第十一章 第4节 机械能及其转化-【新学期对照学】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转 动，小车运动起来；小车沿水平地面运动，质 量和高度不变，小车的重力势能不变。 举一反三 1.变大同一高度小球刚接触弹簧到将弹簧 压缩至最短的过程中，弹簧的形变程度逐渐 变大，所以弹簧的弹性势能逐渐变大；要探究 弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系，应 该采用控制变量法进行实验，使用质量不同 的小球，控制它们从同一高度自由落下，压缩 同一弹簧，分别测出弹簧的最大压缩量，若最 大压缩量不同，则说明最大压缩量与小球的 质量有关，并得出最大压缩量与小球的质量 的关系。 2.伸长的长度小速度“子弹”相同，橡皮 筋拉得越长，“子弹”射得越远，“子弹”的动 能是由橡皮筋的弹性势能转化来的，这说明 橡皮筋的弹性势能与其伸长的长度有关；橡 皮筋被拉的长度相同，说明橡皮筋的弹性势 能相同，在理想的情况下，转化成的“子弹” 的动能也相同，根据动能的影响因素是质量 和速度可知，在动能相同时，“子弹”的质量 越大，“子弹”射出时的速度就越小，射出的 距离就越小。 第4节机械能及其转化 机械能及其转化 1.C火箭加速升空的过程中，质量不变，高度 增大，所以重力势能增大，速度增大，所以动 能增大，因此机械能增大，故C正确。 2.D小球运动过程中，克服摩擦做功和撞击 地面做功，一部分机械能转化成了其他能，小 球的机械能不断减小，故B错误；左边小球跳 3 起的高度比右边低，因此小球是从右向左运 动的，故A错误；小球先经过B处再经过A 处，因此小球在A处时的机械能小于在B处 时的机械能，故D正确：小球运动过程中有能 量的转化，但能量的总量是守恒的，故C 错误。 3.D水力发电、风力发电和潮汐发电都是将 机械能转化为电能，故A、B、C不符合题意； 光伏发电将光能转化为电能，故D符合题意。 4.B篮球在运动过程中受到空气阻力作用，机 械能逐渐减小，所以在甲点的机械能大于在 乙点的机械能。由题图可知，甲、乙都是运动 过程中的点，速度不为0，动能不为0，故A、C 错误：若篮球在甲、乙两点的动能分别为2J、 7J,则在甲点的机械能为12J+2J=14J,在 乙点的机械能为6J+7J=13J,与事实相符， 故B正确；若篮球在甲、乙两点的动能分别为 2J、9J,则在甲点的机械能为12J+2J=14J, 在乙点的机械能为6J+9J=15J,与事实不 相符，故D错误。 5.B过山车从A点出发，此时速度为零，由链 条带动经B点缓慢拉至C点，此过程速度近 似为0，在外力作用下将过山车拉高，重力势 能增大，此过程不是动能转化为重力势能，故 A错误；从C点到A点的过程，过山车的高度 降低，重力势能减小，速度增大，动能增大，重 力势能转化为动能，故B正确；在C点时，过 山车的高度最高，重力势能最大，在A点时， 过山车的速度最大，动能最大，而不是在D点 动能最大，故C错误；过山车在B点和D点 的高度相等，重力势能相等，在B点时速度近 似为零，动能近似为零，在D点时速度不为 零，动能不为零，过山车的机械能等于动能和 重力势能之和，因此在B点和D点的机械能 不相等，故D错误。 6.E 不计空气阻力，小球从高空中由静止竖直下落 的过程中将重力势能转化为了动能，机械能守 恒，即机械能始终保持不变，如答案图所示。 7.B浅一些增大实验时应把B面朝下紧 贴桌面，因为把卡片B面朝下紧贴桌面压平 后，橡皮筋发生弹性形变，具有弹性势能，松 手后，橡皮筋恢复原状，弹性势能转化为卡片 的动能，卡片会跳起来。把豁口剪得浅一些， 会使橡皮筋的形变程度更大，橡皮筋具有的 弹性势能就更大，转化为卡片的动能也就更 大，卡片就会跳得更高：增大豁口之间的距 离，同样会使橡皮筋的形变程度增大，从而使 橡皮筋具有更大的弹性势能，转化为卡片更 多的动能，让卡片跳得更高。 8.减小增大大于在从远火点向近火点运 动的过程中，火星探测器的质量不变，高度降 低，重力势能减小，重力势能转化为动能，动 能增大，所以近火点的速度大于远火点的 速度。 9.守恒大于光滑的斜面无摩擦，不计空气 阻力，甲、乙两球在运动到最高点的过程中机 械能守恒。甲球运动到最高点α时，速度为 零，在a点的重力势能等于小球最初的动能； 乙球运动到最高点b时，速度不为零，在最高 点b的重力势能和动能之和等于小球最初的 动能。可见甲球在最高点a的重力势能大于 乙球在最高点b的重力势能，二球质量相等， 故h1大于h2o 3 10.重力势变小小明由C点到B点的过程 中，质量不变、速度变大，则动能变大：质量 不变、高度变小，则重力势能变小，其重力势 能转化为动能。小明在C点和A点，动能都 为0，在A点重力势能小，则从C点到A点 小明机械能的总量变小。 11.B虽然盒盖的几何中心位置升高，但由于 盒盖是轻质的，而铁球是较重的，整体的重 心主要由铁球决定，在盒盖向上滚动的过程 中，较重的铁球位置下降，其减少的重力势 能大于轻质盒盖位置升高所增加的重力势 能，整体的重力势能是减小的，因此整体的 重力势能没有增加，故A错误，B正确；整体 从静止开始向上滚动，动能增加，这个过程 是整体的重力势能转化为动能，故C错误； 向上滚动是依靠铁球的重力势能转化为整 体的动能，不管铁球的质量有多大，整体都 不可能滚过完整的一圈，故D错误。 12.D水从下水库被抽到上水库，高度升高， 质量不变，水的重力势能增大，故A错误：物 料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，质量 不变，动能增大，故B错误；放水发电时，水 由上水库至下水库，高度降低，水的质量不 变，所以水的重力势能变小，故C错误；水沿 自流排水洞自动向下流动时，高度降低，速 度增大，重力势能主要转化为动能，故D 正确。 13.B皮球在下落的过程中，质量不变，高度 减小，重力势能减小，速度变大，动能变大， 重力势能转化为动能，故A错误；当皮球接 触地面时，皮球会发生形变，皮球的动能转 化为皮球的弹性势能，故B正确：皮球的动 能越大，转化成的弹性势能越大，则皮球的 形变程度越大，在地面上形成的圆斑越大， 所以形成圆斑A时，皮球是从更高处下落 的，接触地面后形变程度更大，形成圆斑B 时，皮球是从较低处下落的，故C、D错误。 水能和风能的利用 14.答：(1)从能量转化的角度来说，水电站的 工作原理是水被蓄高后，水具有重力势能； 打开水坝导管的闸门，水沿着导管泻下，重 力势能主要转化为动能；水推动水轮机发 电，动能主要转化为电能。 (2)选择B址。因为B址处水的落差较大， 水奔流下来具有的动能较大，可以将更多的 动能转化为电能。 (3)水库中的水沿导管泻下的过程中，克服 摩擦做功，机械能变小。 举一反三 1.B两个相同的小球，在同一高度处以相同 大小的初速度抛出，它们的动能和重力势能 相同，故两球抛出时的机械能相同，不计空气 阻力，两球机械能守恒，两球抛出后上升到最 高点时，竖直向上抛出的小球在最高点时速 度为0，动能全部转化为重力势能，斜向上抛 出的小球运动到最高点时，速度不为0，动能 没有全部转化为重力势能，因此上升到最高 点时竖直向上抛出的小球的重力势能大于斜 向上抛出的小球的重力势能，则h,>h,;两小 球又下落到与抛出点等高度时，不计空气阻 力，机械能不变，重力势能相同，则动能相同， 所以速度也相同，即v1=v2,故B正确。 2.Da→b的过程中，弹簧逐渐恢复到原长，弹 性势能减小，小明高度增加，重力势能增加， -3 所以弹簧的弹性势能没有全部转化为小明的 动能，故A错误；a→c的过程中，小明先加速 后减速，在a、b之间弹力等于重力的位置，速 度达到最大，并不是b位置，故B错误；在b 位置时弹簧恢复原长，弹力为零，弹性势能为 零，b→c的过程中，小明和弹跳杆离地向上 运动，小明的速度减小，则动能减小，高度增 加，则重力势能增加，小明的动能转化为重力 势能，故C错误：在a位置时弹簧的形变程度 最大，弹性势能最大，小明的动能最小，故D 正确。 第十二章简单机械 第1节杠杆 杠杆 1.C杠杆可以是直棒，也可以是弯曲的，但杠 杆一定是硬棒，故A错误，C正确；力臂可能 在杠杆上也可能不在杠杆上，故B错误：力臂 是从支点到力的作用线的距离，即力臂一定 和力的作用线垂直，故D错误。 2.B苹果和橘子对杆的压力是使杆转动的力， 苹果对杆的压力使杆有逆时针转动的趋势， 橘子对杆的压力使杆有顺时针转动的趋势， 所以使杆顺时针转动的力是橘子对杆的压 力，故B符合题意。 3.C取水时，吊杆是一个杠杆，绳子对吊杆的 拉力作用在吊杆上，阻碍吊杆的转动，即绳子 对吊杆的拉力是此杠杆的阻力，故C符合 题意。 4.AC若不对铁棒施加向上的力，则铁棒会 在重力作用下绕着A点转动一定角度后掉 落，在B端施加竖直向上的力后，可以阻止这 种转动，使得铁棒B端不下沉，这个过程中铁Q新学期对照学物理八年级下册 第 节机械能及其转化 教材内容对照学 ?可问题 把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定 后松手，铁锁向前摆去（图11.4-1）。你认为铁锁摆回时会打到你 的鼻子吗？ ·不会，铁锁在摆动的过程中，与空气之间存在摩擦，克服 摩擦假功，机械能转化为内能，使机椒能总量减少，所以 图11.4-1摆动的铁锁 铁锁每次摆回时高度会逐渐降低，不会超过初始高度， 因此不会碰到鼻子 松手后，铁锁离你而去，且速度的大小不断变化，到达左侧最高点后，铁锁又向你运动，接近你 的鼻子之后，又会离你而去，循环往复。在这个过程中，铁锁的运动快慢在变化，说明动能在发生 变化。同时，铁锁的高度也在变化，说明铁锁的重力势能也在发生变化。但铁锁并不会碰到你的 鼻子，这是什么原因呢？ 机械能及其转化(。 考查重点：动能和重力势能、弹性势能之间的相互转化 具有机减能的物体有三种情况：(1)只有动能，如水平路面上行驶的汽车：(2)只 有势能，如高山上静止的石块：(3)既有动能又有势能，如空中飞行的飞机 在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能(mechanical energy)。例如，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 可以得到它的总机械能。 图11.4-2蹦床运动 一个苹果从高处下落，高度变小了，它的重力势能变小了；另外，苹果的速度越来越大，说明苹 动能和重力势能之间的转化发生在同一个物体上 果的动能变大了。这说明，苹果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 140 第十一章功和机械能 成了箭的动能：蹦床运动员从高处落下（图11.4-2），在与蹦床床面将要接触时，具有一定的动 能，与蹦床床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。也就是说，动 能和势能可以相互转化。 ·动能和弹性势能之间的转化发生在不同的物体之间 想想做做 1.观察滚摆的运动（图11.4-3甲），讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 2.如图11.4-3乙所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。 OAOB●C 甲滚摆的运动 乙小球从A点摆动到C点 图11.4-3动能和势能的转化 在图11.4-3甲中，滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动 能。滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。 分析动能和势能相互转化的步骤： (1)明确研究对象和所要研究的过程； (2)确定物体在起始位置所具有的动能、势能： (3)分析在运动过程中，物体的高度、形变、速度是否变化，如何变化，物体的重力势能、 弹性势能、动能是否变化，如何变化； (4)得出结论：减少的一种形式的能水定转化为增加的另一种形式的能 在图11.4-3乙中，小球从A点下落到B点，重力势能逐渐转化成动能，到最低点B时动能最 大，之后又从B点上升到C点，动能逐渐转化成重力势能。 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，但动能和 势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的°。 ·在实际生活中，由于存在各种摩擦， 所以机裁能一般是不守恒的 节前“问题”栏目中，在运动过程中铁锁的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变（忽 略空气阻力)。所以，铁锁在摆回时，不会打到鼻子。 水能和风能的利用（考查重点：水能和风能的利用 地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾：有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度看，自然 界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。让 141 Q新学期对照学物理八年级下册 水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉：靠风力鼓起帆来推动船航行。到19世纪，人类开始利用水能 发电°。 流动的水具有动能，高处的水具有重力 势能，水所具有的机械能统称为水能。 水能的大小由流量、流速和水位差决定 图11.4-4水电站剖面图 人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把 它们的轴连接在一起，由水轮机带动发电机发电（图11.4-4）。一定量的水，上、下水位差越大， 水的重力势能越大，能发出的电就越多。 空气在流动过程中所具有的机械能叫作风能。 ·风能的大小由风速和流动空气的质量决定 风能也可以用来发电，风吹动风车，带动发电机发电。在风力资源丰富的地区，可以同时安装 几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联网供电。 科学世界0 抽水蓄能电站 在生产生活中，人们用电的情况时常会发生变化。有时电力系统发出的电无法得到使 用，电网又没办法储存，既造成大量的浪费，又影响供电系统的安全。 如图11.4-5所示，抽水蓄能电站建有上、下两座水库，两座水库互通，水流双向运行。 抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水 库，进行发电。这样的抽水蓄能电站可以提升电力系统的灵活调节能力，具有调峰、填谷、储 能等功能，能提高电网运行的稳定性，为实现新能源安全可靠替代传统能源、推动绿色低碳 发展提供条件。因此，抽水蓄能电站也被称为“超级充电宝”。 142 第十一章功和机械能 当前，我国抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。截至2022年年底，已建的抽水蓄能 电站总装机容量为4579万千瓦，居世界首位。 图11.4-5天荒坪抽水蓄能电站 练习与应用（① 1.某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？在他从低 处摆向高处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？ 答案：从高处摆向低处的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能： 从低处摆向高处的过程中，重力势能增大，动能减小，动能转化为重力势能。 2.跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置，如 图11.4-6所示。请分析运动员在这个过程中各阶段的能量转化情况（不考虑摩擦和空气阻力）。 答案：从A位置运动到B位置的过程中，重力势能转化为动能；从B位置运动到C位置的过程 中，动能转化为重力势能；从C位置运动到D位置的过程中，重力势能转化为动能。 助滑A 着陆坡 图11.4-6 图11.4-7 3.怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？说明这种抛法的理由。 答案：用力向下抛：略 4.在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端 穿过小洞用竹签固定（图11.4-7）。做好后将它从不太陡的斜面滚下。观察有什么出人意料 的现象。怎样解释看到的现象？ 答案：略。 143 Q新学期对照学物理八年级下册 脉络梳理 动能 内容：如果只有动能和势能相互转化， 机械能 尽管动能、势能的大小会变化， 重力势能 势能 机械能 但动能和势能的总和不变 弹性势能 守恒 条件：只有动能和势能相互转化 水能和风能的利用 举例：人造地球卫星绕地球运行 机械能 及其转化 课外提升对照练 机械能及其转化（→5年340考 1.选材新风向科技前沿)2024年5月3日，长征五号遥八运载火箭搭载嫦娥六号探测器成功发射，开 启了人类月背取样的旅程。在火箭加速升空的过程中，嫦娥六号( A.重力势能减小，动能增大 B.重力势能增大，动能减小 C.机械能增大 D.机械能不变 2.下图是小球在地面弹跳过程的频闪图片，其中A处和B处等高。此过程中，以下判断正确的 是() A.小球从左向右运动 B.小球的机械能不断增大 A 8 左 88 88 C.说明能量是不守恒的 00 D.小球在A处时的机械能小于在B处时的机械能 3.真实生活情境科技与生活以下四种发电形式中，不属于利用机械能发电的是( A.水力发电 B.风力发电 C.潮汐发电 D.光伏发电 4.小明用力将篮球斜向下掷向地面，篮球碰到地面后斜向上反弹，部分运动轨迹如图中虚线所示， 甲、乙为运动轨迹上的两点，篮球在甲、乙两点的重力势能分别为12J、6J。则篮球在甲、乙两点 处的动能可能为() 甲 A.0、6J B.2J、7J C.0、4J D.2J、9J 144 第十一章功和机械能 5.过山车的轨道ABCD为环形，如图所示，A为最低点，B、D点等高，C为最高点，D为最右侧的点。 过山车从A点出发，沿顺时针方向先由链条带动经B点缓慢拉至C点，再从C点释放，过山车 沿轨道加速向下经D点回到A点。在轨道上的这个运动周期内，不考虑摩擦，关于过山车的说 法正确的是() A.从A点到C点的过程，动能转化为重力势能 B.从C点到A点的过程，重力势能转化为动能 C.在C点的重力势能最大，在D点的动能最大 D.在B点和D点的机械能相等 6.一个小球从高空中由静止竖直下落，不计空气阻力，请在图中画出小球的机械能E随时间t变 化的大致关系图像。 0 7.中考新角度动手操作如图为“会跳的卡片”，A为卡片外侧，B为卡片内侧，实验时 应把 (选填“A”或“B”)面朝下紧贴桌面，压平后松手，卡片会跳起来。 为了让卡片跳得更高一些，可以将豁口剪得 (选填“深一些”或“浅一 些”)，或者 (选填“增大”或“减小”)豁口之间的距离。 8.知识对照@如图为某火星探测器在轨运动的轨迹图。在从远火点向 火星○近火点 近火点运动的过程中，探测器的重力势能 ,动能 远火点 (前两空均选填“增大”或“减小”)，所以近火点的速度 (选填“大于”“小于”或“等 于”)远火点的速度。 9.如图，甲、乙两个完全相同的小球，以同样的速度v沿着与水平方向均成0角的方向斜向上抛 出，甲球沿光滑斜面，乙球抛向空中，不计空气阻力，甲、乙两球能到达的最高点分别为α点与b 点，离地高度分别为h和2。在这个过程中，小球的机械能是 (选填“守恒”或“不守 恒”)的，图中h (选填“大于”“小于”或“等于”)h2o 甲 乙 10.如图，小明用单板滑雪，从C点由静止自由滑下，经过B点到达最 低点O,然后到达另一侧与B点等高的A点时速度刚好为零。则 A 由C点到B点的过程中，其 能转化为动能；从C点到A点 的过程中，其机械能的总量 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 145 Q新学期对照学物理八年级下册 11.取一个轻质的圆柱形盒盖，在内侧粘上一个较重的铁球，如图放置在不太陡的斜面上，松开手 后会发现盒盖向上滚动，关于滚动过程下列说法正确的是() A.由于整体上移，滚动过程中整体的重力势能增加 B.虽然整体上移，但滚动过程中整体的重力势能没有增加 C.向上滚动时整体的动能转化为重力势能 D.适当减小铁球的质量，向上滚动过程可以滚过完整的一圈 12.如图为河北丰宁抽水蓄能电站（目前世界装机容量最大）的示意图，用电低谷时，通过电力将水 从下水库抽到上水库：用电高峰时，再由上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是( A.水从下水库被抽到上水库，水的重力势能减小 上水库 地下 B.物料运输车沿盘山路行驶，速度增大时，动能减小 广房 自流排水洞 C.放水发电时，水由上水库至下水库，水的重力势能增大 下水库 D.水沿自流排水洞自动向下流动时，重力势能主要转化为动能 盘山路 13.在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑 色圆斑A、B,如图所示。下列说法中正确的是( )(忽略空气阻力) B A.皮球下落过程中，动能转化为重力势能 B.皮球落地发生形变的过程中，动能转化为弹性势能 C.形成圆斑B时，皮球是从更高处下落的 D.形成圆斑A时，皮球接触地面后形变程度更小 昆易错总结】 水能和风能的利用（◆）5年19考 14.知识对照②如图所示的是水电站的示意图。 我们知道水电站是利用水能资源的一项重大工程。那么，水电站到底是怎样发电的？其 实它是利用能量的转化来发电的，把水库里的水蓄高后，打开水坝导管的闸门，水就会沿着导 管泻下，推动水轮机发电。 (1)请你根据以上文字说明，试从能量转化的角度来解释水电站的工作原理。 (2)建设水电站选址时，从能量的利用角度，你将选择图中的A址还是B址？请说说你的 看法。 146 第十一章功和机械能 (3)水库中的水沿导管泻下的过程中，机械能变大还是变小？请说说你的看法。 水库 水坝 水轮机 导管 下游 乙易错总结】 举一反三⊙ 对照教材第100页 1.如图，在同一高度以大小相同的初速度。分别竖直向上和斜向上将两个相同小球抛出，不计空 气阻力，两小球竖直向上、斜向上到达最高点时距水平地面的高度分别为h、2,两小球又下落 到与抛出点等高度时的速度大小分别为u,、2,则( A.h1=h2,y1=v2 B.h1>h2,v1=2 C.h1=h2,v1>v2 D.h1>h2,v1<2 2.【对照第2题】弹跳杆运动是一项广受欢迎的运动。弹跳杆的结构如图1所示。图2是小明玩弹 跳杆时由最低位置上升到最高位置的过程。针对此过程，下列分析正确的是()（不计摩擦） 桃杆 脚踏无 -弹黉 a最低位置 b弹簧恢复到原长时 c最高位置 图1 图2 A.a→b的过程中，弹簧的弹性势能全部转化为小明的动能 B.a→c的过程中，小明先加速后减速，在b位置速度达到最大 C.b→c的过程中，弹簧的弹性势能转化为小明的重力势能 D.在a位置时弹簧的弹性势能最大，小明的动能最小 乙I易错总结】 147