10.4　机械能及其转化课件-2025-2026学年北师大版（北京）物理八年级全一册

第十章　功和机械能 第四节　机械能及其转化  　机械能及其转化 1.【跨学科·社会发展】2025年4月27日,神舟二十号与神舟十 九号乘组实现“太空会师”。在加速升空的过程中,神舟二 十号载人飞船的 ( ) A.动能不变　　 　    B.重力势能减少 C.机械能减少　　　    D.机械能增加     D     解析　中国神舟二十号载人飞船加速向上运动的过程中,其 质量不变,速度增大,高度增加,则其动能增大,重力势能增大; 此过程中载人飞船不具有弹性势能,其机械能等于动能与重 力势能的总和,所以它的机械能增大。故选D。 2.小婷陪妈妈去超市购物,自动扶梯将她们从一楼匀速送到二 楼。在这个过程中,关于她们能量的变化,下列说法中正确的 是 ( ) A.动能不变,重力势能不变,机械能不变 B.动能不变,重力势能增加,机械能增加 C.动能减少,重力势能增加,机械能不变 D.动能增加,重力势能增加,机械能增加     B     解析　自动扶梯将小婷和妈妈从一楼匀速送到二楼的过程 中,她们的质量不变,速度不变,高度增加,所以她们的动能不 变,重力势能增加,机械能增加,故选B。 3.【新特色·中华优秀传统文化】(2025江苏泰州期中)《天工 开物》是我国古代的科学著作,其中这样写道:“凡河滨有制 筒车者,堰陂障流绕于车下,激轮使转,挽水入筒,一一顷于枧 内,流入亩中,昼夜不息,百亩无忧。”该段文字描述了筒车这 样一种以水流作为动力,用来取水的机械,如图所示。 (1)从能量转化的角度分析,筒车的工作原理是将水的______ 能转化为水的重力势能。 (2)若接水槽离取水处的高为4 m,水轮上有12个取水筒,一个 取水筒每次可取水4 kg,筒车转一圈对进入接水槽的水所做的 功为_______J(接水槽离倒水处的高度忽略不计,g取10 N/kg)。     1 920     　动     解析    (1)水流具有一定的动能,水流通过对筒车做功的方式 使水的高度增大,重力势能增大,将动能转化为了重力势能。 (2)筒车转一圈提升的水的质量为m=12×4 kg=48 kg,则筒车转 一圈对进入接水槽的水所做的功为W=Gh=mgh=48 kg×10 N/ kg×4 m=1 920 J。 4.【跨学科·工程实践】如图,这是上海“明珠线”某轻轨车 站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的 角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行进站时将______ 能转化为________能储存起来,此过程中机械能总量_______。   减少     　重力势     　动 解析　列车无动力滑行进站时,列车质量不变,速度减小,动能 减小,高度增加,重力势能增加,将动能转化为重力势能。由于 存在摩擦及空气阻力,此过程中机械能总量减少。   5.【跨地理·等高线】(2024山东青岛中考改编,★★☆)如图是 小明家附近山景公园的等高线图。周末小明爬山锻炼身体, 他的质量60 kg,在他匀速下山过程中,下列判断正确的是(g取 10 N/kg) ( )     C     A.小明的机械能守恒 B.小明的动能逐渐增大 C.小明的重力势能逐渐减小 D.小明从B点到A点重力做功6×103 J 解析　小明匀速下山的过程中,质量不变,速度不变,动能不变; 高度减小,重力势能减小,因此机械能会减小,故A、B错误,C正 确。由题图可知,B点的高度为200 m,A点的高度为100 m,则小 明从B点到A点重力做的功为W=Gh=mgh=60 kg×10 N/kg×100 m=6×104 J,故D错误。 6.(2024河北中考,★★☆)2024年5月7日,河北省首条低空无人 机物流运输航线试航成功。如图为正在运输货物的无人机, 下列说法正确的是 ( )     B     A.无人机上升过程中,货物的重力势能 可能减小 B.无人机水平匀速飞行时,货物的机械能保持不变 C.无人机在某一高度悬停时,货物的机械能一定为零 D.无人机下降过程中,货物的动能一定增大 解析　无人机上升的过程中,货物质量不变,高度增加,重力势 能增加,A错误;无人机水平匀速飞行过程中,货物质量不变,高 度不变,速度不变,所以动能和重力势能都不变,则机械能不变, B正确;无人机在某一高度悬停时,货物速度为零,动能为零,但 是有一定的高度,所以有一定的重力势能,机械能不为零,C错 误;无人机有动力系统,下降的过程中货物速度不一定增大,所 以动能不一定增大,D错误。 7.(2025北京人大附中月考,★★☆)跳远运动的几个阶段如图 所示,则有关运动员机械能的说法错误的是     ( )     B     A.加速助跑阶段机械能增大 B.起跳时机械能为零 C.经过最高点时重力势能最大 D.下降过程中,重力势能转化为动能 解析　加速助跑阶段运动员的质量不变,速度增大,故动能变 大,高度不变,重力势能不变,故机械能增大,故A正确;起跳时, 运动员的速度不为零,动能不为零,机械能不为零,故B错误;经 过最高点时,运动员的高度最大,重力势能最大,故C正确;下降 过程中,运动员的重力势能减小,动能增大,是重力势能转化为 动能,故D正确。故选B。 8.(2023江苏南通中考,★★☆)如图所示,从空中落下的排球先 后在草地和水泥地面上弹起,你认为排球运动的轨迹最有可 能的是 ( )  　　　       　　　          A     解析　从空中落下的排球先后在草地和水泥地面上弹起,由 于草地松软,撞击时损失的能量较多,弹起的高度比原来的高 度低得多,当第二次从水泥地面上弹起时,水泥地面坚硬,撞击 损失的能量较少,但反弹后的最大高度一定比从草地上反弹 后的最大高度低,故A符合题意。故选A。 9.【新中考·创新实验】(2024甘肃临夏中考,★☆☆)某科技兴 趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子,从瓶口以下约6 cm处截 断,将截断处用胶水黏合在一起,再从瓶口的橡胶塞中心穿一 根长约20 cm的细木棒,用两条悬线拴住木棒的两端,将悬线固 定在支架上,就构成了如图所示的滚摆。当滚摆从上到下运 动的过程中重力势能主要转化为______能;滚摆每次上升的 高度逐渐减小,说明滚摆的 机械能_______(选填“变大” “变小”或“不变”)。 　变小     　动     解析　滚摆从上到下运动的过程中质量不变,高度减小,重力 势能减小,滚动的速度增加,动能增加,因此是重力势能转化为 动能;滚摆每次上升的高度逐渐减小,运动过程中滚摆需要克 服阻力做功,因此机械能减小。 10.(2023黑龙江齐齐哈尔中考,★☆☆)人造地球卫星沿椭圆 轨道绕地球运行,如图所示,离地球最近的一点叫近地点,最远 的一点叫远地点。已知卫星在运行过程中机械能保持不变, 当卫星从远地点向近地点运动过程中,势能_______,速度 ______(均选填“增大”或“减小”)。   增大     　减小     解析　卫星从远地点向近地点运动过程中,高度减小,质量不 变,重力势能减小,由于卫星在运行过程中机械能保持不变,机 械能为动能与势能之和,则动能增大,速度增大。   11.【跨学科·日常生活】(2024北京通州期末)如图甲所示为 游乐园中过山车运行的情景,图乙是用小球和轨道模拟过山 车某段运行过程的示意图,小球从A点由静止释放,沿轨道先 后经过B、C、D三点,最后到达E点时小球的速度为零。已知 B、D两点的高度相等,下列说法正确的是 ( ) A.小球在B点的重力势能大于其在D点的重力势能 B.小球通过B点时的速度大于其通过D点时的速度 C.小球从A点运动到C点的过程中,重力势能增加,动能减小 D.小球从A点运动到E点的过程中,机械能保持不变 答案　B 解析　小球的质量一定,B、D两点的高度相等,则小球在这两 点具有的重力势能相等,故A错误;由于存在摩擦,小球从A到E 的过程中机械能逐渐变小,机械能为动能与势能的总和,小球 在B点和D点具有的重力势能相等,则小球在D点具有的动能 一定小于在B点具有的动能,故小球通过B点时的速度大于其 通过D点时的速度,故B正确,D错误;小球从A点到C点的过程 中质量不变,高度降低,速度变快,因此重力势能减小,动能增 加,故C错误。 12.(2023湖南耒阳期末)如图所示,在光滑的水平台面上,一轻 质弹簧左端固定,右端连接一金属小球,O点是弹簧保持原长 时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置(弹簧在弹性限度 内),然后释放小球,小球就在A、B间做往复运动,小球从A位置 运动到B位置的过程中,下列判断正确的是 ( )   A.从A到O的过程中,小球的动能减小,弹簧的弹性势能增大 B.在O位置时,弹簧的弹性势能最大 C.从O到B的过程中,小球的动能增加,弹簧的弹性势能减小 D.在B位置时,小球的动能最小 答案　D 解析　由题意知,O点是弹簧保持原长时小球的位置,则AO段 弹簧处于压缩状态,OB段弹簧处于拉伸状态;小球从A运动到 O的过程中,弹簧逐渐恢复原状,弹性形变程度变小,弹性势能 变小;水平台面光滑,小球不受摩擦力,则该过程中小球受到的 弹力水平向右,小球运动的速度不断增大,动能变大,所以此过 程中弹簧的弹性势能转化为小球的动能,故A错误。到达O点 时,弹簧恢复原长,弹性势能为零,此时小球的速度最大,动能最 大,故B错误。小球从O运动到B的过程中,弹簧被拉长,弹性形 变程度变大,弹性势能变大;该过程中小球受到的弹力水平向 左,小球的速度不断减小,动能变小,所以此过程中小球的动能 转化为弹簧的弹性势能,故C错误。小球从A运动到B的过程 中,动能先增加后减少,所以在B点时小球的动能最小,弹簧的 弹性势能最大,故D正确。 $$