11.4　认识动能和势能 第2课时　机械能及其转化(要点讲解+当堂检测+答案)

沪粤版物理九年级上册同步学案
第十一章　机械功与机械能
11.4　认识动能和势能
第2课时　机械能及其转化
要 点 讲 解
要点　机械能的转化
1. 机械能：物体的动能和势能统称为机械能。
2. 物体具有的动能和势能是可以相互转化的
(1)动能与重力势能的相互转化：例如单摆的摆球从最低点运动到最高点的过程中，速度减小，高度增大，动能减少，重力势能增加，动能转化为重力势能；当摆球从最高点运动到最低点的过程中，速度增大，高度减小，重力势能减少，动能增加，重力势能转化为动能。
(2)动能与弹性势能的相互转化：在玩蹦蹦床的过程中，人从刚接触到蹦床到蹦床形变达到最大的过程中，人的速度减小，动能减少，蹦床的形变量增大，蹦床的弹性势能增加，人的动能转化为蹦床的弹性势能；当人从最低点上升的过程中，蹦床的弹性势能减少，人的动能增加，蹦床的弹性势能转化为人的动能。
拓展：物体的动能与势能是可以互相转化的；有摩擦等阻力时，在动能与势能的相互转化中，机械能会减少。如果在只有动能和势能的相互转化中，机械能的总量保持不变，此时称为机械能守恒。
机械能守恒是有条件的，若考虑摩擦阻力等，机械能的总量就会变小，这是因为机械能转化成了其他形式的能。如果一个物体的动能和势能在同时增大，或者同时减小，或者动能和势能之中一个变化，而另一个不变，则机械能一定发生变化，这也说明机械能不守恒。
经典例题1　如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆的运动过程，长时间后滚摆会停止上下摆动。从能量角度对其分析，下列说法不正确的是(　　　)
A．滚摆沿着悬线向下运动时，重力势能减少，动能增加
B．滚摆到最低点后又上升，动能转化为重力势能
C．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆具有的机械能减少
解析：滚摆向下运动时，高度减小，速度增大，故重力势能减少，动能增加；滚摆向上运动的过程中，高度增大，则重力势能增加，同时速度减小，则动能减少，即动能转化为了重力势能，故A、B选项正确。因势能和动能统称为机械能，滚摆在长时间摆动后，滚摆会停止摆动，动能为零，势能减少，机械能减少，机械能是不守恒的，故D选项正确，C选项错误。
答案：C
易错易混警示　机械能守恒的条件
在有关动能和势能的转化问题中，易忽略机械能守恒的条件，因此误认为动能和势能的总和一定不变，造成错解。
经典例题2　如图所示，一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列说法中正确的是(　　　)
A．重力势能减小，动能不变，机械能减小
B．重力势能减小，动能增大，机械能减小
C．重力势能减小，动能增大，机械能增大
D．重力势能减小，动能增大，机械能不变
解析：盲目认为动能与重力势能在相互转化中机械能守恒，忽略了只有动能和势能的相互转化的条件。小孩从滑梯上下滑的过程中，由于克服摩擦力做功，使机械能减小。在这里，除了重力做功外，还有摩擦力做功，因此机械能不守恒。故B选项正确。
答案：B
当 堂 检 测
1. 下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是(　　)
A. 跳伞运动员在空中匀速下落的过程
B. 热气球上升的过程
C. 汽车在水平路面上匀速行驶的过程
D. 铅球自由下落的过程
2. 如图所示是演示动能和重力势能相互转化的实验装置，小球从轨道的E点滚落下来，在圆形轨道上运动了一周，最后经过H点抛出去，在以上过程中，小球动能最大的位置是(　　)
A. E点　 B. F点 C. G点 D. H点

第2题 第3题
3. 一根细长绳的下端系一金属小球，上端固定，制成一个摆，把小球拉离竖直位置松手，让它摆动起来，如图所示，可以观察到小球摆动过程中摆动的幅度会逐渐减小，最终停下来，对于小球在摆动过程中的能量转化情况，下列说法不正确的是(　　)
A. 小球从高处向低处摆动过程中，重力势能转化为动能
B. 小球从低处向高处摆动过程中，动能转化为重力势能
C. 小球摆动过程中机械能守恒
D. 小球依次经过最低点时，动能会逐渐减小
4. 下雨时，雨滴匀速下落过程中，雨滴的动能　 　，势能 ，机械能 。(均选填“变大”“变小”或“不变”)
5. 如图所示的实验装置中，物块沿光滑斜槽下滑时， 能转化为 能；当物块接触到弹簧继续往右运动时， 能转化为 能，这个实验说明不同形式的能量是可以互相转化的。
6. 如图是皮球落地后弹起过程中每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，下落过程中，皮球的速度 ，离开地面上升过程中，皮球的重力势能 ，动能 。皮球运动过程中的机械能 。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
7. 如图所示为撑杆跳高运动的几个阶段：助跑，撑杆起跳，越横杆，在这几个阶段中能量的转化情况是：
助跑 撑杆起跳 越横杆
(1)助跑阶段，运动员消耗体内化学能 (选填“大于”“小于”或“等于”)运动员和撑杆获得的动能。
(2)撑杆起跳阶段，运动员的 能增加。
(3)运动员越过横杆后，运动员的 能转化为 能。
当堂检测参考答案
1. D 2. B 3. C
4. 不变 变小 变小
5. 重力势 动 动 弹性势