2020八年級物理下冊 第十一章 功和機械能11.4 機械能及其轉化精講精練（含解析）（新版）新人教版

《2020八年級物理下冊 第十一章 功和機械能11.4 機械能及其轉化精講精練（含解析）（新版）新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2020八年級物理下冊 第十一章 功和機械能11.4 機械能及其轉化精講精練（含解析）（新版）新人教版（13頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、專題11.4 機械能及其轉化 課前預習 1.動能和勢能之和稱為____機械能_____。 2.物體的動能和勢能可以相互轉化，如果存在阻力，轉化過程中機械能不斷減小，反之機械能總量不變，即機械能___守恒____。 知識點解讀與例題突破 知識點1：機械能 （1） 定義：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。 （2） 單位：J （3）影響機械能大小的因素：①動能的大??；②重力勢能的大?。虎蹚椥詣菽艿拇笮?。 【例題1】如圖 所示，甲、乙兩個質量不同的小球從相同高度靜止釋放，甲球下落過程中經過 P、Q 兩點.忽略空氣阻力，下列說法正確的是（ ） A.著地瞬間，兩球

2、的動能相等 B.甲球在P 點和 Q 點的機械能相等 C.釋放瞬間，兩球的重力勢能相等 D.從釋放到著地，兩球所受重力做的功相等 【答案】B 【解析】忽略空氣阻力，則此過程機械能守恒。在同一高度靜止釋放，說明剛開始動能均為零，又因為質量不同，所以重力勢能不等。著地瞬間，兩球的重力勢能全部轉化為動能，又因為起始的重力勢能不等，所以動能不等，A 錯誤。因為過程機械能守恒，所以同一小球在自由掉落過程中，機械能始終相等，B 正確。釋放瞬間，兩球高度相同但質量不同，因此重力勢能不相等，C 錯誤。兩球分別在重力的作用下掉落了相同的距離，但兩球的重力不同， 由W = GH 可知， H 相同，但G 不

3、同，因此兩球所受重力做的功不相等。 知識點2：動能和勢能的轉化 1.在一定的條件下，動能和勢能可以互相轉化。 2.物體只受到重力作用時，動能和重力勢能在轉化過程中，機械能的總和不變，即，機械能守恒。 【例題2】（2019湖南長沙）下列有關機械能及其轉化的說法正確的是（　?。? A．彎弓射箭，箭的動能轉化為弓的彈性勢能 B．攔河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能 C．蹦床運動員從高處落下，其動能轉化為重力勢能 D．人造衛(wèi)星從近地點飛向遠地點時勢能減小，動能增大 【答案】B 【解析】A．彎弓射箭，弓的彈性勢能轉化為箭的動能，故A錯誤； B．攔河大壩使上游的水位升高，

4、水量增大，提高了水的重力勢能，故B正確； C．蹦床運動員從高處落下，其重力勢能轉化為動能，故C錯誤； D．人造衛(wèi)星從近地點飛向遠地點時，速度減小，相對高度增加，則動能減小，勢能增大，故D錯誤。 習題精練 一、選擇題 1．（2019山東泰安）如圖所示，粗糙程度相同的斜面與水平面在a點相連，彈簧左端固定在豎直墻壁上，彈簧處于自由狀態(tài)時右端在b點，小物塊從斜面的c點由靜止自由滑下，與彈簧碰撞后又返回到斜面上，最高到達d點。下列說法正確的是（　?。? A．彈簧被壓縮到最短時，彈性勢能最小 B．小物塊從c向a運動的過程中，重力勢能減小 C．小物塊從b向a運動的過程中

5、，動能增加 D．小物塊在整個運動過程中，機械能守恒 【答案】B 【解析】A．彈簧被壓縮到最短時，其形變程度最大，所以彈簧的彈性勢能最大，故A錯誤； B．小物塊從c向a運動的過程中，質量不變，高度減小，重力勢能減小，故B正確； C．小物塊從b向a運動的過程中，物塊不再受到彈力，由于受到摩擦力的作用，其速度會逐漸減小，所以其動能會減小，故C錯誤； D．小物塊在整個運動過程中，由于摩擦力的作用，其機械能總量會減少，即機械能不守恒，故D錯誤。 2.（2019四川巴中）如圖所示，物體從斜面頂端勻速滑到斜面底端，在此過程中，下列說法正確的是（　　） A．物體動能增大，機械能不變 B．

6、物體動能不變，機械能減小 C．物體重力勢能不變，機械能不變 D．物體重力勢能減小，機械能增大 【答案】B 【解析】物體從斜面頂端勻速滑到斜面底端，在此過程中，物體的質量不變，速度不變，高度降低，故動能不變，重力勢能減?。灰驗閯幽芎蛣菽芙y(tǒng)稱為機械能，所以機械能減?。还蔄CD錯誤，B正確。 3.（2019山東臨沂）如圖所示，在“探究動能的大小跟哪些因素有關”的實驗中，下列說法正確的是（　?。? A. 實驗所用斜面和水平面都必須是光滑的 B. 木塊向前滑行的過程中機械能保持不變 C. 小球質量越大，到達斜面底端的速度越大 D. 木塊被撞擊后滑行的越遠，說明小球的動能越大 【

7、答案】D 【解析】A.由于影響動能大小的因素是速度和質量；所以所用斜面和水平面是相同的即可，不一定必須是光滑，故A錯誤； B．木塊向前滑行的過程中，速度減小，由于木塊在水平面上，質量不變，則機械能減小，故B錯誤； C．小球到達斜面底端的速度取決于小球在斜面上的高度，滾下的高度越高小球到達斜面底端的速度越大，故C錯誤； D．根據轉換法，將木塊推得越遠，說明小球撞擊木塊前的動能很大，故D正確。 4．（2019湖北宜昌）如圖所示，過山車是一項驚險刺激的游戲項目，下列關于過山車的機械能說法正確的是（　?。? A．剛開始過山車勻速被拉升時，機械能不變 B．過山車向下俯沖時，重

8、力勢能轉化為動能 C．通過環(huán)形軌道最高點時，重力勢能最大，動能為0 D．過山車在運行過程中機械能守恒 【答案】B 【解析】（1）重力勢能的大小和物體的質量以及所處位置的高度有關，判斷重力勢能是否改變，看它的質量和高度是否變化就可以了；動能的大小和物體的質量以及運動的速度快慢有關，判斷動能的大小看它的質量和運動快慢是否變化就可以了。 （2）判斷是哪種能量轉化成了另一種能量的標準是：減小的轉化為增多的。 （3）不計空氣阻力時，機械能沒有轉化為內能，機械能守恒。 A．剛開始過山車勻速被拉升時，質量不變，速度不變，高度增加，故動能不變，重力勢能變大，而機械能等于動能與重力勢能之和，

9、所以機械能變大，故A錯誤； B．過山車向下俯沖時，質量不變，高度降低、速度變大，所以重力勢能變小，動能變大，重力勢能轉化為動能，故B正確； C．通過環(huán)形軌道最高點時，高度最大，重力勢能最大，但此時其在水平方向上速度不為零，此時動能不為零，故C錯誤； D．過山車在運行過程中需要克服空氣阻力和摩擦阻力做功，會有一部分機械能轉化為內能，所以機械能變小，即機械能不守恒，故D錯誤。 5．（2019湖北荊州）如圖，粗糙水平面AB與光滑斜面BC平滑連接，彈簧左端固定。小木塊P被壓縮的彈簧彈出并沖上斜面BC的過程中（空氣阻力忽略不計），下列說法正確的是（　　） A．在彈簧恢復原狀的過程中，彈簧的

10、彈性勢能全部轉化為小木塊P的動能 B．小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時機械能守恒 C．小木塊P在斜面上向上運動時，動能減小，重力勢能增加 D．小木塊P運動到最高點時處于平衡狀態(tài) 【答案】C 【解析】A．在彈簧恢復原狀的過程中，彈簧的形變程度變小，彈性勢能變小。木塊的速度變大，動能變大，同時因為水平面AB粗糙，木塊需要克服摩擦力做功，內能變大，故彈簧的彈性勢能一部分轉化為小木塊P的動能，一部分轉化為木塊的內能。故A錯誤； B．小木塊P離開彈簧后在粗糙水平面AB上滑行時，需要克服摩擦力做功，一部分機械能轉化為內能，所以機械能減小。故B錯誤； C．小木塊P在斜面上向上運

11、動時，高度增加，重力勢能變大，因為斜面BC光滑，且空氣阻力忽略不計，所以機械能守恒，故動能減小，故C正確； D．因為斜面BC光滑，故木塊不受摩擦力作用，若空氣阻力忽略不計，小木塊P運動到最高點時受到垂直于斜面向上的支持力和豎直向下的重力作用，這兩個力不在一條直線上，不屬于平衡力，所以木塊處于非平衡狀態(tài)，故D錯誤。 6.（2019江蘇蘇州）將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起。它的部分運動軌跡如圖所示。下列說法正確的是（　?。? A.皮球經過同一高度的A、B兩點時動能相等 B. 皮球第一次反彈后到達最高點P點時速度為零 C. 皮球在D點時的機械能小于在C點時的機械能

12、D. 若將皮球表面涂黑，則會在地面M、N兩點留下兩個大小相等的黑色圓 【答案】C 【解析】A．由圖可知，每次小球反彈后到的最高點都比上一次的最高點要低，說明小球受到空氣阻力，機械能逐漸變小，A點的機械能大于B點的機械能；機械能是物體動能與勢能的總和，AB兩點高度相同則重力勢能相同，所以A點的動能大于B點的動能；故A錯誤。 B．從軌跡來看，小球既有水平方向的速度又有水平方向的速度。小球在最高點時，豎直方向速度為零，但是仍然能往右運動，說明小球還具有水平方向速度；故B錯誤。 C．每次小球反彈后到的最高點都比上一次的最高點要低，說明小球受到空氣阻力，機械能逐漸變小。C點在D點之前，故D點

13、的機械能小于C點的機械能；故C正確。 D．彈性勢能大小與彈性形變程度有關，黑色圓斑的大小能反應小球彈性形變程度，圓斑越大，形變越大。M點與N點小球的動能與重力勢能都為零，又因為小球在M點機械能大于N點機械能，故小球在M點的彈性勢能大于N點的彈性勢能，故在M點的圓斑要大于在N點的圓斑。故D錯誤。 7. （2019湖南懷化）如圖所示，小球從A點擺動到C點的過程中(不計空氣阻力)，下列說法正確的是 A.從A到B的過程中，動能增大，重力勢能減小 B.從A到B的過程中，動能減小，重力勢能增大 C.從B到C的過程中，動能增大，至力勢能增大 D.從B到C的過程中，動能減小，重力勢能減小

14、 【答案】A 【解析】AB、從A到B的過程中，小球的質量不變、速度增大，動能增大；小球的質量不變、高度減小，重力勢能減小，故A正確、B錯；CD、從B到C的過程中，小球的質量不變、速度減小，動能減小；小球的質量不變、高度增大，重力勢能增大，故CD錯。 8.（2019安徽?。┤鐖D，在光滑的水平臺面上，一輕彈簧左端固定。右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小球至A位置，然后釋放小球，小球就在AB間做往復運動（已知AO＝OB）。小球從A位置運動到B位置的過程中，下列判斷正確的是（?? ） A.?小球的動能不斷增加 B.?彈簧的彈性勢能不斷減少 C.?小球

15、運動到O點時的動能與此時彈簧的彈性勢能相等 D.?在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變 【答案】 D 【解析】由題知，O點是彈簧保持原長時小球的位置，則AO段彈簧處于壓縮狀態(tài)，OB段彈簧處于拉伸狀態(tài)；小球從A運動到O的過程中，彈簧逐漸恢復原狀，形變程度變小，彈性勢能變小，小球所受彈力方向向右、速度不斷增大，動能變大，此過程中彈性勢能轉化為動能；到達O點時，彈簧恢復原長，彈性勢能為零，小球所受彈力為零，此時速度最大，動能最大；小球從O運動到B的過程中，彈簧被拉長，形變程度變大，彈性勢能變大，此時小球所受彈力方向向左、速度不斷減小，動能變小，此過程中動能轉化為彈性勢能；則小

16、球從A位置運動到B位置的過程中： A．小球的動能先增加后減少，A不符合題意； B．彈簧的彈性勢能先減少后增大，B不符合題意； C．小球運動到O點時的動能（最大）與此時彈簧的彈性勢能（為零）不相等，C不符合題意； D．水平臺面光滑，且AO＝OB，說明沒有機械能轉化為內能，小球和彈簧組成的整體機械能守恒，所以在任一位置彈簧的彈性勢能和小球的動能之和保持不變，D符合題意。 9.（2019廣東深圳）如圖，弧形軌道 ab 段光滑，bc 段粗糙，小球從a 點經最低點b 運動至c 點。下列分析正確的是（?? ） A.?從a 到b 的過程中，小球動能轉化為重力勢能?B.?經過b 點時，

17、小球動能最大 C.?從b 到c 的過程中，小球動能增大????? D.?從a 到c 的過程中，小球機械能守恒 【答案】B 【解析】A.從a到b的過程中，小球的高度減小，重力勢能減??；因為表面光滑，所以沒有摩擦力，那么重力勢能會全部轉化為動能，故A錯誤； B.因為b點是整個運動過程的最低點，所以這點的重力勢能最小，而動能最大，即小球的速度最大，故B正確； C.從b到c的過程中，小球的高度增加，重力勢能增大，因此它的動能會逐漸減小，故C錯誤； D.由于bc段粗糙，所以這段過程中機械能會轉化為內能，故D錯誤。 10.跳繩是大家喜愛的體育運動之一，小金的質量為50千克，每次

18、跳起高度約為6厘米（人整體上升，如圖所示），一分鐘跳100次，下列說法正確的是（　?。? A．向上起跳過程中小金的動能持續(xù)增大 B．在整個跳繩過程中小金的機械能守恒 C．小金跳一次克服重力做功約 3 焦 D．小金在這一分鐘內跳繩的功率約為 50 瓦 【答案】D 【解析】（1）影響動能的因素是質量和速度； （2）跳繩時 由于存在阻力，機械能減小； （3）根據G=mg算出重力，根據G=mg算出跳一次克服重力做功； （4）根據P=算出小金在這一分鐘內跳繩的功率。 A.向上起跳過程中，質量不變，速度減小，小金的動能減小，故A錯誤； B.人在跳繩的過程中，由于存在阻力，機械能減小

19、，所以機械能不守恒，故B錯誤； C.小金的重力為：G=mg=50kg×10N/kg=500N， 小金跳一次克服重力做功：W=Gh=500N×0.06m=30J，故C錯誤； D.小金在這一分鐘內跳繩的功率：P===50W，故D正確。 11.人造地球衛(wèi)星在大氣層外環(huán)繞地球運行（不受空氣阻力），當它從遠地點向近地點運動時（　　） A．動能減小，勢能增大，機械能不變 B．動能減小，勢能減小，機械能減小 C．動能增大，勢能減小，機械能不變 D．動能增大，勢能減小，機械能減小 【答案】C 【解析】（1）在太空中，衛(wèi)星繞地球運動時，沒有阻力作用，沒有克服摩擦做功，機械能守恒。 （2）勢

20、能大小的影響因素：質量、被舉的高度。質量越大，高度越高，勢能越大。 （3）動能大小的影響因素：質量、速度。質量越大，速度越大，動能越大。 衛(wèi)星在大氣層外運動，不受空氣阻力作用，只有動能和勢能的轉化，因此機械能守恒。衛(wèi)星在遠地點時勢能最大，當它從遠地點向近地點運動時，勢能轉化為動能，所以勢能減小、動能增大，速度增大。 12．我國用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星（簡稱“量子衛(wèi)星”）“墨子號”發(fā)射升空，如圖所示，火箭在加速上升的過程中（　　） A．動能不變，重力勢能增加，機械能增加 B．動能增加，重力勢能不變，機械能增加 C．動能增加，重力勢能增加，機械能增加 D

21、．動能不變，重力勢能不變，機械能不變 【答案】C． 【解析】動能大小的影響因素：質量、速度；重力勢能大小的影響因素：質量、高度；動能和勢能合稱為機械能．火箭在加速上升的過程中，速度變快，動能變大；高度增加，重力勢能變大；動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，所以機械能變大． 13.2018年2月12日13時03分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第二十八、二十九顆北斗導航衛(wèi)星，如圖所示的衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運行，離地球最近的一點叫近地點，最遠的一點叫遠地點，它在大氣層外運行，不受空氣阻力，則下列說法正確的是（　?。? A．衛(wèi)星從遠地點運行到近地點，重力勢能減小

22、，動能增大，機械能守恒 B．衛(wèi)星從遠地點運行到近地點，重力勢能增大，動能減小，機械能守恒 C．衛(wèi)星從近地點運行到遠地點，重力勢能增大，動能增大，機械能不守恒 D．衛(wèi)星從近地點運行到遠地點、重力勢能減小，動能減小，機械能不守恒 【答案】A 【解析】影響動能的因素是物體的質量和物體運動的速度；影響重力勢能的因素是物體的質量和物體的高度。根據動能、重力勢能影響因素的情況得出動能和重力勢能的大小情況。再根據能量變化的規(guī)律：減小的能量轉化為增大的能量得出答案。 AB.在大氣層外運行，不受空氣阻力，機械能是守恒的；衛(wèi)星從遠地點運行到近地點時，相對高度減小，所以勢能減小，同時速度增大，動能增大，

23、故A正確、B錯誤； CD.在大氣層外運行，不受空氣阻力，機械能是守恒的；衛(wèi)星從近地點運行到遠地點時，相對高度增大，所以勢能增大，同時速度減小，動能減小，機械能守恒，故CD錯誤。 二、填空題 14．（2019湖北隨州）很多同學喜愛排球運動，一個漂亮的扣殺會贏得無數掌聲。一次扣球往往包含著“助跑、起跳、空中擊球、落地”一連串流暢的動作。試分析這一過程中包含的物理知識。 示例：在運動員起跳上升過程中，運動員的動能向重力勢能轉化。（此例不可再用）請考生另列兩條： （1）　 　 ；（2）　 　 。 【答案】①起跳時，人給

24、地面一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，地面給人一個向上的力。 ②空中擊球時人給球一個力，這個力改變了球的運動狀態(tài)。 【解析】從慣性知識、力的作用是相互的以及重力的方向是豎直向下的入手，要求學生利用所學知識對整個過程，每個步驟認真分析。“助跑、起跳、空中擊球、落地”一連串流暢的動作包含的物理知識： ①起跳時，人給地面一個向下的力，由于物體間力的作用是相互的，地面給人一個向上的力。 ②空中擊球時人給球一個力，這個力改變了球的運動狀態(tài)。 ③運動員落地時，運動員的重力勢能轉化為動能。 15.（2019廣東省）如圖所示，用細線系住小球懸掛在O點，將小球拉至A點釋放，從A點經過B點運動

25、到C點的過程中，小球的重力勢能先變小后______，動能先_____后______。（選填“變大”、“變小”或“不變”） 【答案】 變大；變大；變小 【解析】細線系住小球懸掛在O點，將小球拉至A點釋放，從A點經過B點運動到C點的過程中，小球的質量不變，高度先減小后變大，因此它的重力勢能先變小后變大；因為機械能=動能+重力勢能，所以小球的動能先變大后變小。 16.從桌面掉到地上的乒乓球會自動彈起，球在上升過程中　 　能轉化為　 　能，由于球與空氣有摩擦，上升過程中球的機械能　 　． 【答案】動；重力勢；減小 【解析】（1）動能大小的影響因素：質量、速度．質量越大

26、，速度越大，動能越大． （2）重力勢能大小的影響因素：質量、被舉得高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大． （3）機械能等于動能和勢能之和；克服摩擦做功，機械能轉化為內能；不計阻力，機械能守恒． 乒乓球在上升的過程中，質量不變，速度減小，動能減??；高度增高，重力勢能增大，是動能轉化為重力勢能如果不能忽略空氣阻力，乒乓球上升的過程中克服空氣阻力做功，機械能轉化為內能，機械能減小． 17.貨運飛船“天舟一號”與空間站“天空二號”成功對接后，以“天宮二號”為參照物，“天舟一號”處 于　 　狀態(tài)．由于外太空存在少量空氣，“天空二號”運行時受到阻力，機械能　 ?。ㄟx填“變大”、“變小”或“

27、不變”）． 【答案】靜止；變?。? 【解析】判斷物體是運動的還是靜止的，要看它和參照物之間的位置關系，如果位置變化了，說明該物體是運動的，否則是靜止的；影響動能的因素是質量和速度，影響重力勢能的因素是質量和高度，動能和重力勢能合稱機械能． （1）“貨運飛船“天舟一號”與空間站“天空二號”成功對接后，它們之間的位置保持不變，因此以“天宮二號”為參照物，“天舟一號”處于靜止狀態(tài)； （2）由于“天空二號”運行時受到阻力，要克服摩擦做功，有一部分機械能轉化為內能，所以機械能變小． 18.浙江最大抽水蓄能電站工作原理如圖所示，用電低谷時（如深夜），電站利用電網多余電能把水從下水庫抽到上水庫中儲存

28、起來；用電高峰時，再利用上水庫中的水發(fā)電． （1）蓄能時，水被抽到上水庫中，電能轉化為水的　 ??； （2）發(fā)電時，若該電站上水庫可用于發(fā)電的庫容量為7.86×106米3，上下水庫平均水位差637米．上水庫中可用于發(fā)電的水流到下水庫，水的重力做功 為　　焦． 【答案】（1）重力勢能；（2）5.00628×1013。 【解析】電動機抽水時，將電能轉化為重力勢能；根據m=ρV，得出水的質量，再根據G=mg求出水的重力，最后根據W=Gh，可求出做功多少． （1）蓄能時，水被抽到上水庫中，電能轉化為水的重力勢能； （2）水的質量為：m=ρV=1.0×103kg/m3×7.86×1

29、06m3=7.86×109kg 水的重力為：G=mg=7.86×109kg×10N/kg=7.86×1010N 水的重力做功為：W=Gh=7.86×1010N×637m=5.00628×1013J 三、綜合應用題 19.用細線懸掛的小球從圖中所示位置靜止釋放，若忽略空氣阻力，那么小球在最高點的勢能為什么等于下降至最低點的動能？請用機械能守恒定律解釋；實際上，小球在擺動過程中，會與空氣摩擦產生熱，擺幅逐漸減小，最終停下來，那么在擺動過程中由于摩擦而轉化的內能等于小球在最高點所具有的勢能，請用能量守恒定律解釋。 【答案】（1）用細線懸掛的小球在最高點時靜止，動能為0，重力勢能最大設為

30、a， 則機械能E1=0+a=a 小球在最低點時高度為0，重力勢能為0，速度最大，動能最大設為b， 則機械能E2=0+b=b 若忽略空氣阻力,小球在擺動過程中，只有動能和勢能的相互轉化，只有重力載做功，所以小球在各個時刻或者各個狀態(tài)時的機械能守恒．即E1=E2，從而a=b.也就是小球在最高點的勢能等于下降至最低點的動能。 （2）小球在擺動過程中，除重力做功外，還有空氣阻力做功，所以機械能不守恒，有一部分機械能轉化為內能，但是仍舊遵從能量守恒定律，所以在擺動過程中由于摩擦而轉化的內能等于小球在最高點所具有的勢能． 【解析】（1）機械能守恒的條件：只有動能和勢能的相互轉化或者只有重力做功，機械能才守恒．（2）能量既不會創(chuàng)生，也不會消滅，它只能從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移的過程中，能量的總量不變，這就是能量守恒定律． 13