内容正文:
第四节 机械能转化及其应用
功与机械能
第十章
第十章 功与机械能
第四节 机械能转化及其应用
新知梳理 应用示例 课堂小结
全品初中
一、机械能的相互转化
1.动能和势能(包括重力势能和弹性势能)统称为
能。
2.机械能守恒
物体的动能和势能是可以相互 的。如果只有 ,则机械能的总和不变,即机械能是守恒的。
机械
转化
动能和势能相互转化
解析
新知梳理
机械能内部转化情况可用图10-4-1表示(不计能量损失且物体质量不变):
图10-4-1
解析
新知梳理
二、机械能的应用
水能和风能都是自然界中丰富的机械能资源。
1.水能:流动的水具有 能,可以推动水轮转动;拦水坝内的水奔流而下时, 能转化为 能,推动水轮机带动发电机发电。
2.风能:风具有 能,可以驱动帆船、风车做功。
动
重力势
动
动
解析
新知梳理
类型一 动能和势能的转化
例1 如图10-4-2所示的荡秋千过程中,动能和势能的转化情况是( )
A.没有动能和势能的转化
B.秋千摆到最低点时,动能为零
C.秋千从最低点向高处摆动时,势能转化为动能
D.秋千从最高点向低处摆动时,势能转化为动能
D
图10-4-2
解析
应用示例
[方法指导]标注关键点判断动能、势能的相互转化
(1)确定关键点:位置最高时,重力势能最大;位置最低时,重力势能最小;物体弹性形变程度最大时,弹性势能最大;物体处于静止状态时,动能最小。
(2)根据各种形式能量的大小变化情况判断能量的转化过程。
解析
应用示例
类型二 机械能守恒
例2 (2022荆州)打篮球是很多同学喜爱的运动项目,某次打篮球过程中,篮球的部分运动轨迹如图10-4-3所示,下列说法中正确的是( )
图10-4-3
C
A.篮球经过相同高度的B、C两点时,机械能相等
B.篮球第一次反弹后到达最高点D时,动能为零
C.篮球经过B、E两点时,动能可能相等
D.篮球在整个过程中机械能守恒
解析
应用示例
[方法指导] “两招”判断机械能是否守恒
(1)根据机械能等于动能、势能之和来确定机械能是否守恒。
(2)把握物理情景,判断机械能是否转化为其他形式的能。在运动过程中,如果有阻力或摩擦力,由于摩擦生热,机械能一定减小,部分机械能会转化为其他形式的能,机械能不守恒。注意关键词,如:“在光滑斜面上滑动”或“在斜面上匀速下滑”。
解析
应用示例
解析
课堂小结
1.(2024安徽合肥二模)2023年4月16日9时36分,长征四号乙运载火箭在甘肃酒泉卫星发射中心发射升空,成功将“风云三号”G星顺利送入预定轨道。火箭在加速升空过程中的能量转化情况是 ( )
A.火箭的机械能不变
B.火箭的动能减少
C.火箭的重力势能不变
D.火箭的机械能增大
D
C
2.(2024广安改编)如图15-K-1所示是一款用于某校“五四”汇演航拍的新型智能无人机,在它竖直向下匀速运动的过程中( )
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,重力势能减小,机械能减小
D.动能减小,重力势能减小,机械能减小
图15-K-1
A
3.(2023自贡)2022年5月14日,一架国产C919大飞机从上海浦东机场起飞,经过3个多小时的飞行后安全降落,这标志着首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是( )
A.飞机在升空过程中,飞行员的重力势能逐渐增大
B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的动能一直保持不变
C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞机的机械能一直保持不变
D.飞机降落后,在水平跑道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能
A
4.(2023盐城)小华利用橡皮筋和钩码制作了如图15-K-2所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出,滚动一段时间后,它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中( )
A.动能转化为弹性势能
B.弹性势能转化为动能
C.重力势能转化为弹性势能
D.弹性势能转化为重力势能
图15-K-2
不变
5.(2023菏泽)2023年5月20日,“深海勇士号”载人潜水器深入南海西北陆坡一号沉船处开展考古调查。载人潜水器某阶段匀速下潜过程中动能 ,机械能 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
减小
6.水力发电是现代主要的发电方式之一,修建拦河大坝的目的是 (选填“升高”或“降低”)上游水位,增加水的 能,水流下时才能转化为更多的 能,从而带动发电机发电。
升高
重力势
动
动
7.从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起,乒乓球离开地面后上升的过程中将 能转化为 能。由于乒乓球与空气有摩擦,上升过程中乒乓球的机械能 。
重力势
减小
B
8.如图15-K-3所示,用绳子把一个铁锁悬挂起来,把铁锁拿近自己的鼻子附近,稳定后松开手,头保持不动,锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是( )
A.铁锁在摆动的过程中机械能守恒
B.铁锁在下降过程中,重力势能转化为动能
C.铁锁摆动到最低点时动能最小
D.铁锁在上升过程中,重力势能转化为动能
图15-K-3
9.如图15-K-4所示是某市地铁4号线隧道结构设计简图,列车从A站到B站,两站点的隧道设计有坡道。下列关于列车运动的说法,正确的是( )
B
A.从A站经坡道到达B站过程中,重力势能先变小后变大
B.进站时动能转化为重力势能,上坡能节能
C.从A站下坡能节能,到B站上坡不能节能
D.由于设计了坡道,列车关闭牵引电机也能从A站运动到B站
图15-K-4
10.(2023凉山州)如图15-K-5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
图15-K-5
11.(2024安徽)如图15-K-6所示为某次蹦极运动的精彩瞬间,若一运动员从平台上由静止开始下落,从开始下落至第一次到达最低点的过程中,则运动员的( )
A.动能一直增大
B.重力势能一直减小
C.机械能保持不变
D.机械能一直增大
B
图15-K-6
12.如图15-K-7所示,水平地面上有一凹槽,小球从A点静止释放,沿凹槽滚到最高点B点后往回滚动,先后经同一水平高度的P、Q两点,则小球的动能EP (选填“>”“<”或“=”)EQ。
图15-K-7
>
13.如图15-K-8所示是杂技演员演出时的简图。分析图中的情景可知,右边女演员被跷跷板弹起瞬间获得的是 ,此能量来自左边男演员最初的 (前两空均选填“动能”“重力势能”或“弹性势能”),由于右边女演员上升高度大于左边男演员起跳时的高度,由此
可以判断左边男演员的 一定要更
大些。
图15-K-8
动能
重力势能
质量
14.[科学推理](2023怀化改编)如图15-K-9所示,人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,不受空气阻力,机械能 ______ (选填“守恒”或“不守恒”),当卫星从近地点向远地点运动时,它的重力势能 (选填“减小”或“增大”),卫星在 (选填“远”或“近”)地点时
动能最大。
图15-K-9
守恒
增大
近
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全品初中
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