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第十章 机械能及其转化
第三节 机械能及其转化
第四节 水能和风能
知识清单
一、机械能及其转化
1.机械能:___________________与 ___________________之和.
2.机械能的转化及守恒
(1)转化:_______________和______________可以相互转化.滚摆下降时,它的_________能越来越小,_______________能越来越大.
(2)守恒:如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和_______________.
二、水能
1.水力发电
(1)作用:利用_________________带动发电机发电.
(2)能量转化:水从上游流下时,____________能转化为____________能,冲击水轮机转动;水轮机带动发电机转动,将_____________能转化为____________能.
2.潮汐发电:利用海水的_____________能,通过水轮发电机转化为____________能.
三、风能
1.风能的特点:利用起来比较简单,而且不会污染环境,但不____________,也不便于________________.
2.风能的利用:风吹动风车转动,带动发电机转动,将__________能转化为_________能.
提示
(1)水能主要是利用水位差来做功,风能是流动的空气具有的能量.水能和风能都是自然界大量存在的天然资源,它们的共同特点是储量丰富,使用无污染.(2)利用水能和风能发电的过程是将机械能转化为电能的过程.
基础演练
考点一 动能和势能的相互转化
1.关于苹果加速下落的过程,下列分析正确的是( )
A.重力势能转化为动能,动能增大 B.动能转化为重力势能,动能减小
C.动能转化为重力势能,重力势能增大 D.无能量的转化,重力势能和动能不变
2.你一定剪过指甲吧!为什么指甲被剪断之后不是原地掉下来,而是“飞”出去 原来,指甲受到指甲钳的挤压,改变了______________,当指甲被指甲钳剪断后,指甲的_________________转化为指甲的动能,让指甲“飞”出去.
考点二 机械能的变化及守恒
3.2021年5月29日,我国用“长征七号”运载火箭成功发射了“天舟二号”货运飞船,5月30日,“天舟二号”货运飞船与我国空间站的天和核心舱完成了交会对接.下列说法正确的是( )
A.“天舟二号”货运飞船加速上升过程中机械能守恒
B.“天舟二号”货运飞船加速上升过程中动能转化为重力势能
C.“天舟二号”货运飞船加速上升过程中重力势能转化为动能
D.对接成功后“天舟二号”货运飞船与天和核心舱处于相对静止状态
4.如图所示是跳水运动员跳板跳水时的情景,跳板跳水运动有起跳、腾空、落水几个阶段,若不计空气阻力,从腾空到落水的过程中( )
A.动能增大,机械能增大 B.重力势能减小,机械能减小
C.动能先减小后增大,机械能不变 D.重力势能先减小后增大,机械能不变
考点三 水能和风能的利用
5.下列成语或诗句与水能或风能无关的是( )
A.惊涛拍岸 B.电闪雷鸣 C.北风呼啸 D.飞流直下三千尺
6.风是地球上的一种自然现象.风力发电首先是利用风力带动风车叶片旋转,把风的动能转化为风轮的机械能,风轮带动发电机发电.从能源利用等角度说说使用风能的优点:_____________________________________________________________(答出一点即可).
能力提升
7.(多选)下列现象中利用风能或水能做功的是( )
A.帆船在河水中逆流航行 B.风力发电
C.用太阳灶把水烧开 D.木船在河中顺流而下
8.如图所示为游乐场中在竖直面内转动的摩天轮,小红乘坐该摩天轮时速度大小不变,则她从最低点上升到最高点的过程中( )
A.动能减小 B.重力势能不变 C.机械能增大 D.机械能不变
9.苏翊鸣在2022年北京冬奥会单板滑雪男子大跳台比赛中夺得金牌.如图所示为运动员在空中运动的轨迹,图中a、c两处等高,若不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.运动员从a处到b处重力势能转化为动能 B.运动员在a处和c处的重力势能相等
C.运动员在b处时的机械能最大 D.运动员从b处到d处速度逐渐减小
10.如图所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放,甲球下落过程中经过P、Q两点,忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.着地瞬间,两球的动能相等 B.甲球在P点和Q点的机械能相等
C.释放瞬间,两球的重力势能相等 D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等
11.如图所示,足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球( )
A.在b、d两点动能相等 B.在a、d两点动能相等
C.从b到c的过程机械能减小 D.从c到d的过程重力势能减小
12.蹦床运动是奥运会比赛项目之一,如图所示,运动员比赛开始前直立在蹦床中央,比赛开始时快速下蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时是成直立状态并一直保持.到达最高点后下落到接触蹦床时又快速下蹲并立即恢复直立,再次被蹦床弹起,达到更高点.忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A.在此整个过程中,运动员机械能守恒
B.在此整个过程中,运动员机械能一直在增大
C.从离开蹦床到下落接触蹦床的过程中,运动员机械能守恒
D.从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中,运动员机械能守恒
13.唐诗中有“黄河远上白云间”“不尽长江滚滚来”的诗句,从物理学的角度来看,前一句生动形象地表明黄河水存储着大量的_____________能,后一句表明长江水具有大量的________________能.
14.如图是道路两边的风光互补路灯,它们所利用的能源有______________,使用这些能源的优点是_______________________________________________________(只写一条).
15.在中考体育考试中,小刚投出的实心球在空中的运动轨迹如图所示.若不考虑空气阻力,则实心球从离开手后到达最高点的过程中,球受____________个力的作用,球的机械能____________(选填“增大”“减小”或“不变”);在最高点时,球的动能____________(选填“大于”或“等于”)零;实心球下落时,越来越快是因为__________能转化为____________能.
16.人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行时,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点.卫星在运行过程中机械能守恒.当卫星从远地点向近地点运动时,它的重力势能_______________(选填“增大”或“减小”),速度越来越______________(选填“快”或“慢”),能量转化情况是_____________________________________________.
素养培育
17.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将金属小球从弹簧正上方某一高度处静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点.通过安装在弹簧下端的压力传感器得到弹簧弹力F随时间t变化的图象,用速度探测仪得到小球速度v随时间t变化的图象,如图乙.(g取10N/kg)
(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,小球的机械能在_____________(选填
“t ”“t ”或“t ”)时刻最大,小球动能的变化情况是________________________.
A.增大 B.减小 C.先增大后减小 D.先减小后增大
(2)实验中所用小球的质量为_______________ kg.
(3)由图可知,当弹簧的压缩量最大时,小球的速度为0,此时,小球处于_____________(选填“平衡”或“非平衡”)状态.
参考答案
知识清单
一、1.动能 势能
2.(1)动能 势能 重力势 动 (2)不变
二、1.(1)水轮机 (2)重力势 动 动 电 2.机械 电
三、1.稳定 储存 2.风 电
基础演练
1. A 2.形状 弹性势能
3. D 4. C 5. B
6.风能为清洁能源,可再生
能力提升
7. BD 8. C 9. B 10. B 11. C 12. C
13.重力势 动
14.风能和太阳能 环保无污染(合理即可)
15.一 不变 大于 重力势 动
16.减小 快 重力势能转化为动能
素养培育
17.(1)t C (2)5 (3)非平衡
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