2021年 暑假新初三科学 第17讲 能量的形式、机械能（知识讲解+针对练习）（无答案）

暑假新初三
第17讲
能量的形式、机械能
【学习目标】
1.了解能量的基本形式和基本种类
2.掌握能量的之间的转化与守恒
3.掌握机械能的种类与机械能之间的相互转化与守恒
一、能量及其形式
1、能量的形式
万物生长靠太阳，除核能、地热能、潮汐能外，地球上的绝大部分能量直接或间接来自太阳。________是一切物质运动的源泉，是一切生命活动的基础。在自然界和生活中，能量以多种形式存在。如机械能、电能、磁能、内能、化学能和核能。
①化学能：是指由于化学反应、物质分子结构变化而产生的能量。燃料燃烧产生的光和热来自于化学能，蓄电池、干电池产生的电能来源于燃料和电池里储存的化学能。食物也具有化学能。
②内能：它只与分子热运动的快慢和分子间相互作用力、分子间的距离有关，与分子结构的变化无关，因此任何物体在任何时候都具有内能。
③核能：是物质的原子核发生变化时产生的能量，即在核反应中，中子与质子重新组合成新的原子核的过程中产生的能量。
2、能量转化与能量转移
①．能量转化：能量从一种形式________为另一种形式。如发电机发电时，机械能转化为电能；电动机工作时，将电能转化为机械能。
②．能量转移：能量从一个物体________到另一个物体。如将一块炽热的铁块放入一杯冰水中，内能(热能)从铁块转移到冰水，导致铁块的内能(热能)减少，冰水内能(热能)增加。
说明　能量的转化与转移往往是同时发生的，两者有机地联系，不要机械地分隔开来。
③．能量转化与能量转移的区别：能量的转化涉及两种或两种以上能量形式之间的转变，此时能量的对象可能变也可能不变。能量的转移只是能量的对象发生了变化，而能量的形式不发生变化。
【随堂练习】
1、(温州中考)为了利用太阳能，科学家们设计了一种“太阳池”，池内下层是浓盐水，上层是淡水。阳光照射时，浓盐水的热能增加，________升高，但不会浮到淡水上面散热，是因为浓盐水的________比淡水大。浓盐水积聚的热能可以通过发电机转化为________能。
2、自行车、电动自行车、普通汽车消耗能量的类型分别是(　　)
①电能　②内能　③化学能　④核能　⑤太阳能
A．①④⑤
B．③①②
C．③①③
D．⑤①③
3、下列事例中没有发生能量的转化或转移的是(　　)
A．静止在水平地面上的桌子
B．正在燃烧的木柴
C．正在播放节目的电视机
D．农田里的水稻
4、在如图所示的各种现象中，只有能量的转移而不发生能量的转化过程的是(　　)
5．不同的科学现象往往反映相同的科学规律。如图所示现象中在能量转化方面的共同点是(　　)
A．物体的机械能转化为其他形式的能量
B．物体的动能全部转化为重力势能
C．其他形式的能量转化为物体的机械能
D．物体的重力势能转化为其他形式的能量
6．如图所示，下列实验仪器工作时，不是把电能转化为机械能的是(　　)
5．在八百多年前，我国就发明了如图这种流行于民间的玩具式走马灯，它的工作原理和近代的燃气轮机相同。如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将________(填“向上运动”、“向下运动”或“绕蜡烛旋转”)，运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这种走马灯工作时将热能转化为________能。
机械能
1、动能
①动能的概念
物体由于________而具有的能量叫做动能。一切运动的物体都具有动能。
说明　判断一个物体是否具有动能，关键看此物体是否运动，若物体是运动的，则它必定具有动能。如掷出的铅球、奔流的河水、飞驰的列车、航行的帆船都具有动能。
②决定动能大小的因素
动能的大小与物体的________和________有关。物体的质量越大，速度越大，具有的动能就越大。
说明　在比较动能大小时，必须同时考虑到物体的质量和运动速度，不能忽略任何一个因素。
2、势能
势能包括重力势能和弹性势能。
势能
定义
决定大小的因素
特点
重力势能
物体由于被______而具有的势能
物
体
的_______、物体被举起的______
凡是被举高的物体都具有重力势能
弹性势能
物体由于发生弹性______而具有的势能
物体形变的大小
凡是发生弹性形变的物体都具有弹性势能
说明　①判断一个物体是否有重力势能，关键是看此物体相对于某一水平面有没有被举高，即相对于此平面有没有一定的高度。若有，则物体具有重力势能；若没有，则物体没有重力势能。如被举高的重锤、山上的石块都具有重力势能。②判断一个物体是否具有弹性势能，关键是看此物体是否发生了弹性形变(弹性形变是指在外力撤销后能够恢复原状的形变)，若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能。如拉伸的弹簧、被拉弯的弓都具有弹性势能。
3、动能和势能的转化
动能和势能统称为________。一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以同时具有动能和势能。机械能的大小等于物体具有的动能和势能的总和。
物体的动能和势能可以________。滚摆在下降过程中，速度会越来越大，则增加的动能是由减小的重力势能转化来的；滚摆在上升的过程中，速度会越来越小，动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能。
在动能和势能相互转化的过程中，如果没有机械能与其他形式能之间的转化，则机械能的总量________。
说明　物体各种形式的能量可以相互转化。动能和势能的相互转化只是能量相互转化的一种形式。能量转化过程中总是有一种能量减少，另一种能量增加。能量的转化可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同物体之间。例如：高空落下的物体，能量的转化发生在同一个物体上；用弓把箭射出去，能量转化发生在弓和箭两物体之间。在分析具体问题时要注意这种区别。
【随堂练习】
1.(茂名中考)在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让不同质量的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，比较木块运动的远近，如图所示。下列说法中正确的是(　　)
A．铁球从斜面上滚下来的过程中动能一直减小
B．这样做的目的是研究物体的动能大小与质量的关系
C．这样做的目的是研究物体的动能大小与高度的关系
D．这样做的目的是研究物体的动能大小与速度的关系
2、(钦州中考)如图所示，运动员在射箭比赛时总是要把弓拉得很弯，其主要目的是(　　)
A．增大箭的弹性势能
B．增大箭的动能
C．增大弓的弹性势能
D．使箭沿直线运动
3、(滨州中考)2013年6月1日，我国引进的首架波音787客机飞赴广州交付使用。当波音787客机加速起飞上升的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．动能增大，重力势能减小
B．动能减小，重力势能减小
C．动能增大，重力势能增大
D．动能减小，重力势能增大
4、如图甲所示，小球从某高度处静止下落到竖直放置的轻弹簧上并压缩弹簧。从小球刚接触到弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，得到小球的速度v和弹簧被压缩的长度Δl之间的关系，如图乙所示，其中b为曲线最高点。不计空气阻力，弹簧在整个过程中始终发生弹性形变，则小球(　　)
A．受到的弹力始终不变
B．在b点时重力等于弹力
C．运动过程动能一直增大
D．运动过程机械能不变
5、如图所示，A点的高度H大于B点的高度h，让小球从A点由静止开始自由落下，沿光滑轨道AOB到达B点后离开(不计空气阻力)，则小球由A点运动到O点的过程中，小球的重力势能是________的(填“增大”、“不变”或“减小”)，小球在B点的机械能________在A点的机械能(填“大于”、“等于”或“小于”)，小球离开B点后的运动轨迹应该是图中的________曲线。
6．如图所示，跳伞运动员在空中匀速降落。关于他在匀速降落的过程中能量变化的情况，下列说法中正确的是(　　)
A．动能增大　　　
　　B．重力势能减小
C．机械能保持不变　　　　　D．机械能增加
7．如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计碰撞时的能量损耗和空气阻力，则(　　)
A．从最高点运动到最低点的过程，一部分重力势能转化为动能
B．从最低点运动到最高点的过程，一部分动能转化为重力势能
C．左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D．左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
8．某运动员做蹦极运动，如图甲所示，从高处O点开始下落，A点是弹性绳的自由长度，在B点运动员所受弹力恰好等于重力，C点是第一次下落到达的最低点。运动员所受弹性绳弹力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示(蹦极过程视为在竖直方向的运动)。下列判断正确的是(　　)
A．从A点到B点过程中运动员减速下落
B．从B点到C点过程中运动员动能增大
C．t0时刻运动员动能最大
D．运动员重力大小等于0.6F0
9．小明同学将能量的转化及常见的例子列举如下，其中有一组出现错误，请你帮他找出错误的一组是(　　)
A．机械能转化为热能——用磨刀石磨刀
B．热能转化为机械能——暖水瓶盖蹦起
C．电能转化为热能——电炉工作
D．势能转化为动能——向上运动的乒乓球
10．小红在操场上将一皮球抛出，皮球被抛出后的运动轨迹如图所示，a、c两点处于同一高度。则下列判断中正确的是(　　)
A．皮球由a到b时，动能逐渐增大
B．皮球在b点时的机械能最大
C．皮球由c到d时，机械能一直减小D．皮球在a、c两点时动能相等
11．图1是小丽探究动能大小与速度关系时的实验场景：斜面上有两平行轨道，将两小球①、②从轨道上由静止释放，与放置在水平木板上的两个相同木块①、②发生碰撞，两个木块初始位置到斜面底端的距离相等。
(1)为完成实验，应使两个质量________的小球从轨道上________高度由静止释放(均填“相同”或“不同”)。
(2)由图1场景可知，碰撞木块前瞬间，小球________的动能较大，两木块通过A、B两点处所受的滑动摩擦力大小分别为fA、fB，则fA_____fB，滑行中，木块的动能转化成_______能。
(3)图2是某次实验的场景：将两小球从图中E、F处静止释放，最终木块①从水平木板的右端滑出，小丽用质量更大的木块③替换木块①后继续此次实验，将两小球仍从图中E、F处由静止释放，木块③未滑出木板，小丽的实验改进有一处遗漏，它是_________________。
12．某同学在体育活动中，从铅球下落陷入沙坑的深度情况猜想到：物体的重力势能可能与物体的质量、下落高度和运动路径有关．于是设计了如图所示的实验：用大小、形状相同的A、B、C、D四个铅球，其中A、C、D三球的质量为m，B求质量为2m，让A、B两球从距沙表明高H静止下落，C球从距沙表面高2H静止下落，D球从距沙表面高2H的光滑弯曲管道上端静止滑入，最后从管道下端竖直地落下（球在光滑管道中运动的能量损失不计）。实验测得A、B两球陷入沙深度分
别为h1和h2，C、D两球陷入沙深度均为h3，且h1＜h2＜h3。
(1)本实验中，铅球的重力势能大小是通过　　　　来反映的。
(2)比较A、B两球，发现B球陷入沙深度更大，由此可得出结：当下落高度一定时，　　　　　　
。
(3)比较　　　　　　两球，发现C球陷入沙深度更大，由此可得出结论：当物体质量相同时，下落的高度越高，物体的重力势能越大。(4)比较C、D两球，发现两球运动的路径不同，但陷入沙深度相同，由此可得出结论：物体的重力势能与物体运动的路径　　　　　　（选填：“有关”或“无关”）。
(5)小球在下列过程陷入沙面前，将重力势能转化为　　　　　　能，陷入沙中后到小球静止过程中，将机械能转化为　　　　　　能。