第十章 第四节　机械能转化及其应用 学案 （学生版+ 答案版） 2024-2025学年物理沪科版八年级全一册

第四节　机械能转化及其应用 机械能 1．定义：动能和势能(包括重力势能和弹性势能)统称为机械能． 2．单位：焦耳(J)． 3．计算：物体的机械能等于其动能与势能之和． 　一个物体可以既有动能又有势能．如空中飞行的飞机，由于运动而具有动能，又由于处于高处而具有重力势能；玩蹦极时绳索在运动着，被拉长而发生了弹性形变且处于高处，绳索既有动能，又有弹性势能和重力势能． 机械能的相互转化 1．物体的动能和重力势能是可以相互转化的． 2．在一定条件下，动能和弹性势能可以相互转化． 3．在动能和势能的转化过程中，如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的．例如：在光滑斜面上自由下滑的物体；不计空气阻力，自由下落的物体． 4．在一定条件下，机械能还能转化为其他形式的能量，机械能守恒是一种理想状态． 机械能的应用 1．水能：水流动时具有的机械能叫水能． 2．风能：风是流动的空气，风具有的机械能叫风能． 3．水力发电能量转化过程：(修建拦河坝)重力势能→(奔流而下)动能→(水轮机带动发电机)电能． 4．风能的利用：(1)利用风对外做功，如帆船、风车等；(2)风力发电． 机械能 典例1 2024年10月30日，载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火起飞，约10分钟后精准进入预定轨道，发射任务取得圆满成功．在运载火箭加速上升阶段，神舟十九号飞船的( B ) A．动能不变　 B．重力势能增大 C．机械能减小　 D．机械能不变 解影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度，影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度，其中动能和势能统称为机械能．在火箭加速上升的过程中，神舟十九号飞船的质量不变，速度增大，动能增大；质量不变，高度增加，重力势能增大，所以机械能增大． 变式 [2024·成都]2023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕．如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景．关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是( C ) 变式图 A．助跑过程中，动能保持不变 B．助跑过程中，机械能总量保持不变 C．起跳后的上升过程中，重力势能增大 D．越过横杆后的下降过程中，动能保持不变 机械能的相互转化 典例2 水从高处落下，下列说法正确的是( D ) A．水的动能逐渐增加，机械能不变 B．水的动能不变，重力势能逐渐减小 C．水的动能逐渐增加，重力势能不变 D．该过程水的重力势能转化为动能 重力势能大小与质量、高度有关；动能大小与质量、速度有关．水从高处向低处运动时，其质量不变，速度增加，故水的动能增加；同时高度减小，故水的重力势能减小；此过程水的重力势能转化为动能；由于存在空气的阻力和摩擦，机械能减小． 变式1 下列关于能量转化的说法，正确的是( A ) 变式1图 A．图甲中，风力发电将空气的动能转化为电能 B．图乙中，拉开的弹弓将石子弹出的过程，弹性势能增大 C．图丙中，“神舟五号”载人飞船成功返航，返回舱在减速着陆过程中机械能守恒 D．图丁中，水平路面上疾驰的汽车，将重力势能转化为动能 变式2 [2024·无锡]如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为0J；摆球从A点到O点的过程中，重力势能转化为动能．整个过程中，摆球的机械能大小不变(填“不变”或“减小”)． 变式2图 机械能的应用 典例3 下列成语或诗句与水能或风能无关的是( B ) A．惊涛拍岸　 B．电闪雷鸣 C．北风呼啸　 D．飞流直下三千尺 惊涛拍岸、北风呼啸是说的水、风具有很大的动能；飞流直下三千尺是说水具有巨大的重力势能，总而言之，水和空气具有很大的机械能；电闪雷鸣是指的电能． 变式 下列现象中没有利用风能或水能做功的是( C ) A．帆船在河水中逆流航行 B．风筝越飞越高 C．用太 ... ...