/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科 【学习目标】 1. 知到机械能的概念 2. 经历动能和势能相互转化的探究过程，了解机械能守恒的条件 3. 了解水能和风能的利用 【自主学习】 一、机械能 物体可以既有动能，又有势能， 这两种能量加在一起，就是它的机械能。在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。其单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。影响其因素：质量、速度、高度、形变程度。 二、机械能及其转化 大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。做题时往往需要留意空气阻力这个容易忽略的东西。 蹦迪、小球下落压缩弹簧这样的过程，要注意速度的变化，速度最大时是重力等与弹力的时候，而不是弹簧（或者绳子）再原长的时候。而速度为零时，是势能最大的时候。 三、水能和风能的利用 地球上，海水潮汐涨落，江河日夜奔腾；有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都具有大量机械能的天然来源。水能和风能都是机械能。 流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，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。早在1900多年前，我们的祖先就制造了木质水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。修筑拦河坝提高上游水位，坝底装水轮机，发电机装在水轮机上面，它们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。 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。我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。至少1700多年前已开始利用风来推动风车做功。风能也可以用来发电。单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几百台风力发电机，组成“风车田”，连在一起供电。 【例1】如图所示，用轻绳将小球系好后，固定在天花板上做成一个摆。小球在A、C之间往返运动，不计空气阻力和摩擦，对小球从A点向右摆动到C点的过程，下列说法中正确的是（ ） A．小球在B点时的速度最快，小球在B点的机械能最大 B．小球受重力、绳子拉力和向下运动的力 C．小球所受重力对小球做功，绳子拉力对小球不做功 D．小球在C点时，小球受到的拉力和其重力是一对平衡力 【例2】如图甲所示的过山车是一项惊险刺激的娱乐项目。如图乙所示是过山车轨道的示意图，过山车沿弧形轨道从a点运动到b点后进入竖直圆形轨道经过c点，然后通过d点（不计空气阻力），下列说法正确的是（ ） A．乘坐过山车的游客相对于轨道是静止的 B．过山车到达c点时，动能为零 C．过山车经过a、d两点时，机械能大小相等 D．过山车从b点运动到d点，部分动能转化为重力势能 【例3】“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，最终静止在B点。对此过程，下列描述正确的是（ ） A．弹性绳的弹性势能在B点时最大 B．人从A到C的过程中，动能减少，重力势能增加 C．人从B到C的过程中，动能减少，重力势能增加 D．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少 【例4】2025年1月13日，我国太原卫星发射中心在山东省附近海域使用捷龙三号运载火箭将微厘空间01组卫星发射升空，发射任务获得圆满成功。如图，卫星在随火箭加速直线升空的过程中（ ） A．动能减小，重力势能减小，机械能减小 B．动能减小，重力势能增大，机械能不变 C．动能增大，重力势能增大，机械能增大 D．动能增大，重力势能减小，机械能不变 【例5】如图 ... ...
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