机械能及其转化讲义-2023-2024学年物理人教版八年级下册

第十五讲动能和势能机械能及其转化考点一、能量1.定义：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。2.实质：物体做功的过程就是能的转移或转化的过程。3.单位：焦耳，符号：J。即能的单位与功的单位相同。4.能量大小的衡量：能量的大小可以用能够做功的多少来衡量，一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。5.物体做功的过程就是能的转化过程：物体做的功越多，说明某种能转化为其他形式的能越多。考点二、动能和势能1.定义:物体由于运动而具有的能，叫动能。2.影响动能大小的因素：物体的质量和物体的速度。速度对物体运动的影响更大。公式表示为：Ek=1/2mv2。（1）质量相同的物体，运动速度越大，它所具有的动能越大。（2）运动速度相同的物体，质量越大，它所具有的动能越大。1.对机动车行驶速度进行限制的原因：因机动车质量一定时，速度越大，动能越大，刹车制动距离越远，越容易出现交通事故。且在相同道路上不同的车型限速也是不同的，因为车型不同的机动车质量不同，当速度相同时，质量大的动能大，制动距离大，而质量小的动能小，制动距离小。所以不同车型限速不同。2.探究物体的动能跟哪些因素有关。（1）实验方法：控制变量法和转换法。（2）结论：质量相同的物体，速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。5.重力势能（1）定义：在地球表面的附近，物体由于高度所决定的能，叫做重力势能。（2）影响因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量一定，高度越大，重力势能越大；高度一定时，物体的质量越大，重力势能越大。EP=mgh。6.弹性势能（1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。（2)影响因素：弹性势能的大小与物体的材料、弹性形变的大小有关，同一物体的弹性形变越大，具有的弹性势能就越大。7.势能：重力势能和弹性势能是常见的两种势能。考点三、机械能及其转化1.机械能：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能＝动能＋势能2.动能和势能的相互转化：物体在运动或发生弹性形变的过程中，动能与重力势能、弹性势能之间，都可以相互转化。3.机械能守恒：在动能和势能相互转化时，机械能并不是总保持不变的。如果只有动能和势能相互转化时，机械能的总和保持不变，即机械能守恒。机械能守恒是一种理想化情况。4.机械能不守恒的情况（1)受阻力（摩擦力）的作用。（2)有重力（弹力）以外的力对物体做功。5.人造地球卫星的机械能转化从近地点到远地点：动能减小，势能增大，动能转化为势能从远地点到近地点：势能减小，动能增大，势能转化为动能关于能的概念，下列说法中正确的是（）A.高山上静止的石头不具有能B.物体已做的功越多，说明物体具有的能量越多C.只要物体能够做功，说明物体具有能D.只有正在做功的物体才具有能下列关于能量的叙述中，正确的是（）A.一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能B.挂在树枝上的苹果，没有做功，所以没有能量C.一根弹簧具有弹性势能D.运动的物体具有能，静止的物体没有能关于功和能的关系,下列说法中正确的是（）A.具有能的物体一定做功多B.物体具有的能越大,它做的功越多C.物体做的功越多,它具有的能越大D.物体能够做的功越多,它具有的能越大下列说法中正确的是（）A.在空中飞行的炮弹只有动能B.停在空中的气球只有重力势能C.一个压在弹簧上的铁块具有弹性势能D.从拦河坝上游流向下游的水只有动能人拉弓射箭时，下列说法中正确的是（）A.放在张紧了的弓上的箭，具有弹性势能B.弓被拉得越弯，人的弹性势能越大C.弓被拉得越弯，弓的弹性势能越大D.弓的弹性势能还和它的质量有关A、B、C三个小球，A、B两球的质量相等，C球比B球的质量大，B、C两球的速度相等，A球比C球的速度大.则它们动能大小的关系是（）A.A球大于B球B.B球大于C球C.A球大于C球D.C球大于A球两车质量相同、同时水平做匀速直线运动，它们运动s-t图象如图所示.分析可知（）A.甲车动能大 B.乙车动能大C.甲车重力势能大 D.乙车重力势能大在电影《斯巴达三百勇士》中，波斯军队用投石车投出巨石来攻击斯巴达克城的城墙，在巨石被投出到击中城墙的过程中，下列说法正确的是（）A.巨石在最高点时动能最大B.巨石在最高点时重力势能最小C.巨石的动能先增大后减小D.巨石的重力势能先增大后减小如图所示是滑雪运动员从最高处的A点由静止开始下滑到最低处B点的过程，下列说法中正确的是（）A.滑雪运动员在A点时只有重力势能，没有动能B.滑雪运动员在A点时只有动能，没有重力势能C.滑雪运动员从A点到B点的过程中，机械能不断增加D.滑雪运动员从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能小星乘超市的自动扶梯匀速上升的过程中，小星的（）A.动能转化为势能，机械能不变 B.动能转化为势能，机械能增大C.动能不变，势能增大，机械能增大D.动能不变，势能不变，机械能不变如图所示，空中加油机正在给匀速水平飞行的战斗机加油，加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行，则战斗机的（）A.动能不变，势能不变，机械能不变B.动能不变，势能减少，机械能减少C.动能增加，势能不变，机械能增加D.动能增加，势能增加，机械能增加如图，人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行，有近地点和远地点，下列说法正确的是（）A.卫星在远地点时速度为零，动能为零B.卫星从近地点向远地点运动，动能增大，势能减小C.卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能守恒D.卫星从远地点向近地点运动，动能增大，势能减小，机械能减小如图所示,小球由静止开始沿着光滑的路面从a点向d点自由运动,其中b和d两点在同一水平高度,则下列说法中错误的是（）A.小球从a到c加速下滑,重力势能转化为动能B.小球从c到d减速上坡,动能转化为重力势能C.小球在b和d时重力势能和动能都相等D.小球从a到d的过程中机械能减小如图所示是一种游戏，叫蹦极。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时的位置，c点是游戏者所到达的最低点，对于游戏者由跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是（）A.游戏者的动能一直在增加B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能C.游戏者通过a点之后，绳子具有弹性势能D.游戏者到c点时，他的势能为零一架飞机在高空中水平匀速飞行，向灾区投放救灾物资。该飞机在此过程中（）A.动能不变 B.动能减小 C.重力势能不变 D.重力势能增大如图是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片.A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能B点的重力势能（选填“大于”“小于”或“等于”）；此过程中皮球的机械能（选填“增大”“减小”或“不变”）.“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置如图所示，小明同学让同一钢球A分别从斜面不同的高度由静止开始滚下，回答下列问题：(1)小明同学在研究动能大小跟_______的关系，实验中他控制了钢球的_______不变。(2)钢球沿斜面滚下过程中，重力势能_______，动能_______（均填“增大”、“减小”或“不变”）(3)实验中小明通过观察，来判断_______（填“钢球”或“木块”）具有动能的大小；(4)若水平面绝对光滑，本实验将_______（填“能”或“不能”）达到探究目的。强化练习一个小孩从高度相同、长度不同的两个滑梯A、B上分别滑下到底端，如图所示，下列说法中（）①忽略运动阻力，他的重力势能全部转化为动能②不忽略运动阻力，他在滑下过程中，机械能守恒③忽略运动阻力，从B滑梯上滑到底端速度较大④不忽略运动阻力，从A滑梯上滑到底端速度较大A.只有①③正确B.只有②③正确C.只有①④正确D.只有②④正确在大型游乐场里,小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”,正向最高点运动｡对此过程,下列说法正确的是（）A.小明的重力势能保持不变B.小明的动能保持不变C.小明的机械能保持不变D.小明的动能先增大后减少运动员在蹦床比赛过程中(不计空气阻力)，下列说法中正确的是（）A.运动员在空中下落过程中(未接触蹦床前)，动能转化为重力势能B.运动员落到蹦床上继续向下运动的过程中，动能一直在增加C.运动员离开蹦床后上升过程中，动能转化为重力势能，机械能不变D.运动员上升到最高点时，速度为零，机械能为零一个人从一楼到五楼，第一次沿梯子走上去，第二次是乘电梯上去，到五楼时此人（）A.第一次重力势能大 B.第二次重力势能大C.两次重力势能一样大 D.无法比较下列物体中：①拧紧的钟表发条；②扔在空中的橡皮；③被拉伸的弹簧；④充满气的气球；具有弹性势能的是（）A.①②③④ B.①③④ C.只有① D.只有①③2021年4月12日万州中学45届田径运动会如期召开，如图是运动员跳高的场景，下列说法正确的是（）A.运动员在空中受到重力和空气阻力，这是一对平衡力B.运动员在离开地面之后能够继续飞行是因为受到惯性的作用C.运动员的鞋子底面有较深的花纹是通过增大压力来增大摩擦力的D.运动员队员上升的过程中，重力势能增加如图所示，在“探究动能的大小跟哪些因素有关”的实验，下列说法错误的是（）A.小球从越高的位置释放，到达水平面的速度越大B.小球沿斜面运动的过程中，重力势能转化为动能C.木块被推动的越远，说明小球动能越大D.小球质量越大，到达水平面时的动能越大《刑法修正案（十一）》自2021年3月1日正式施行，高空抛物罪施行首日，江苏溧阳市人民法院审理一起高空抛物案件，被告人徐某某犯高空抛物罪被判处有期徒刑6个月，并处罚金2000元，这是全国首例高空抛物罪案。被抛下的物体在下落过程中逐渐增大的物理量是（）A.重力势能 B.动能 C.重力 D.密度商场的自动扶梯将小明从二楼匀速送到四楼过程中，小明的（）A.势能增加，机械能不变B.动能减少，势能增加C.动能不变，机械能增加D.动能增加，势能不变踢足球是我国青少年喜爱的一项体育运动，下列有关足球运动中的说法正确的是（）A.足球在下落过程中重力势能不变B.踢足球时，足球对脚的作用力和脚对足球的作用力是一对平衡力C.踢出去的足球在空中能够继续飞行，是因为受到惯性力的作用D.运动员用头顶飞来的足球，足球飞行路线发生了变化，说明力能改变物体的运动状态如图所示，摩天轮匀速转动时，带动“观光屋”匀速转动，下列说法正确的是（）A.观光屋上升时重力势能增加、动能减小B.观光屋上升到最高点，如果所有外力突然消失，观光屋继续做圆周运动C.由于是匀速圆周运动，观光屋内的人运动状态不变D.摩天轮静止时，缆绳对观光屋的拉力和观光屋的总重力为一对平衡力骑自行车下桥时，人不用力蹬车，但速度却越来越大，这是因为（）A.重力不断增大 B.重力势能逐渐转化为动能C.惯性不断增大 D.动能逐渐转化为重力势能（不定项）如图所示，在光滑水平面上有一左端固定的轻质弹簧，它的右端连接一金属小球。A点是压缩弹簧后小球静止的位置，O点是弹簧原长时小球的位置，B点是小球到达最右端的位置。当小球在A、B两点之间来回运动时，下列说法正确的是（）A.小球从A运动到O的过程中所受弹力方向向右、速度不断增大B.小球从O运动到B的过程中所受弹力方向向右、速度不断减小C.小球运动到B点时的速度为零，此时小球将处于平衡状态D.小球在O点时运动速度最大如图是一名跳伞运动员跳伞时的情景，当他匀速下落时，运动员和伞的重力势能______，动能______，机械能______（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。2020年疫情期间，为了更好地支援抗疫工作，汽车工程师给汽车加装了雾化系统、防水系统和自动控制电路，控制喷洒启停等功能，可实现2米范围内的喷洒消毒。当消毒汽车在水平地面上匀速行驶喷洒消毒液时，动能______，重力势能______，机械能______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。如图所示，当运动员从高处下落时，感觉蹦床是运动的，是以______为参照物；在接触蹦床之前，运动员的________能转化为动能；从接触蹦床到离开蹦床的过程中，蹦床弹性势能的变化情况是_______。如图所示实验，让小球从斜槽A点由静止滚下，到达水平面点后继续运动一段距离静止在点。（1）请画出小球在斜槽运动过程中的受力示意图______；（2）小球由A点运动到点的过程中，速度会越来越快。试从能量转化的角度分析其原因______；（3）使小球由点运动一段距离后静止在点的原因是什么？______。若要使小球继续向前运动更远的距离，可以采用的方法是______；（4）根据上述实验分析可得：物体的运动和力之间的关系是______。如图所示是“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。（1）该实验中所探究物体的动能是指（选填“小球A”或“木块B”）的动能。（2）实验表明，让小球A分别从斜槽不同高度由静止滚下，高度越大，速度越，木块B被撞得越远。可得结论：质量相同时，小球的速度越，动能越大。（3）若要研究物体动能与质量的关系，应让不同质量的小球A从斜面高度由静止滚下