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人教版八年级物理下册课时作业
第十一章 功和机械能
第4节 机械能及其转化
1．乒乓球由高处静止下落的过程中，它的机械能的转化情况是( )
A．弹性势能转化为动能 B．重力势能转化为动能
C．动能转化为重力势能 D．重力势能转化为弹性势能
2．下列现象中，由动能转化为重力势能的是( )
A．动车匀速上坡 B．脚踩滑板从高处滑下
C．滚摆自下而上运动 D．火箭加速升空
3．如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后，滚摆停止上下滚动。下列说法正确的是( )
A．滚摆下降时，重力势能减小，动能减小
B．滚摆整个运动过程中，机械能守恒
C．滚摆到最低点后又上升，重力势能全部转化为动能
D．滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小
4．如图所示，在空中以相同速度水平匀速直线飞行的加油机和受油机，在加油的过程中，下列说法正确的是( )
A．加油机动能减小，重力势能减小，机械能减小
B．受油机动能减小，重力势能不变，机械能不变
C．加油机动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．受油机动能减小，重力势能增大，机械能增大
5．下列物体机械能总量不发生改变的是( )
A．从光滑斜面滑下来的木块
B．蹦床运动员从最高点落到蹦床最低点的过程
C．水平路面上匀速行驶的正在洒水的洒水车
D．草地上自由滚动的足球
6．世界各国都把开发利用风能放在能源开发的重要位置。关于风能，下列说法正确的是( )
A．风能便于贮存 B．风能使用起来比较稳定
C．风能使用起来比较复杂 D．使用风能不会污染环境
7．若滑雪运动员从山坡上匀速滑下，则运动员的( )
A．动能不变，重力势能减小 B．动能增加，重力势能减小
C．机械能守恒 D．机械能增加
8．如图所示，将同一个物体从A点开始沿三个光滑的斜面AB、AC、AD自由滑下，到达同一水平面时的动能分别为E1、E2、E3，则( )
A．E1最大 B．E2最大 C．E3最大 D．一样大
9．如图所示，小球在一个光滑没有摩擦的轨道上从O点由静止释放，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以滚到( )
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
10．在自由式滑雪锦标赛中，选手的运动轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A．在a点和c点速度都为零，因此这两点动能也为零
B．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等
C．从a点下滑到b点过程中，机械能保持不变
D．从c点下落到d点过程中，机械能保持不变
11．如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运行。它从远地点向近地点运动过程中( )
A．动能增大，势能减小，机械能不变 B．动能减小，势能增大，机械能不变
C．动能不变，势能增大，机械能变大 D．动能减小，势能不变，机械能变小
12．说明下列各物体具有什么形式的机械能：
(1)手表里上紧的发条具有 ；
(2)举高的铅球具有 ；
(3)空中飞行的炮弹具有 ；
(4)竖直上抛的小球在最高点时具有 。
13．动能、势能总称为 ，动能、势能之间可以相互转化，在转化过程中若不考虑摩擦等因素，则机械能的总量将保持 。空中飞行物重力势能10J，动能20J，则该物体的机械能是 ，该飞行物最终落地，静止于水平地面上，此时，机械能是 J。
14．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 ，离开地面上升的过程中，皮球重力势能 (均选填“增大”“减小”或“不变”)。A点的速度 (选填“大于”“小于”或“等于”)B点的速度。
15．如图甲中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动。如图乙所示，香蕉(看成点)从最高位置1转到最低位置2的过程中，其动能 、重力势能 、机械能 。(均选填“增大”“不变”或“变小”)
甲 乙
16．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 (选填“大于”“小于”或“等于”)B点的重力势能。若不计空气阻力，足球在上升的过程中，动能转化为 能，当足球运动至最高点时，动能 (选填“为零”或“不为零”)。
17．抽水蓄能电站原理示意图如图所示，它通过上、下两个水库将水循环利用，不仅能像常规水电站一样发电，还能像水泵站那样抽水蓄能。抽水蓄能电站实现了 能和 能之间的相互转化。
18．小球在没有空气阻力的情况下，沿无摩擦轨道运动。
图1 图2
(1)如图1所示，小球从A点静止释放，小球到达C点时速度是否为零？ (选填“是”或“否”)。
(2)针对小球的运动，从势能与动能相互转化的角度提出一个问题并回答。
问题： ？
回答： 。
(3)将轨道BC段改为水平，如图2所示。小球仍从A点静止释放，小球经过M点时的机械能 (选填“大于”“小于”或“等于”)A点的机械能。以小球经过M点时为计时起点，在图3中，大致画出小球在MN段运动的速度－时间图线。
图3
(4)小球在MN段运动的过程中受到哪些力的作用？ 。维持小球运动的原因是什么？ 。
参 考 答 案
1. B 2. C 3. D 4. A 5. A 6. D 7. A 8. D 9. C 10. D 11. A
12. (1)弹性势能 (2)重力势能 (3)重力势能和动能 (4)重力势能
13. 机械能 不变 30 0
14. 增大 增大 大于
15. 不变 变小 变小
16. 小于 重力势 不为零
17. 机械 电
18. (1)是 (2)小球向下运动的过程中，动能和势能是如何转化的 重力势能逐渐转化为动能(合理即可) (3)等于 如图所示。
(4)重力、支持力 小球具有惯性
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人教版八年级物理下册同步学案
第十一章 功和机械能
第4节 机械能及其转化
知 识 点 讲 解
知识点1 机械能及其转化
1．机械能
(1)定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
动能是物体由于运动而具有的能，重力势能是物体由于高度所决定的能，弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能，它们都属于机械能。
(2)能量的种类很多，如太阳能、电能、原子能等，机械能是最常见的一种能量，机械能是与物体的机械运动情况有关的一种能量，单位跟其他形式的能量单位相同，都是焦耳(J)。
2．事实探究：动能和势能的转化
(1)从空中落下的篮球
分析：篮球从空中落下来的过程中，质量不变，速度越来越大，高度越来越小，所以动能增大，重力势能减小。
结论：篮球的重力势能转化为篮球的动能。
(2)骑自行车上坡前往往加紧蹬几下，加快上坡前的速度
分析：骑自行车上坡前加紧蹬几脚，速度增大了，从而增大了自行车和人的动能。这样上坡更容易上到一定高度。也就是增加了自行车和人的重力势能。
结论：自行车和人的动能转化为自行车和人的重力势能。
(3)蹦床运动员从高处落下，使蹦床发生弹性形变
分析：蹦床运动员从高处落下，与蹦床面将要接触时，具有一定动能，与蹦床面接触后，使床面发生弹性形变。蹦床具有弹性势能。
结论：蹦床运动员的动能转化为蹦床的弹性势能。
(4)将玩具发条拧得越紧，玩具表演时间越长
分析：将玩具发条拧得越紧，发条的弹性势能越多，可以转化为更多动能，玩具表演时间越长。
结论：发条的弹性势能转化为玩具的动能。
探究归纳：动能、势能在一定条件下可以相互转化。
【点拨】具有机械能的物体可以只具有动能，也可以只具有势能，不能认为一个物体只有同时具有动能和势能时，才具有机械能。
经典例题1 改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中 ( )
A．动能减小，重力势能减小 B．动能增大，重力势能增大
C．动能不变，重力势能减小 D．动能减小，重力势能不变
【解析】返回舱减速降落的过程中，质量不变，速度变小，高度变小，则返回舱的动能减小、重力势能减小，故A正确，B、C、D错误。
【答案】A
知识点2 机械能守恒
1．机械能守恒
动能和势能之间可以相互转化，在只有动能和势能转化的过程中，机械能的总量保持不变，或者说，机械能守恒。
2．理解机械能守恒
(1)在只有重力做功时，物体的动能和势能可以相互转化，且机械能总量不变，此过程中机械能是守恒的。在分析机械能守恒时，首先要分析初始状态物体所具有的机械能是多少，然后再分析末状态时物体的动能和势能的和又是多少。(2)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，如滚动的足球越来越慢，最后静止在地面上。
3．只有重力做功情况下的机械能转化
只有重力做功的时候，物体的动能和势能可以相互转化。此时，物体的机械能守恒，也就是动能和势能总和不变。在动能和势能转化过程中，一般物体质量不变。动能变化的标志是速度，势能变化的标志是高度、形变量，减小的那种能转化为另一种增大的能，这种能减少多少，那种能就增加多少。这就是机械能守恒。
4．有外力作用下的物体机械能变化
如果物体质量不变，速度不变，高度减小，那么物体动能不变，重力势能减小，机械能减小。如：跳伞运动员匀速下降过程中，质量、速度不变，高度减小，动能不变，重力势能减小，跳伞运动员的机械能减小。减小了的机械能转化成克服空气阻力做了功，它并没有消失。
【点拨】“转化”和“转移”的区别：转化是能量的形式发生变化。可以是同物体间能的转化，也可以是不同物体间能的转化。转移是能量的形式没有发生变化，它是从同一物体的这部分转移到另一部分，或者是从这一物体转移到另一物体。
经典例题2 下列现象中机械能没有发生变化的是( )
A．物体沿斜面匀速下滑
B．物体从高处自由下落，不计空气阻力
C．火箭加速升空
D．降落伞运动员跳伞后匀速下降阶段
【解析】物体沿斜面匀速下滑，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故A不合题意；物体从高处自由下落，不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，机械能的总量不变，故B符合题意；火箭加速升空，速度和高度都增大，动能和重力势能都变大，所以机械能变大，故C不合题意；降落伞运动员跳伞后匀速下降阶段，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故D不合题意。
【答案】B
知识点三 风能和水能的利用
1．风能：空气在流动过程中所具有的机械能叫做风能。风能的大小由风速和流动空气的质量决定。
2．水能：流动的水具有动能，高处的水具有势能，水所具有的机械能统称为水能。水能的大小由流量、流速和水位差决定。
3．风能与水能的利用：我国是利用风能最早的国家之一，现在人们在风力大的地方建造风力发电站，风能是一种永不枯竭的清洁能源。水能发电是水库上游的水冲击水轮机叶片时，把大部分动能传给水轮机，使水轮机转动起来，由此带动发电机发电。水力发电的过程是水能转化为电能的过程。
经典例题3 如图所示是水电站的示意图。
(1)我们知道水电站是利用水能的一项重大工程。那么，水电站到底是怎样“发电”的？其实它是利用能量的转化来“发电”的：把水库里的水蓄高后，打开水坝导管的闸门，水就会沿着导管泻下，推动水轮机把“电”发出来。请你根据以上的文字说明，试从能量转化的角度来说明水电站的工作原理。
(2)建设水电站选址时，从能量的利用来看，你将选择图中的A址还是B址？请说说你的看法。
【解析】(1)水力发电是让水库中的水从闸门中奔泻下来，冲击水轮机，水轮机带动发电机转动发电，将水的机械能转化为电能。(2)B址处水的落差较大，水奔流下来具有的机械能较大，可以将更多的机械能转化为电能，故选择B址建设水电站要好一些。
【答案】(1)从能量转化的角度来说，水电站的工作原理是将水的机械能转化为电能。(2)选择B址。因为B址处水的落差较大，水奔流下来具有的机械能较大，可以将更多的机械能转化为电能，所以选择B址建设水电站要好一些。
易 错 易 混 警 示
易错易混点 不能正确判断机械能及其转化
理解动能和势能的转化应注意的两个问题：
(1)分析动能和重力势能的转化问题时，不能只看表面现象，有时由于其他形式的能量参与了转化，会导致动能和重力势能之间没有发生转化。如某物体从斜面上匀速滑下时，重力势能减小，动能不变，重力势能没有转化为动能。(2)动能和弹性势能之间发生转化时，可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同的物体之间。如运动员进行蹦床表演时，运动员刚被弹起时，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能。
经典例题 2021年5月7日凌晨2时11分，“遥感三十号08组”卫星在西昌卫星发射中心由长征二号丙运载火箭成功发射升空。在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的“遥感三十号08组”卫星的能量，下列说法正确的是( )
A．机械能的总量不变 B．机械能的总量变小
C．动能不变 D．重力势能变大
【解析】“嫦娥四号”月球控测器在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；由“机械能＝动能＋重力势能”可知，探测器的机械能增大。
【答案】D
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