专题24 机械能及其转化-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)

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名称 专题24 机械能及其转化-2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)(解析版和原卷版)
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文件大小 6.4MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2026-03-05 00:00:00

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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
第十一章 功和机械能
专题24 机械能及其转化
1. 物理观念:
(1)理解机械能的概念。
(2)知道动能和势能之间可以相互转化,能举出实例说明如何转化的。
(3)理解机械能守恒定律,知道在只有动能和势能相互转化的情况下,机械能的总和是不变的。能够应用机械能守恒定律解决一些简单的实际问题,如计算物体在某个位置的速度或高度等。
2. 科学思维:知道物理量守恒的思想,能用守恒思想解决实际物理问题。
3. 科学探究:通过实验和观察,了解动能和势能之间可以相互转化的现象,并理解这种转化是如何发生的。
4. 科学态度与责任:培养观察、分析和解决问题的能力,提高实验能力和科学素养
知识点1. 机械能及其转化
1.机械能概念:机械能的概念:动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。机械能的单位是焦耳(J)。
2. 机械能及其转化
(1)动能和势能的可以相互转化
(2)动能和弹性势能的可以相互转化
(3)重力势能和弹性势能的转化:弹性势能和重力势能之间不能直接转化。只有伴随动能的转化才能实现弹性势能和重力势能的转化。如撑杆跳高,助跑踏杆时,动能转化为弹性势能;人上升跃杆时,弹性势能转化为动能和重力势能;跃杆后,重力势能转化为动能;落到垫子上,动能和重力势能转化为弹性势能。
知识点2. 机械能守恒定律
(1)机械能守恒定律∶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,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
(2)机械能守恒的条件∶机械能守恒是有条件的,只有动能和势能相互转化时,或者说只有重力和弹力做功时,机械能才守恒。
(3)机械能不守恒的情况
①受到阻力作用的物体机械能不守恒。如果运动的物体受到摩擦或空气阻力,机械能就会转化为其他形式的能,从而使机械能逐渐减小,不再守恒。如落地的篮球越跳越低,最终静止在地面上,机械能逐渐减小。
②有重力或弹力以外的力对物体做功时,机械能不守恒。
知识点3. 水能和风能的利用
1.水能
(1)概述:水能属于自然界中具有大量机械能的天然资源,自然界中的瀑布、潮汐、河流都具有大量的水能。
(2)特点:无污染、蕴藏量大、可循环利用。
(3)利用:
①早期:人们利用水车来汲水,磨粉、碾谷等。
②到18世纪,人们利用大功率水车来带动纺织机械、冶金、鼓风机工作。
③近代,利用水力带动水能发动机发电。
2.风能
(1)概述:风是流动的空气,由于不同地区、不同时刻、不同高度的空气温度不同,压强也不同,空气就会流动起来,形成风。
(2)特点:资源丰富、无污染、不稳定、不便于储存。
(3)应用
①利用风能来驱动帆船航行;
②利用风能来推动风车做功;
③利用风能来发电。
重要解题方法总结:
分析能量变化情况:
①判断动能如何变化:找题干关键词——“匀速”、“加速”或“减速”
②判断重力势能如何变化:找题干关键词——“上升”、“水平运动”或“下落”
③判断机械能如何变化:
机械能=动能+势能,当动能和重力势能一增一减时,机械能无法判断,看下列两种情况而定。
a.看题干中是否有“光滑”(地面上)、“不计空气阻力”(空中)等字眼,若有,则机械能不变。
b.若没有,则机械能变小,有一部分机械能转化为内能。
易错点:对机械能守恒定律的理解模棱两可,导致分析思路错误。
1.机械能守恒: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,但机械能的总和不变,或者说机械能守恒。机械能守恒的条件是只有动能和势能之间发生转化,没有其他形式的能参与转化。但在现实生活中,由于摩擦阻力的存在,动能和势能相互转化的过程中总要克服摩擦力做功,总有部分机械能转化为其他形式的能,机械能的总量减少。
2. 机械能守恒时,说明物体只受重力作用、或者只受弹力作用、或者只受重力和弹力作用,除此不受别的力。可以由容易分析的高度和形变大小先判断势能,再判断动能的变化。
考点1. 机械能
1.影响因素:物体的机械能由质量、速度、高度和弹性形变程度等共同决定。物体的质量越大、速度越大、所处的高度越高、弹性形变越大,物体的机械能就越大。
2.对机械能的理解:
(1)机械能是与物体机械运动紧密相关的能量。
(2)一个物体可以既有动能,又有势能。
(3)一个物体具有机械能时,可以表现为只有动能,没有势能;也可以表现为只有势能,没有动能。
(4)物体的机械能等于它的动能和势能(重力势能和弹性势能)之和。
【例题1】如图摩天轮直径达50米,有30个座舱,游客可以通过它看到沈阳的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动,则下列说法正确的是(  )
A.以地面为参照物,小明是静止的
B.从最低点转动到最高点的过程中,小明的机械能变大
C.从最高点转动到最低点的过程中,小明的动能变大
D.从最高点转动到最低点的过程中,小明的重力势能变大
【答案】B
【解析】A.小明随座舱在竖直平面内匀速转动的过程中,相对于地面,位置发生了改变,所以以地面为参照物小明是运动的,故A错误;
B.小明从最低点匀速转动到最高点的过程中,质量不变,速度不变,高度变大,即动能不变,重力势能变大,机械能变大,故B正确;
C.物体的动能与质量和速度有关,从最高点匀速转动到最低点的过程中,质量和速度都不变,动能不变,故C错误;
D.物体的重力势能与质量和高度有关,从最高点转动到最低点的过程中,质量不变,高度变小,小明的重力势能变小,故D错误。故选B。
(考点1的变式练1)投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为(  )
A. 80J B. 100J C. 180J D. 280J
【答案】A
【解析】由题可知,因为不计空气阻力,机械能守恒,铅球运动过程中只有重力势能和动能的相互转化,若铅球落到地面时重力势能为零,则动能为最大值280J。由图可知,当铅球到最高点时,即距离地面2.5米时,动能为180J,则重力势能最大值为100J;已知铅球出手高度为2m,所以其重力势能小于100J。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
(考点1的变式练2)始终水平匀速直线飞行的飞机,在向目标处空投物资后,飞机的机械能_______;物资在空中加速下落的过程中,其惯性将________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】 变小 不变
【解析】飞机在匀速飞行投物资过程中,速度不变,质量减小,其动能变小;高度不变,质量减小,重力势能减小,则飞机的机械能减小。
惯性大小只与物体的质量有关,物资在空中加速下落的过程中,质量不变,其惯性大小不变。
考点2. 机械能转化与机械能守恒定律
1.机械能转化判断方法:判断动能和势能的相互转化情况时,先运用动能和势能的影响因素分析得出物体所具有的动能和势能的大小变化情况,那么能的转化情况就是变小的那种形式的能转化成变大的那种形式的能。
2.机械能守恒:大量事实表明,若只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总量保持不变,即机械能守恒。
【例题2】(2025黑龙江牡丹江)蹦极是一项以高空跳跃和弹性绳缓冲为核心的高风险户外极限运动。参与者从40米以上高度的平台跃下,若不计空气阻力,在第一次由最高点竖直下落到最低点的过程中,可简化成两个阶段,第一阶段是参与者从最高点下落到弹性绳刚好伸直时,此阶段参与者的重力势能和动能如何转化?第二阶段是从弹性绳刚好伸直时到参与者下落到最低点,在此阶段,参与者的重力势能、动能和弹性绳的弹性势能都发生怎样的变化?
【答案】第一阶段是参与者的重力势能转化为动能。
第二阶段是参与者的重力势能减少,动能先增加后减小,弹性绳的弹性势能增加。
【解析】①第一阶段是参与者从最高点下落到弹性绳刚好伸直时,此过程中弹性绳还未发生形变,弹性势能为0,此时只受重力,故参与者向下做加速运动;下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小;速度增加,动能变大,所以此阶段参与者的重力势能转化为动能。
②第二阶段是从弹性绳刚好伸直时到参与者下落到最低点,弹性绳发生形变,形变程度变大,弹性势能逐渐变大;且下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小;同时,当弹力小于重力时,参与者向下做加速运动,动能增加,当弹力大于重力时,参与者向下做减速运动,动能减少;故参与者的重力势能减少,动能先增加后减小,弹性绳的弹性势能增加。
(考点2的变式练1)如图所示,用绳子把一块橡皮悬挂起来,把橡皮贴近自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,橡皮向前摆去又摆回来,不会碰到鼻子。下列说法正确的是(  )
A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B.橡皮摆动到最低点时动能最小
C.橡皮在下降过程中,重力势能减小,动能增大
D.橡皮在上升过程中,重力势能转化为动能
【答案】C
【解析】A.由于在摆动中,橡皮受到了空气阻力,故机械能不守恒,故A错误;
B.橡皮在最低点时,高度最低,速度最快,所以重力势能最小,动能最大,故B错误;
C.橡皮在下降过程中,高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增加,重力势能转化为动能,故C正确;
D.橡皮在上升过程中,重力势能增加,动能减小,是动能转化为重力势能,故D错误。
故选C。
(考点2的变式练2)游乐场上的翻滚过山车是一种惊险有趣的游戏,如图为过山车轨道的简化示意图。过山车从高处的A点沿倾斜轨道加速滑下至B点,然后沿圆环轨道减速上升至圆环顶部C点,再沿圆环轨道加速运动至D点,最后沿水平轨道减速运动直到停止。则下列说法中正确的是(  )
A.整个过程中,在E点机械能最大
B.从A点到B点的过程中,过山车的重力势能增大,动能增大
C.从B点到C点的过程中,过山车的动能全部转化为重力势能
D.从C点到D点的过程中,过山车的重力势能减小,动能增大
【答案】D
【解析】A.在从A到E的过程中,因为过山车轨道存在摩擦力,机械能减小,故A错误;
B.A到B的过程中,高度下降,重力势能减小,动能增大,故B错误;
C.从B点到C点的过程中,动能减小,重力势能增大,但因为摩擦力的存在,故部分机械能转化为内能,故C错误;
D.从C点到D点的过程中,高度降低,重力势能减小,动能增大,故C正确。故选C。
考点3. 水能和风能的利用
1. 水能:用水能发电,修筑拦河坝提高上游水位,水的重力势能越大,能发出的电就越多。
2. 风能:风能也可以用来发电,风吹动风车,可以带动发电机发电。
【例题3】(2025河北)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,重力势能减小
B 物料运输车沿盘山路行驶,速度增大时,动能减小
C. 放水发电时,水由上水库至下水库,水的机械能变大
D. 水沿自流排水洞自动向下流动时,重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】A.水从下水库被抽到上水库,质量不变,高度增大,重力势能增大,故A错误;
B.物料运输车沿盘山路行驶,质量不变,速度增大时,动能增大,故B错误;
C.放水发电时,水由上水库至下水库,克服摩擦做功,机械能减小,故C错误;
D.水沿自流排水洞自动向下流动时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为为动能,故D正确。故选D。
(考点3的变式练1)从能量角度看,自然界中的流水和风都是具有大量 能的天然资源,19世纪人类开始利用水能发电,一定量的水上下水位差越大,水的 能就越大,发的电就越多。
【答案】 机械 重力势
【解析】自然界的流水和风都在运动,能推动物体做功,蕴藏大量的重力势能和动能,所以具有大量的机械能。
一定量的水,所受的重力相等,上下水位差越大,说明高度落差越大,所具有的重力势能越大。
(考点3的变式练2)新疆的达坂城号称“百里风区”,当地的民谣说:“达坂城,老风口,大风小风天天有,小风刮歪树,大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有______。为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的风力发电站可以将风能转化为______,从而减少二氧化碳排放。风将石头从地面吹飞起来的过程中石头的重力势能______。
【答案】能量 电能 增大
【解析】根据民谣知道,风做功使树发生弹性形变,具有弹性势能,使石头机械能增大,说明风具有能量。
风能资源不同于化石燃料,风能是可再生无污染的清洁能源。风力发电站可以将风能转化为电能,从而减少二氧化碳排放。
风将石头从地面吹飞起来的过程中,石头的质量不变,高度增大,重力势能增大。
1.《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城东京(今河南开封)的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,是北宋时期都城汴京当年繁荣的见证,也是北宋城市经济情况的写照。如图所示为《清明上河图》中一个人正在荡秋千的场景,下列判断中正确的是( )
A.运动到最高点时,她的动能为零,重力势能最大
B.运动到最低点时,她的动能最大,重力势能也最大
C.从最高点到最低点的过程中,她的动能转化为重力势能
D.在荡秋千的整个过程中,她的机械能的总和不变
【答案】A
【解析】A.运动到最高点时,她的质量不变,速度为零,动能为零;质量不变,高度最大,所以重力势能最大,故A正确;
B.运动到最低点时,她的质量不变,速度最大,动能最大,此时高度最低,所以重力势能最小,故B错误;
C.从最高点到最低点的过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小,速度变大,动能变大,她的重力势能转化为动能,故C错误;
D.在荡秋千的整个过程中,由于存在空气的阻力,克服阻力做功,机械能变小,故D错误。故选A。
2. 跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
【答案】C
【解析】A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性形变程度变大,弹性势能增大,故A错误;
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,运动员的质量不变,高度变大,重力势能增大,故B错误;
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,质量不变,速度减小,动能减小,故C正确;
D.运动员从最高点下落的过程中,由于受到空气阻力的作用,一部分机械能转化为内能,机械能减小,故D错误。故选C。
3.如图是神舟十八号载人飞船与长征二号F遥十八运载火箭组合体于2024年4月25日20时58分57秒在酒泉发射中心点火发射,飞船在加速升空过程中,下列说法正确的是(  )
A.飞船在升空过程中只受重力的作用 B.动能增加,重力势能增加,机械能增加
C.动能增加,重力势能减少,机械能不变 D.飞船升空时机械能守恒
【答案】B
【解析】A.飞船在升空过程中受重力、推力、空气阻力作用,故A错误;
BCD.质量不变,速度变大,高度升高,动能增加,重力势能增加,机械能为动能与重力势能之和,机械能增加,故B正确,CD错误。故选B。
4.如图所示,一小球从固定轨道A处静止下滑,经过B处,再向上运动到轨道右端的最高点C处(图中并没画出,轨道足够长),整个过程只有动能和势能之间的转化。下列说法正确的是( )
A.C处离地高度等于A处离地高度
B.小球在A处的机械能大于在C处的机械能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球从A运动到B的过程是动能转化成重力势能
【答案】A
【解析】AB.整个过程只有动能和势能之间的转化,机械能守恒。故小球在A处的机械能等于在C处的机械能;C处与A处的动能都为0,故C离地高度等于A处离地高度,故A正确,B错误;
C.此过程机械能守恒,处处相等,小球在B处的机械能等于在C处的机械能,故C错误;
D.小球从A运动到B的过程,高度减小,重力势能减小,速度变大,动能变大,是重力势能转化为动能,故D错误。故选A。
5.在学校足球比赛中,足球被运动员踢飞离开脚直到上升到最高点的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.足球的重力势能不断减小 B.足球的动能不断增大
C.足球的机械能不断减小 D.运动员对足球做了功
【答案】C
【解析】ABC.足球被运动员踢飞离开脚直到上升到最高点的过程,质量不变,高度变大,重力势能变大,速度变小,动能变小;由于克服空气阻力做功,一部分机械能转化为内能,使得足球的机械能逐渐减小,故AB错误、C正确;
D.当足球离开运动员的脚之后,运动员对足球没有施加力,所以不做功,故D错误。
故选C。
6.如图所示,跳水运动员踏板时首先从高处落到处于自然状态的跳板上(A位置),不计空气阻力,然后随跳板一同向下运动到最低点(B位置)。从A位置到B位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员的机械能保持不变
B.运动员到达位置B之前,所受到的合力是向下的
C.在这个过程中,运动员动能一直减小
D.在这个过程中,运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能
【答案】D
【解析】A.从A位置到B位置的过程中,跳板弯曲,运动员的机械能转化为跳板的弹性势能,故运动员的机械能减小,故A错误;
B.从A位置到B位置的过程中,开始时,重力大于跳板对运动员的弹力,合力向下,接下来跳板形变程度变大,弹力变大,当弹力大于重力时,合力向上,故B错误;
C.从A位置到B位置的过程中,开始时,重力势能转化为动能和跳板的弹性势能,运动员动能增大,后来弹力大于重力时,运动员减速,故C错误;
D.从A位置到B位置的过程中,重力势能一直在减小,即重力势能和动能都转化为跳板的弹性势能,故运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能,故D正确。故选D。
7. 我国是世界上水资源最丰富的国家之一,下列关于水能的说法中,不正确的是( )
A.水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组
B.诗句“不尽长江滚滚来”, 描述的是长江水具有动能
C.诗句“黄河之水天上来”,描述的是黄河水具有重力势能
D.利用水能发电时,从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
【答案】A
【解析】A.水力发电时建造拦河大坝,是为了提高水的高度,使水具有较大的重力势能,不是为了防止水流太急冲坏发电机组,故A错误,符合题意;
B.“不尽长江滚滚来”,因为水有一定的速度和质量,因此长江水具有动能,故B正确,不符合题意;
C.“黄河之水天上来”,因为水有一定的高度和质量,所以黄河水具有重力势能,故C正确,不符合题意;
D.利用水能发电时,从上游奔腾而下的水,有一定的速度、质量、高度,既具有动能又具有重力势能,故D正确,不符合题意。故选A。
8. 如图所示的情景中,属于动能转化为重力势能的是(  )
A. 热气球匀速下降 B. 拉弓射箭 C. 渔网散开落下 D. 滑板车滑上坡顶
【答案】D
【解析】A.热气球匀速下降,质量不变,速度不变,动能不变,高度减小,重力势能减小,所以不动能转化为重力势能,故A不符合题意;
B.拉弓射箭时,弓的弹性形变程度逐渐减小,弹性势能减小;箭由静止变为运动,动能增大,弹性势能转化为动能,故B不符合题意;
C.渔网散开落下,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能,故C不符合题意;
D.滑板车滑上坡顶,质量不变,高度增大,重力势能增大,速度减小,动能减小,动能转化为重力势能,故D符合题意。故选D。
9. 一架国产C919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞,经过3个多小时的飞行后安全降落,这标志着即将交付的首架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,在水平道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能
【答案】A
【解析】A.飞机在升空过程中,高度增大,质量不变,所以飞行员的重力势能逐渐增大,故A正确;
B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,速度是变化的,质量不变,所以飞行员的动能会发生变化,故B错误;
C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,质量不变,高度、速度会发生变化,重力势能、动能会发生变化,所以飞机的机械能也会发生变化,故C错误;
D.飞机降落后,在水平道上滑行过程中,飞机的高度不变重力势能不变,所以飞机的动能没有转化为重力势能,故D错误。故选A。
10. 电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A. 叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104J
B. 叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103J
C. 叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能
D. 叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能
【答案】B
【解析】A.功是力和力的方向上移动的距离的乘积,叉车水平行驶过程中,货物在重力方向没有移动距离,因此货物重力对货物做功为零,故A错误;
B.叉车提升货物的过程中,克服货物重力做功为
故B正确;
C.叉车水平行驶过程中,货物的质量不变,高度不变,故重力势能不变,所以货物的重力势能没有转化为它的动能,故C错误;
D.叉车提升货物匀速上升的过程中,货物的质量不变,高度升高,速度不变,故重力势能增大,动能不变,所以货物的动能没有转化为它的重力势能,故D错误。故选B。
11.如图所示的滚摆,上下往复运动幅度越来越小,最终停在最低点。则下列说法中错误的是( )
A.滚摆的动能与重力势能可以相互转化
B.滚摆下降时重力势能减小、动能增大,而两者总和也在减小
C.滚摆的机械能逐渐转化为内能
D.滚摆上下往复运动的过程中,其重力势能不断减小
【答案】D
【解析】A.滚摆向上运动的过程中, 由于高度升高,则重力势能增加, 同时速度减小,则动能减小,即动能转化为了重力势能;下降过程中,由于高度减小,则重力势能减小,同时速度增大,则动能增加,即重力势能转化为了动能,故A正确;
BC.由A知,滚摆下降时重力势能减小、动能增大;在滚摆运动过程中,滚摆需要克服阻力做功,有一部分机械能会转化为内能,所以两者总和(即机械能)也在减小,故B、C正确;
D.滚摆向上运动的过程中,由于高度升高,则重力势能增大;下降过程中,由于高度减小,则重力势能减小,故D错误。故选:D。
12. 掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法不正确的是(  )
A. 小球越跳越低,说明小球的机械能逐渐减少
B. 从A点运动到B点,小球的重力势能转化为动能
C. 经过相同高度的B、C两点时,小球的重力势能相同
D. 经过相同高度的B、C两点时,小球的动能相同
【答案】D
【解析】A.小球起跳时,由于与空气的摩擦,在弹跳的过程中部分机械能转化为内能,所以机械能逐渐减少,故A正确,不符合题意;
B.从A点运动到B点,小球做加速运动,速度变大,动能增加,高度减小,重力势能减小,即小球的重力势能转化为动能,故B正确,不符合题意;
C.B、C两点高度相同,小球的质量不变,所以B、C两点小球的重力势能相同,故C正确,不符合题意;
D.小球从B点运动到C点时,由于与空气的摩擦,机械能逐渐减少,由于B、C两点高度相同,所以B、C两点小球的重力势能相同,而C点的机械能小于B点,所以C点的动能小于B点的动能,故D错误,符合题意。故选D。
13.一辆汽车匀速上坡,关于它的动能、重力势能和机械能,下列说法正确的是(  )
A.动能增加,重力势能增加,机械能增加
B.动能减少,重力势能不变,机械能不变
C.动能不变,重力势能增加,机械能增加
D.动能不变,重力势能减少,机械能减少
【答案】C
【解析】汽车匀速爬坡的过程中,汽车的质量不变,速度不变,所以动能不变;高度增加,重力势能增加;由于机械能等于动能与势能之和,机械能也增加。故ABD错误,C正确。故选C。
14.如图,一个小球从桌面A点水平运动到B点,然后落到地面弹起,图中虚线为小球的运动轨迹,其中D、E是同一高度的两点。下列说法正确的是(  )
A.小球在A、B两点的重力势能相等 B.小球在D、E两点的动能相等
C.小球在C点的机械能大于F点的机械能 D.小球在F点的机械能等于A点的机械能
【答案】C
【解析】A.小球在A、B两点,小球的高度相等,质量不变,所以小球在A、B两点的重力势能相等,故A正确;
B.小球向右运动过程中,弹起的高度逐渐减小,这是因为小球受到空气阻力的作用会损失一部分机械能,同时与地面碰撞时也会损失一部分机械能,即小球的机械能不守恒,所以D点时具有的机械能大于E点具有的机械能;小球在D点和E点的高度相同,小球的质量不变,所以重力势能相同;机械能等于动能和重力势能的和,所以E点的动能小于D点的动能,故B不符合题意;
CD.小球运动过程中,克服空气阻力做功,机械能减小,小球在C点的机械能大于F点的机械能,小球在F点的机械能小于A点的机械能,故C符合题意,D不符合题意。故选C。
15. 北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛,17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌,成为冬奥历史上该项目最年轻金牌获得者。比赛场地简化如图所示,AC为助滑道,B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中(不考虑一切阻力),重力势能转化______能,机械能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 动 不变
【解析】运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中,运动员质量保持不变,高度变小,重力势能能变小;速度增大,动能变大,重力势能转化动能。
因不考虑一切阻力,运动员只有受到重力做功,支持力不做功,故机械能守恒,即机械能不变。
16. 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”)
【答案】 减小 增大
【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,则动能增大,速度增大。
17.小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时,原有的重力势能就以 的形式储存在弹簧中;当弹簧恢复原长后,在上升过程中, 转化为重力势能。
【答案】 弹性势能 弹性势能
【解析】重力势能与物体的质量和高度有关;弹性势能与物体的弹性形变程度有关。小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时,小明的质量不变,所处的高度变小,所以重力势能减小,弹簧的形变量变大,弹性势能变大,所以原有的重力势能就以弹性势能的形式储存在弹簧中;当弹簧恢复原长后,弹簧的形变量变小,弹性势能变小,在上升过程中,小明的质量不变,所处的高度变大,重力势能变大,此时弹性势能转化为重力势能。
18. 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”)。
【答案】 动 变小
【解析】滚摆从上到下运动的过程中,高度减小,重力势能减小,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,运动过程中需要克服阻力做功,因此机械能减小。
19.如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放,到达D点后返回,B、C两点等高。小球在B点时的动能 C点时的动能,小球由D点返回,最终到达左侧的最高点的高度 D点的高度。(以上两空均选填“等于”、“小于”或“大于” )
【答案】 大于 小于
【解析】从A运动到D点,D点低于A点,说明运动过程中机械能在逐渐较小,原因是受到空气的阻力作用,球在摆动的过程中,一部分机械能转化为内能,机械能会逐渐减小;球在B、C两点高度相同,重力势能相同,B的机械能大于C的机械能,B的动能大于C的动能。
小球由D点返回,由于受到空气的阻力作用,机械能一直减小,所以最终到达左侧的最高点的高度小于D点的高度。
20. 我国无人机技术世界领先,应用广泛。如图所示,送快递的无人机匀速下降时,它相对于地是______的,机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 运动 减小
【解析】如图所示,送快递的无人机匀速下降时,它相对于地的位置不断发生变化,是运动的。因无人机的质量不变,高度变小,重力势能变小,速度不变,动能不变,故机械能减小。
21.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小木块,O点为弹簧在原长时物块的位置。木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,弹簧的弹性势能 ,弹簧和木块的机械能 (填变化情况)。
【答案】 先减小后增大 减小
【解析】木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面被弹簧推着向右运动,到达O点时,弹簧的弹性势能转化成木块的动能,弹簧的弹性势能减小,O点是弹簧原长时木块的位置,此时弹簧的弹性势能为0;木块到达O点后由于惯性继续向右运动,所以弹簧逐渐被拉伸,弹性势能逐渐变大,所以弹簧的弹性势能先减小后增大。
木块在从A到B的过程中,物块克服摩擦做功,一部分机械能转化为内能,所以弹簧和木块的机械能减小。
22. 同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。返回舱以极大的速度进入大气层时,温度急剧升高,此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其降温;返回舱在距离地表10km时,打开降落伞减速,最后安全着陆。请你回答:
(1)电视机屏幕的彩色画面是由哪三种色光混合成的?
(2)高分子固体材料发生了什么物态变化?(写出一种即可)
(3)返回舱打开降落伞后,机械能如何变化?
【答案】(1)红、绿、蓝;(2)升华;(3)减小
【解析】(1)彩色电视丰富多彩的画面都是由红、绿、蓝三种色光按一定比例混合而成的。
(2)飞船与空气摩擦做功,将机械能转化为飞船的内能,温度升高,其表面材料因为吸收大量的热量,所以可能发生熔化、汽化和升华的物态变化。
(3)返回舱打开降落伞减速,它的质量不变,速度减小,故动能减小;同时质量不变,高度减小,重力势能减小,所以机械能减小。
23. 多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌,起源于中国北宋时期,由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型(如图甲),轻轻碰倒第一张骨牌,其余的骨牌就会产生连锁反应,依次倒下(如图乙)。多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析:
(1)在骨牌依次击倒的过程中,骨牌的重心如何变化;
(2)骨牌依次击倒,从能量的角度分析,涉及到不同形式的能量间的转化,请分析其中的能量转化情况。
【答案】 (1)重心降低 (2)重力势能转化为动能
【解析】(1)实际上,每张骨牌的重心先微小提升,然后有明显的降低,整体而言重心是降低的。
(2)骨牌倒下时质量不变,重心会降低,所以其重力势能会减小;重力势能减小后会使得骨牌倒下速度增大,动能增大,重力势能转化为了动能。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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2026人教版新教材物理八年级下册同步精讲精炼学案(全国通用)
第十一章 功和机械能
专题24 机械能及其转化
1. 物理观念:
(1)理解机械能的概念。
(2)知道动能和势能之间可以相互转化,能举出实例说明如何转化的。
(3)理解机械能守恒定律,知道在只有动能和势能相互转化的情况下,机械能的总和是不变的。能够应用机械能守恒定律解决一些简单的实际问题,如计算物体在某个位置的速度或高度等。
2. 科学思维:知道物理量守恒的思想,能用守恒思想解决实际物理问题。
3. 科学探究:通过实验和观察,了解动能和势能之间可以相互转化的现象,并理解这种转化是如何发生的。
4. 科学态度与责任:培养观察、分析和解决问题的能力,提高实验能力和科学素养
知识点1. 机械能及其转化
1.机械能概念:机械能的概念:动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。机械能的单位是焦耳(J)。
2. 机械能及其转化
(1)动能和势能的可以相互转化
(2)动能和弹性势能的可以相互转化
(3)重力势能和弹性势能的转化:弹性势能和重力势能之间不能直接转化。只有伴随动能的转化才能实现弹性势能和重力势能的转化。如撑杆跳高,助跑踏杆时,动能转化为弹性势能;人上升跃杆时,弹性势能转化为动能和重力势能;跃杆后,重力势能转化为动能;落到垫子上,动能和重力势能转化为弹性势能。
知识点2. 机械能守恒定律
(1)机械能守恒定律∶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,但机械能的总和不变,或者说,机械能是守恒的。
(2)机械能守恒的条件∶机械能守恒是有条件的,只有动能和势能相互转化时,或者说只有重力和弹力做功时,机械能才守恒。
(3)机械能不守恒的情况
①受到阻力作用的物体机械能不守恒。如果运动的物体受到摩擦或空气阻力,机械能就会转化为其他形式的能,从而使机械能逐渐减小,不再守恒。如落地的篮球越跳越低,最终静止在地面上,机械能逐渐减小。
②有重力或弹力以外的力对物体做功时,机械能不守恒。
知识点3. 水能和风能的利用
1.水能
(1)概述:水能属于自然界中具有大量机械能的天然资源,自然界中的瀑布、潮汐、河流都具有大量的水能。
(2)特点:无污染、蕴藏量大、可循环利用。
(3)利用:
①早期:人们利用水车来汲水,磨粉、碾谷等。
②到18世纪,人们利用大功率水车来带动纺织机械、冶金、鼓风机工作。
③近代,利用水力带动水能发动机发电。
2.风能
(1)概述:风是流动的空气,由于不同地区、不同时刻、不同高度的空气温度不同,压强也不同,空气就会流动起来,形成风。
(2)特点:资源丰富、无污染、不稳定、不便于储存。
(3)应用
①利用风能来驱动帆船航行;
②利用风能来推动风车做功;
③利用风能来发电。
重要解题方法总结:
分析能量变化情况:
①判断动能如何变化:找题干关键词——“匀速”、“加速”或“减速”
②判断重力势能如何变化:找题干关键词——“上升”、“水平运动”或“下落”
③判断机械能如何变化:
机械能=动能+势能,当动能和重力势能一增一减时,机械能无法判断,看下列两种情况而定。
a.看题干中是否有“光滑”(地面上)、“不计空气阻力”(空中)等字眼,若有,则机械能不变。
b.若没有,则机械能变小,有一部分机械能转化为内能。
易错点:对机械能守恒定律的理解模棱两可,导致分析思路错误。
1.机械能守恒: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,但机械能的总和不变,或者说机械能守恒。机械能守恒的条件是只有动能和势能之间发生转化,没有其他形式的能参与转化。但在现实生活中,由于摩擦阻力的存在,动能和势能相互转化的过程中总要克服摩擦力做功,总有部分机械能转化为其他形式的能,机械能的总量减少。
2. 机械能守恒时,说明物体只受重力作用、或者只受弹力作用、或者只受重力和弹力作用,除此不受别的力。可以由容易分析的高度和形变大小先判断势能,再判断动能的变化。
考点1. 机械能
1.影响因素:物体的机械能由质量、速度、高度和弹性形变程度等共同决定。物体的质量越大、速度越大、所处的高度越高、弹性形变越大,物体的机械能就越大。
2.对机械能的理解:
(1)机械能是与物体机械运动紧密相关的能量。
(2)一个物体可以既有动能,又有势能。
(3)一个物体具有机械能时,可以表现为只有动能,没有势能;也可以表现为只有势能,没有动能。
(4)物体的机械能等于它的动能和势能(重力势能和弹性势能)之和。
【例题1】如图摩天轮直径达50米,有30个座舱,游客可以通过它看到沈阳的别样之美。若小明随座舱在竖直平面内匀速转动,则下列说法正确的是(  )
A.以地面为参照物,小明是静止的
B.从最低点转动到最高点的过程中,小明的机械能变大
C.从最高点转动到最低点的过程中,小明的动能变大
D.从最高点转动到最低点的过程中,小明的重力势能变大
【答案】B
【解析】A.小明随座舱在竖直平面内匀速转动的过程中,相对于地面,位置发生了改变,所以以地面为参照物小明是运动的,故A错误;
B.小明从最低点匀速转动到最高点的过程中,质量不变,速度不变,高度变大,即动能不变,重力势能变大,机械能变大,故B正确;
C.物体的动能与质量和速度有关,从最高点匀速转动到最低点的过程中,质量和速度都不变,动能不变,故C错误;
D.物体的重力势能与质量和高度有关,从最高点转动到最低点的过程中,质量不变,高度变小,小明的重力势能变小,故D错误。故选B。
(考点1的变式练1)投出的铅球在空中飞行,它在整个运动过程中的动能Ek与距离地面的高度h的关系如图所示。已知铅球出手高度h为2m,铅球落到地面时重力势能为零,不计空气阻力,由图可知,铅球出手时其重力势能为(  )
A. 80J B. 100J C. 180J D. 280J
(考点1的变式练2)始终水平匀速直线飞行的飞机,在向目标处空投物资后,飞机的机械能_______;物资在空中加速下落的过程中,其惯性将________(均选填“变大”“变小”或“不变”)。
考点2. 机械能转化与机械能守恒定律
1.机械能转化判断方法:判断动能和势能的相互转化情况时,先运用动能和势能的影响因素分析得出物体所具有的动能和势能的大小变化情况,那么能的转化情况就是变小的那种形式的能转化成变大的那种形式的能。
2.机械能守恒:大量事实表明,若只有动能和势能相互转化,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总量保持不变,即机械能守恒。
【例题2】(2025黑龙江牡丹江)蹦极是一项以高空跳跃和弹性绳缓冲为核心的高风险户外极限运动。参与者从40米以上高度的平台跃下,若不计空气阻力,在第一次由最高点竖直下落到最低点的过程中,可简化成两个阶段,第一阶段是参与者从最高点下落到弹性绳刚好伸直时,此阶段参与者的重力势能和动能如何转化?第二阶段是从弹性绳刚好伸直时到参与者下落到最低点,在此阶段,参与者的重力势能、动能和弹性绳的弹性势能都发生怎样的变化?
【答案】第一阶段是参与者的重力势能转化为动能。
第二阶段是参与者的重力势能减少,动能先增加后减小,弹性绳的弹性势能增加。
【解析】①第一阶段是参与者从最高点下落到弹性绳刚好伸直时,此过程中弹性绳还未发生形变,弹性势能为0,此时只受重力,故参与者向下做加速运动;下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小;速度增加,动能变大,所以此阶段参与者的重力势能转化为动能。
②第二阶段是从弹性绳刚好伸直时到参与者下落到最低点,弹性绳发生形变,形变程度变大,弹性势能逐渐变大;且下落过程中,质量不变,高度变小,重力势能变小;同时,当弹力小于重力时,参与者向下做加速运动,动能增加,当弹力大于重力时,参与者向下做减速运动,动能减少;故参与者的重力势能减少,动能先增加后减小,弹性绳的弹性势能增加。
(考点2的变式练1)如图所示,用绳子把一块橡皮悬挂起来,把橡皮贴近自己的鼻子,稳定后松手,头保持不动,橡皮向前摆去又摆回来,不会碰到鼻子。下列说法正确的是(  )
A.橡皮在摆动的过程中机械能保持不变
B.橡皮摆动到最低点时动能最小
C.橡皮在下降过程中,重力势能减小,动能增大
D.橡皮在上升过程中,重力势能转化为动能
(考点2的变式练2)游乐场上的翻滚过山车是一种惊险有趣的游戏,如图为过山车轨道的简化示意图。过山车从高处的A点沿倾斜轨道加速滑下至B点,然后沿圆环轨道减速上升至圆环顶部C点,再沿圆环轨道加速运动至D点,最后沿水平轨道减速运动直到停止。则下列说法中正确的是(  )
A.整个过程中,在E点机械能最大
B.从A点到B点的过程中,过山车的重力势能增大,动能增大
C.从B点到C点的过程中,过山车的动能全部转化为重力势能
D.从C点到D点的过程中,过山车的重力势能减小,动能增大
考点3. 水能和风能的利用
1. 水能:用水能发电,修筑拦河坝提高上游水位,水的重力势能越大,能发出的电就越多。
2. 风能:风能也可以用来发电,风吹动风车,可以带动发电机发电。
【例题3】(2025河北)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,重力势能减小
B.物料运输车沿盘山路行驶,速度增大时,动能减小
C. 放水发电时,水由上水库至下水库,水的机械能变大
D. 水沿自流排水洞自动向下流动时,重力势能转化为动能
【答案】D
【解析】A.水从下水库被抽到上水库,质量不变,高度增大,重力势能增大,故A错误;
B.物料运输车沿盘山路行驶,质量不变,速度增大时,动能增大,故B错误;
C.放水发电时,水由上水库至下水库,克服摩擦做功,机械能减小,故C错误;
D.水沿自流排水洞自动向下流动时,质量不变,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为为动能,故D正确。故选D。
(考点3的变式练1)从能量角度看,自然界中的流水和风都是具有大量 能的天然资源,19世纪人类开始利用水能发电,一定量的水上下水位差越大,水的 能就越大,发的电就越多。
(考点3的变式练2)新疆的达坂城号称“百里风区”,当地的民谣说:“达坂城,老风口,大风小风天天有,小风刮歪树,大风飞石头。”这首民谣通俗地表达了风具有______。为了实现中国2030年前“碳达峰”,新疆的风力发电站可以将风能转化为______,从而减少二氧化碳排放。风将石头从地面吹飞起来的过程中石头的重力势能______。
1.《清明上河图》生动记录了中国十二世纪北宋都城东京(今河南开封)的城市面貌和当时社会各阶层人民的生活状况,是北宋时期都城汴京当年繁荣的见证,也是北宋城市经济情况的写照。如图所示为《清明上河图》中一个人正在荡秋千的场景,下列判断中正确的是( )
A.运动到最高点时,她的动能为零,重力势能最大
B.运动到最低点时,她的动能最大,重力势能也最大
C.从最高点到最低点的过程中,她的动能转化为重力势能
D.在荡秋千的整个过程中,她的机械能的总和不变
2. 跳水运动中蕴含着许多物理知识,如图所示,有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的
是( )
A.运动员用力下压跳板的过程中,跳板的弹性势能减小
B.运动员被跳板向上弹起的过程中,重力势能减小
C.运动员离开跳板向上运动的过程中,动能减小
D.运动员从最高点下落的过程中,机械能增大
3.如图是神舟十八号载人飞船与长征二号F遥十八运载火箭组合体于2024年4月25日20时58分57秒在酒泉发射中心点火发射,飞船在加速升空过程中,下列说法正确的是(  )
A.飞船在升空过程中只受重力的作用 B.动能增加,重力势能增加,机械能增加
C.动能增加,重力势能减少,机械能不变 D.飞船升空时机械能守恒
4.如图所示,一小球从固定轨道A处静止下滑,经过B处,再向上运动到轨道右端的最高点C处(图中并没画出,轨道足够长),整个过程只有动能和势能之间的转化。下列说法正确的是( )
A.C处离地高度等于A处离地高度
B.小球在A处的机械能大于在C处的机械能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球从A运动到B的过程是动能转化成重力势能
5.在学校足球比赛中,足球被运动员踢飞离开脚直到上升到最高点的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.足球的重力势能不断减小 B.足球的动能不断增大
C.足球的机械能不断减小 D.运动员对足球做了功
6.如图所示,跳水运动员踏板时首先从高处落到处于自然状态的跳板上(A位置),不计空气阻力,然后随跳板一同向下运动到最低点(B位置)。从A位置到B位置的过程中,下列说法正确的是( )
A.运动员的机械能保持不变
B.运动员到达位置B之前,所受到的合力是向下的
C.在这个过程中,运动员动能一直减小
D.在这个过程中,运动员减小的动能小于跳板增加的弹性势能
7. 我国是世界上水资源最丰富的国家之一,下列关于水能的说法中,不正确的是( )
A.水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组
B.诗句“不尽长江滚滚来”, 描述的是长江水具有动能
C.诗句“黄河之水天上来”,描述的是黄河水具有重力势能
D.利用水能发电时,从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
8. 如图所示的情景中,属于动能转化为重力势能的是(  )
A. 热气球匀速下降 B. 拉弓射箭 C. 渔网散开落下 D. 滑板车滑上坡顶
9. 一架国产C919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞,经过3个多小时的飞行后安全降落,这标志着即将交付的首架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,在水平道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能
10. 电动叉车托着质量为100kg的货物,在5s内沿着水平方向行驶10m,如图甲所示;接着在10s内把货物匀速竖直提升1m,如图乙所示。下列说法正确的是(  )
A. 叉车水平行驶过程中,货物的重力做功为1×104J
B. 叉车提升货物过程中,克服货物的重力做功为1×103J
C. 叉车水平行驶过程中,叉车的重力势能转化为货物的动能
D. 叉车提升货物过程中,货物的动能转化为货物的重力势能
11.如图所示的滚摆,上下往复运动幅度越来越小,最终停在最低点。则下列说法中错误的是( )
A.滚摆的动能与重力势能可以相互转化
B.滚摆下降时重力势能减小、动能增大,而两者总和也在减小
C.滚摆的机械能逐渐转化为内能
D.滚摆上下往复运动的过程中,其重力势能不断减小
12. 掉在地上的弹性小球会跳起,但是越跳越低。如图所示为小球在地面弹跳的频闪照片,下列说法不正确的是(  )
A. 小球越跳越低,说明小球的机械能逐渐减少
B. 从A点运动到B点,小球的重力势能转化为动能
C. 经过相同高度的B、C两点时,小球的重力势能相同
D. 经过相同高度的B、C两点时,小球的动能相同
13.一辆汽车匀速上坡,关于它的动能、重力势能和机械能,下列说法正确的是(  )
A.动能增加,重力势能增加,机械能增加
B.动能减少,重力势能不变,机械能不变
C.动能不变,重力势能增加,机械能增加
D.动能不变,重力势能减少,机械能减少
14.如图,一个小球从桌面A点水平运动到B点,然后落到地面弹起,图中虚线为小球的运动轨迹,其中D、E是同一高度的两点。下列说法正确的是(  )
A.小球在A、B两点的重力势能相等 B.小球在D、E两点的动能相等
C.小球在C点的机械能大于F点的机械能 D.小球在F点的机械能等于A点的机械能
15. 北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛,17岁中国小将苏翊鸣摘得金牌,成为冬奥历史上该项目最年轻金牌获得者。比赛场地简化如图所示,AC为助滑道,B为AC的最低点。运动员某次从A点由静止开始下滑到达B点的过程中(不考虑一切阻力),重力势能转化______能,机械能______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
16. 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”)
17.小明依靠自身的重力挤压蹦蹦杆下端的弹簧时,原有的重力势能就以 的形式储存在弹簧中;当弹簧恢复原长后,在上升过程中, 转化为重力势能。
18. 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”)。
19.如图所示是荡秋千的简化模型。摆球从A点由静止释放,到达D点后返回,B、C两点等高。小球在B点时的动能 C点时的动能,小球由D点返回,最终到达左侧的最高点的高度 D点的高度。(以上两空均选填“等于”、“小于”或“大于” )
20. 我国无人机技术世界领先,应用广泛。如图所示,送快递的无人机匀速下降时,它相对于地是______的,机械能______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
21.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小木块,O点为弹簧在原长时物块的位置。木块由A点静止释放沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,弹簧的弹性势能 ,弹簧和木块的机械能 (填变化情况)。
22. 同学们在电视上观看了神舟十三号载人飞船返回舱的着陆过程。返回舱以极大的速度进入大气层时,温度急剧升高,此时它表面的高分子固体材料发生物态变化使其降温;返回舱在距离地表10km时,打开降落伞减速,最后安全着陆。请你回答:
(1)电视机屏幕的彩色画面是由哪三种色光混合成的?
(2)高分子固体材料发生了什么物态变化?(写出一种即可)
(3)返回舱打开降落伞后,机械能如何变化?
23. 多米诺骨牌是一种用木制、骨制或塑料制成的长方体骨牌,起源于中国北宋时期,由意大利传教士带往欧洲。玩时将骨牌按一定间距排列成各种造型(如图甲),轻轻碰倒第一张骨牌,其余的骨牌就会产生连锁反应,依次倒下(如图乙)。多米诺骨牌效应的说法被广泛用来比喻许多社会现象。用物理学知识对多米诺骨牌效应发生过程进行分析:
(1)在骨牌依次击倒的过程中,骨牌的重心如何变化;
(2)骨牌依次击倒,从能量的角度分析,涉及到不同形式的能量间的转化,请分析其中的能量转化情况。
核心素养学习目标
知识解读易错警示示
注意!
考点例题精讲确确考向
课节重点难点精练达标培优
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