称为机械能。  2.机械能间的转化:　 　能和　 　能可以相互转化。  3.机械能守恒:如果只有　 　和　 　相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但动能和势能的总和　 　,或者说,机械能是守恒的。  [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小,这是因为有部分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,机械能的总量在减小。 自主学习 动能 重力势能 动 势 动能 势能 不变 4 二、水能和风能的利用 1.特点:自然界的流水和风都是具有大量　 　能的天然资源。  2.利用:人们利用水的　 　和风的　 　来发电。  机械 重力势能 动能 课堂探究 探究点一　机械能及其转化 [典例1] 如图所示,用绳子把一块橡皮悬挂起来,把橡皮贴近自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,橡皮向前摆去又摆回来,不会碰到鼻子。下列说法正确的是( ) A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变 B.橡皮摆动到最低点时动能最小 C.橡皮在下降过程中,重力势能转化为动能 D.橡皮在上升过程中,重力势能转化为动能 C 动能和势能转化问题的分析方法 (1)首先分析决定动能、重力势能、弹性势能的因素如何变化。 (2)再看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。 (3)最后还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和补充——如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能、势能转化过程中机械能总和不变。 [变式1] (2024荆州模拟)如图,粗糙水平面AB与光滑斜面BC平滑连接,弹簧左端固定,小木块P被压缩的弹簧弹出并冲上斜面BC的过程中(空气阻力忽略不计),下列说法正确的是( ) A.在弹簧恢复原状的过程中,弹簧的弹性势能全部转化为小木块P的动能 B.小木块P离开弹簧后在粗糙水平面AB上滑行时机械能守恒 C.小木块P在斜面上向上运动时,动能减小,重力势能增加 D.小木块P运动到最高点时机械能为零 C 探究点二　水能和风能的利用 [典例2] (2024重庆A)如图所示,重庆蟠龙抽水蓄能电站于2024年全部投产,每年可减少二氧化碳排放39.87万吨。抽水蓄能电站的工作原理是在用电低谷时,将水从下水库抽到上水库储存,这是将电能转化为水的　 　能;在用电高峰时,将水从上水库放到下水库带动发电机发电,水流下的过程中,将重力势能转化为水的　 　能,此过程机械能 　 　(选填“变大”“不变”或“变小”)。  重力势 动 变小 [变式2] 我国某地的一座风力发电站由14台风力发电机组成,风力发电机的风车安装在高塔架上端的水平轴上,轴可以随风向转动,风吹动风车转动,可带动发电机和其他机器工作。 (1)风力发电的能量传递和转化过程:风的　 　能→风车的　 　能→　 　的机械能→电能。  (2)风力发电的好处是　 　;不足之处是　 　。(请各写出一点)  机械 机械 发电机 不会造成环境污染 发电量不稳定 课时作业 1.(2024宜宾)如图所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行,当卫星从近地点向远地点运动的过程中( ) A.动能增大 B.动能转化为重力势能 C.机械能增大 D.重力势能减小 B 2.(2024广安)如图所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向上匀速运动的过程中( ) A.动能增大,重力势能增大,机械能增大 B.动能减小,重力势能增大,机械能不变 C.动能不变,重力势能增大,机械能增大 D.动能减小,重力势能增大,机械能减小 C 3.如图所示是小朋友玩蹦床的情景,对他们在上升和下落过程中的能量转化,下列分析正确的是( ) A.小朋友在空中上升的过程中动能转化为重力势能 B.小朋友在空中下落的过程中动能转化为重力势能 C.小朋友从接触蹦床到下落到最低处的过程中弹性势能转化为动能 D.小朋友被蹦床弹起的过程中弹性势能转化为重力势能 A 4.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是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 5.如图所示,从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示,C、F两处等高,D为小球与水平地面的接触点,不计空气阻力,下列说法不正确的是( ) A.小球在C点的机械能等于在F点的机械能 B.小球在C点的动能大于在F点的动能 C.小球从E点到F点的过程中,机械能不变 D.小球从D点离开地面到达E点的过程中,动能转化为重力势能 A 6.(2014长沙模拟)如图所示,一个小球从光滑斜面的顶端自由下滑经过A点到达斜面底端,如果小球经过A点时具有的重力势能为50 J,若不计空气阻力,以下说法错误的是( ) A.小球到达底端时动能大于50 J B.小球从顶端到达底端的过程中,重力势能转化为动能 C.小球到达底端时的机械能大于经过A点时的机械能 D.小球到达底端时的机械能等于经过A点时的机械能 C 7.如图所示是宜昌某景区的彩虹滑道,小东和小红从顶端滑到底端的过程中,重力势能　 　,机械能　 　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)  减小 减小 8.把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手,它会弹起很高。把它拆开后发现,它能弹起的原因是内部装有一根弹簧,如图(甲)所示。小强仔细观察后发现,圆珠笔弹起的过程可以分为“A:按下后放手”到“B:获得一个向上的速度”再到“C:向上运动到达最高点”,如图(乙)所示。圆珠笔在“A→B”阶段,　 　转化为动能;圆珠笔在“B→C”阶段,动能转化为　 　。  弹性势能 重力势能 9.(2024长沙期末)如图是潮汐发电站的示意图,当涨潮的时候A处比B处水的重力势能　 　,涨潮和落潮的时候都可以把海水的重力势能转化为水流的　 　能,从而带动涡轮机发电。  大 动 10.(2024广州)如图,某同学将篮球掷向地面,经过甲位置后碰到地面,接着向上反弹经过乙位置,忽略空气的作用力。篮球经过甲、乙两位置时的机械能和重力势能如表所示,则篮球与地面碰撞过程中损失的机械能为　 　J,在乙位置时的动能为　 　J。  1 2 位置 机械能/J 重力势能/J 甲 13 6 乙 12 10 11.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,小球从A→B的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,这主要是小球由于受到　 　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 12.(2024东营质检)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的小球由A点静止开始自由滑下,沿轨道AOB到达B点后离开轨道,如图所示,不计空气阻力。则小球从A点运动到B点时,它经过B点的动能是由　 　能转化而来;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”)在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 $$