第四章4.3B 机械能—沪教（上海）版八年级物理下册学案word版有答案

第四章4.3B
机械能
[学习目标]
1．知道机械能。
2．知道动能和势能之间的相互转化。
3．能利用机械能知识解释生活中的实例。
[知识解读]
1．机械能：动能和势能统称为机械能。
动能和势能之间可以相互转化，在转化过程中若没有能量的损失或其他能量的补充，机械能的总和保持不变，机械能是守恒的。
如图所示，一个乒乓球从某一高度由静止开始下落，经光滑地面反弹再回到原高度（空气阻力不计）。当球在A处释放时具有重力势能，下落到B处时球既有动能（有速度），又有重力势能（有高度）。继续落到C处（设C为零高度）球的重力势能为零，动能最大。在此过程中球的重力势能转化成动能，而A处的重力势能最大，C处的动能最大，B处的重力势能与动能之和等于A处的重力势能，也等于C处的动能。球在C处发生形变使动能转化成弹性势能，再转化成动能，球被弹回A处。在此过程中，动能又转化成重力势能，机械能的总和仍保持不变（即机械能守恒）。若地面不光滑，空气阻力作用不可忽略，乒乓球便不能弹回原高度，表明球在运动过程中有机械能转化成其他形式的能（如内能），机械能的总量就会减少。
机械能和其他形式的能之间也可以相互转化。无论是动能和势能之间的相互转化，还是机械能和其他形式的能之间的相互转化常常是通过做功的过程来实现的。在转化过程中，所做的功越多，一种形式的能转化为另一种形式的能就越多。能量的转化多少可以用做功的多少来量度。在国际单位制中能的单位与功的单位相同，也是焦（J）
例如：水电站水轮机带动发电机做功，将机械能转化为电能，而电动机则将电能重新转化为机械能。汽车和火车的内燃机通过燃气推动气缸中的活塞做功，将燃料的化学能转化为汽车的动能。现代生活和生产中随处可见的各种动力机械，小到电动玩具、大到喷气发动机，都是将电能、化学能等其他形式的能转化为动能的能量转化器。
[概念辨析]
1．如图所示，在滚摆演示实验中能量的转化的过程是怎样的？
滚摆上升时：
速度减小，高度增大。动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
滚摆下降时：
速度增大，高度减小。动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能。
不计空气阻力时，机械能守恒；在能量转化中是减小的能转化为增大的能。
如果考虑空气阻力的影响，滚摆运动过程中，机械能不守恒，滚摆上升的最大高度逐渐降低，机械能总量会减少。
[经典例说]
【例1】如图所示是小球在地面弹跳的情景。小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，则小球由B点运动到C点时（　　）
A．小球的运动状态保持不变
B．小球在C点的机械能和B点的机械能可能相等
C．小球从最高点落下时，重力势能全部转化为小球的动能
D．小球在C点的机械能可能为90J
【思路点拨】根据题意，物体没有处于静止或匀速直线运动状态时，运动状态发生了变化；小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，据此判定机械能一定在减少；所以C点的机械能一定小于B点。
【解答】解：
A、由图可知，小球在运动的过程中，运动的方向和速度都发生了变化，所以运动状态是改变的，故A错误；
B、根据题意可知，小球在A点的机械能为120J，当小球由A点运动到B点时，机械能变为100J，即机械能减小了，所以机械能是不守恒的，由于阻力的作用，小球在运动过程中，机械能会逐渐减小，所以小球在C点的机械能和B点的机械能不可能相等，故B错误；
C、由于机械能不守恒，所以小球从最高点落下时，重力势能大部分转化为小球的动能，还有一部分转化为内能，故C错误；
D、小球由A到B的过程中，弹跳的高度大于由B到C过程中的高度，小球弹跳的越高克服空气阻力做功越多，机械能损失越多，小球由A到B的过程中机械能减少了20J，小球由B到C的过程中机械能的损失应小于20J，所以小球由B点运动到C点时，其机械能可能为90J，故D正确。
【解】正确答案为D。
【例2】
篮球运动员放手让篮球自由下落，球从离开手后落地到又回到手中，球的机械能是怎样转化的？
【思路点拨】球离开手后向下运动，高度变低，速度变大，落地后球发生弹性形变，篮球恢复形变后，球继续上升，越升越高，速度越来越小。所以当篮球下落时，重力势能转化为动能，落地后再转化为弹性势能。当篮球恢复到弹性形变，弹性势能转化为动能，继续上升，再转化为重力势能。
【解】正确答案为球离开手下落过程中，重力势能转化为动能，落地后再转化为弹性势能，弹起时，弹性势能转化为动能，继续上升，再转化为重力势能。
[跟踪训练]
1
．如图所示，绳的一端拴一小球，另一端悬于固定点O点处，用手把小球拉到A点后松开手，小球在摆动过程中。
（1）小球从A运动到B点，在________点的重力势能最大，在________点的动能最大。
（2）小球从B运动到C点，在C点的重力势能__________。
2
．如图是某球员传球时足球的一段运动轨迹，其中A点的重力势能__________（填“大于”、“小于”或“等于”）B点的重力势能。若不计空气阻力，足球在下落的过程中，重力势能转化为__________能。
3
．苹果从树上由静止落下的过程中（　　）
A.动能减小，重力势能减小
B.动能增加，重力势能增加
C.动能增加，重力势能减小
D.动能减小，重力势能减增加
4
．质量相等的甲、乙两车上坡,它们的s—t图像如图(a)和(b)所示。其中，_____车的动能大。甲在上坡过程中,其重力势能_________;动能_________(均选填“增大”、“不变”或“减小”)。
5
．如图表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。从运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，有关机械能变化的情况是：运动员的重力势能________，杆的弹性势能________________。
6
．如图是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图。关于“引体向上”，下列说法中正确的是
（
）
A．身体悬挂不动时，势能为零
B．身体上升时，重力做功，势能减少
C．身体下降时，重力做功，势能增加
D．身体上升时，克服重力做功，势能增加
7
．某块砖在一对平衡力作用下运动，则该块砖
（　　）
A．机械能一定不变，动能一定不变
B．机械能可能改变，动能一定不变
C．机械能可能改变，动能可能改变
D．机械能一定不变，动能可能改变
8
．为了研究发生形变后的弹簧对其他物体做功的本领,小华同学选用不同弹簧A、B和重物G进行实验,弹簧A、B原来的长度相等,一端固定,另一端与水平放置的重物G相连,如图(a)所示。他们先后压缩弹簧A、B并将其释放,弹簧释放过程中将重物G推动的距离为S(S1（1）
分析比较图(a)和(b)和(c)中弹簧的压缩程度、重物G的移动距离以及相关条件,可得:_____________________________________________________________________；
（2）
分析比较图(a)和(c)和(d)中弹簧的压缩程度、重物G的移动距离以及相关条件,可得:_____________________________________________________________________。
9．一辆洒水车沿某桥坡匀速下行洒水过程中
（　　）
A．动能不变，重力势能、机械能减少
B．动能、机械能减少，重力势能不变
C．动能增加，重力势能、机械能减少
D．动能、重力势能、机械能都减少
10．如图是中国北斗八号一导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的变化是
（　　）
A．势能增加、动能减小、速度减小；
B．势能减小、动能增加、速度增加；
C．势能减小、动能增加、速度不变；
D．势能不变、动能不变、速度不变。
11．如图所示是蹦极运动的简化示意图，弹性绳一端固定在O点，另一端系住运动员，运动员从O点自由下落，到A点处弹性绳自然伸直。B点是运动员受到的重力与弹性绳对运动员拉力相等的点，C点是蹦极运动员到达的最低点（忽略空气阻力），下列说法正确的是（　　）
A．从O点到C点运动员速度一直减小
B．从O点到C点运动员的机械能一直在增大
C．从O点到C点运动员的机械能一直在减小
D．从O点到A点运动员的机械能不变
第四章4.3B
机械能参考答案
（1）
A
；B；（2）最大。
小于；动。
C
乙；
增大；
不变。
D
增大；先增大后减小
B
(1)同一弹簧形变程度越大,做功本领越强；
(2)原来长度相同的不同弹簧,形变程度相同时,做功本领不同。
D
D
D
A
B
C
第1题图
第2题图
12
2
4
6
8
105
0
1.26
2.4
3.6
4.8
t/秒
甲车
6
1
2
3
4
5
0
0.9
1.8
2.7
3.6
t/秒
乙车
s/米
s/米
（a）
（b）
第4题图
第6题图
第5题图
（a）
G
（b）
G
G
S1
（d）
G
G
S3
（c）
G
G
S2
弹簧A
弹簧B
弹簧A
弹簧A（或B）
第8题图
第10题图
第11题图