第17課機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化(學(xué)生版+解析)

第17課機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（學(xué)生版）目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.了解機(jī)械能概念；2.會分析動(dòng)能和勢能之間的轉(zhuǎn)化過程；3.會利用機(jī)械能分析生活中常見動(dòng)能與勢能之間的轉(zhuǎn)化例；4.了解機(jī)械能守恒定律。1.知道機(jī)械能的概念，機(jī)械能是指動(dòng)能和勢能的綜合；2.了解在一定條件下動(dòng)能和是勢能可以相互轉(zhuǎn)化；3.知道動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象；4.理解機(jī)械能守恒的條件及現(xiàn)象。知識精講知識精講知識點(diǎn)01機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。2.動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化（1）在一定的條件下，動(dòng)能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（2）在一定的條件下，動(dòng)能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運(yùn)動(dòng)員，在起跳的過程中，壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。【知識詳解】機(jī)械能的轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的2.在滾擺實(shí)驗(yàn)中可以看到，滾擺旋轉(zhuǎn)著下降，越轉(zhuǎn)越快。到最低點(diǎn)時(shí)，滾擺轉(zhuǎn)而上升，上升中它越轉(zhuǎn)越慢，直到差不多回到原來的位置。然后它又下降、上升，重復(fù)原來的運(yùn)動(dòng)。滾擺下降時(shí)，它的重力勢能越來越小，動(dòng)能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。滾擺上升時(shí)，它的動(dòng)能越來越小，重力勢能越來越大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能?！局R拓展一】機(jī)械能間的轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。①動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能的標(biāo)志是速度減小，所處的高度增加；②重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的標(biāo)志是所處的高度減小，速度增大。2.動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。①動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能的標(biāo)志是速度減小，形變增大；、②彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的標(biāo)志是動(dòng)能增大，形變減??；③動(dòng)能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間。3.在動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，若沒有能量損失(如克服阻力)或其他形式的能量的補(bǔ)充，機(jī)械能的總和保持不變，機(jī)械能守恒。4.機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?！局R拓展二】對能量轉(zhuǎn)化的理解對能量轉(zhuǎn)化的理解：(1)分析某個(gè)物體在物理變化的過程中機(jī)械能的大小發(fā)生改變與否時(shí)，應(yīng)全面考慮。即同時(shí)考慮動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能的變化情況。(2)物體儲存能量時(shí)，物體具有做功的本領(lǐng)，物體損失能量時(shí)，就說物體正在做功。(3)物體對外界做功時(shí)，物體的能量減小。(4)外界對物體做功時(shí)，物體的能量增加。知識點(diǎn)02機(jī)械能守恒與能量的利用1.機(jī)械能守恒：如果一個(gè)過程中，只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和就保持不變，這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒。2.水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾十臺到幾百臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電?！局R詳解】機(jī)械能守恒動(dòng)能與勢能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，即動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化成勢能，勢能也可以轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。在只有動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)化的過程中，機(jī)械能的總量保持不變。如圖：衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于太空是真空，動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不變。

規(guī)律總結(jié)：在只有重力、彈力做功時(shí)，機(jī)械能是守恒的，其他力做功，機(jī)械能不守恒?！局R拓展】機(jī)械能守恒與轉(zhuǎn)化1.滾擺：滾擺又稱麥克斯韋擺，它是在學(xué)習(xí)機(jī)械能時(shí)，常用來演示重力勢能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化的儀器，如圖。做滾擺實(shí)驗(yàn)時(shí)，先調(diào)整懸繩，使擺輪處于水平最低位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)擺輪，使懸繩均勻地繞在擺輪的軸上，直至擺輪上升到懸繩的最上部，并且保持?jǐn)[輪的軸與水平地面平行。此時(shí)，擺輪具有一定的重力勢能，而動(dòng)能為零。當(dāng)由靜止釋放擺輪，在重力和懸繩拉力的共同作用下，擺輪邊旋轉(zhuǎn)，邊下降，擺輪的重力勢能不斷減少，轉(zhuǎn)化成擺輪的動(dòng)能。當(dāng)懸線全部伸開時(shí)，擺輪的重力勢能不再減少，擺輪的動(dòng)能達(dá)到最大值。由于慣性，擺輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，擺輪軸又開始把繩繞在軸上，使擺輪開始上升，隨著重力勢能的增加，動(dòng)能不斷減少，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能。直到上升到開始位置，擺輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，停止上升。接著又開始新的一輪下降、上升……實(shí)際上，擺輪每次下降后再上升都不會上升到前一次的高度，這是摩擦力、空氣阻力等作用的結(jié)果，使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.水能及其利用：水能及其利用流動(dòng)的水具有動(dòng)能，高處的水具有勢能，水所具有的機(jī)械能統(tǒng)稱水能。瀑布的水向下流時(shí)(如圖)，它會以極大的力量沖擊瀑布下的巖石，并且以很大的速度沖刷土壤。數(shù)千年前，人們已知道利用流水的能量來轉(zhuǎn)動(dòng)水車，汲水灌溉。自從19世紀(jì)末德國建成世界上第一座水電站以來，水力發(fā)電就成了水能利用的主要形式。當(dāng)上游的水沖擊水輪機(jī)的葉片時(shí)，就把大部分動(dòng)能傳遞給水輪機(jī)，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由此帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。為了增加水的機(jī)械能，必須修筑攔河大壩來提高河流上游的水位。如圖是水力發(fā)電站的原理圖?！局R拓展】本節(jié)知識導(dǎo)圖分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.如圖所示，小球在A點(diǎn)由靜止開始釋放，向右側(cè)擺動(dòng)，B點(diǎn)是小球擺動(dòng)的最低點(diǎn)，C點(diǎn)是小球擺動(dòng)到右側(cè)的最高點(diǎn)，且A、C兩點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直距離hA＞hC。在小球從B點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）。A．小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變；B．小球的機(jī)械能總量逐漸減?。籆．繩的拉力對小球做了功；D．小球的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能2.2015年12月20日，深圳市光明新區(qū)發(fā)生山體滑坡事故，損失慘重，對人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)造成重大損失。事發(fā)時(shí)，廢棄渣土堆填體從高處加速下滑，具有巨大的能量。關(guān)于渣土堆填體，描述正確的是（）。A.渣土下滑時(shí)動(dòng)能不變；B.渣土下滑時(shí)重力勢能變大；C．渣土下滑時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；D．渣土下滑時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能3.如圖所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系住運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落，到A點(diǎn)處彈性繩自然伸直。B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對運(yùn)動(dòng)員拉力相等的點(diǎn)，C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)（忽略空氣阻力），下列說法正確的是（）。A．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員速度一直減?。籅．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在增大；C．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在減小 ；D．從O點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不變4.一個(gè)實(shí)心鐵球和一個(gè)實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的是（）。A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能；B．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能；C．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能；D．上述三種情況都有可能5.灑水車沿平直公路勻速行駛，將水灑在路面上，這個(gè)過程中，下列說法正確的是（）。A．動(dòng)能不變，勢能減??；B．動(dòng)能勢能都減小；C．動(dòng)能勢能都不變；D．不能確定動(dòng)能勢能是變大還是變小6．如圖所示，一名運(yùn)動(dòng)員投擲鉛球的過程示意圖。鉛球在b點(diǎn)離手，c點(diǎn)是鉛球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。在a到d的整個(gè)過程中，下列說法不正確的是()。A．只有在a到b的過程中，運(yùn)動(dòng)員對鉛球做了功；B．在b到d的過程中，鉛球的機(jī)械能先增加后減少；C．在c到d的過程中，鉛球的重力勢能減少；D．在a到d的過程中，鉛球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷的變化7．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從靜止下落，落在與A點(diǎn)等高處，豎直放置靜止的輕彈簧上，到達(dá)與B點(diǎn)等高處時(shí)小球重力與彈簧的彈力大小相等，圖中與C點(diǎn)等高處是小球到達(dá)的最低點(diǎn)(不計(jì)空氣阻力)。下列說法正確的是()。A．下落過程中，小球重力勢能減小，動(dòng)能增大，小球與彈簧機(jī)械能不守恒；B．下落過程中，小球重力勢能一直減小，動(dòng)能先增大后減小，小球與彈簧機(jī)械能守恒；C．到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能為零，受到的重力大于彈簧的彈力；D．從B到C，小球重力勢能與動(dòng)能都減小，轉(zhuǎn)化成彈性勢能8．在探究動(dòng)能大小與質(zhì)量關(guān)系的兩次實(shí)驗(yàn)中，小球從同一高度由靜止開始釋放時(shí)的場景如圖所示，木板固定在水平面上。該實(shí)驗(yàn)中小球的動(dòng)能由轉(zhuǎn)化而來的，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過比較木塊在木板上滑行的來比較動(dòng)能大小的。圖中錯(cuò)誤的操作是。改正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)乙圖木塊滑出的遠(yuǎn)些，則可以得出結(jié)論。題組B能力提升練1.高空中形成的雨滴在重力和空氣阻力的共同作用下，開始下落的一段時(shí)間速度越來越大，落到地面前一段時(shí)間勻速下落。雨滴在空中下落的整個(gè)過程中（）。A．動(dòng)能一直增大，機(jī)械能守恒；B．動(dòng)能先增大后不變，機(jī)械能守恒；C．動(dòng)能先增大后不變，機(jī)械能一直減?。籇．動(dòng)能先減小后不變，機(jī)械能一直減小2.伽利略認(rèn)為：一個(gè)金屬小球從光滑斜面的某一高度處靜止?jié)L下，由于不受阻力，沒有能量損耗，那么它必定到達(dá)另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平緩一些，也會出現(xiàn)同樣的情況。其模擬實(shí)驗(yàn)如圖所示，則下列說法中正確的是（）。A．小球在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力作用；B．在滾下斜面的過程中，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機(jī)械能減少；C．另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動(dòng)的距離越小；D．如果另一斜面變成水平面，則小球達(dá)不到同樣的高度而會永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去3.2020年6月23日，我國將最后一顆全球組網(wǎng)的“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星圓滿發(fā)射成功。在發(fā)射過程中，“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星隨火箭加速上升，在加速上升階段，“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星的（）。A．動(dòng)能不變 B．重力勢能增大 C．機(jī)械能減小 D．機(jī)械能不變4.球豎直向上運(yùn)動(dòng)，并落回地面，這過程中先后經(jīng)過M、S兩點(diǎn)。球在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢能如圖所示，則球在M點(diǎn)的（）。A．速度比在S點(diǎn)的大 B．機(jī)械能大于在S點(diǎn)的 C．機(jī)械能等于在S點(diǎn)的 D．離地高度比在S點(diǎn)的低5.把一個(gè)鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去，如圖所示。下列說法中正確的是（）。A．鐵鎖擺回時(shí)會打到鼻子；B．鐵鎖在擺動(dòng)過程中動(dòng)能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化；C．鐵鎖由高處擺到低處的過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能；D．鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用6.如圖所示是蕩秋千的簡化模型。擺球從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)D點(diǎn)后返回，B、C兩點(diǎn)等高。下列說法正確的是（）。A．球在B、C兩點(diǎn)的動(dòng)能相等；B．球在A、D兩點(diǎn)的機(jī)械能相等；C．球從B點(diǎn)到O點(diǎn)的過程中機(jī)械能減少；D．球從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重力勢能減少7.2020年5月5日，我國自主研發(fā)的長征5號B型運(yùn)載火箭圓滿完成發(fā)射任務(wù)。圖為起飛階段加速上升的火箭，該過程中，內(nèi)部的新型返回艙的動(dòng)能（選填“增大”、“減小”或“不變”），火箭整體的機(jī)械能（選填“增大”“減小”或“不變”）。題組C培優(yōu)拔尖練1．（2021·江蘇中考真題）2021年4月，中國女足通過奮勇拼搏，晉級奧運(yùn)會。如圖是足球落地后又彈起的示意圖分析可知，足球（）。A．在B點(diǎn)時(shí)受力平衡；B．在A、D兩點(diǎn)動(dòng)能可能相等；C．在C點(diǎn)時(shí)，若所受力全部消失，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將不斷改變；D．在運(yùn)動(dòng)過程中，只存在動(dòng)能和勢能的相互轉(zhuǎn)化2．（2021·湖南張家界市·中考真題）張家界大峽谷玻璃橋高空蹦極體驗(yàn)項(xiàng)目正式對公眾開放，不考慮空氣阻力，關(guān)于人在蹦極下降過程中的能量分析，下列選項(xiàng)中正確的是（）。A．彈性繩繃直前，人的重力勢能減小，動(dòng)能增大，機(jī)械能增大；B．彈性繩剛好繃直時(shí)，人的重力勢能最小，動(dòng)能最大；C．下降到最低點(diǎn)的過程中人的機(jī)械能守恒；D．下降到最低點(diǎn)時(shí)，人的重力勢能最小，彈性繩的彈性勢能最大3．（2021·湖北宜昌市·中考真題）如圖是宜昌某景區(qū)的彩虹滑道，小東和小紅從頂端滑到底端的過程中，重力勢能______，機(jī)械能______。（選填“增大”、“減小”或“不變”）4．（2021·黑龍江中考真題）許多同學(xué)玩過有趣的蹦床游戲，如圖所示：當(dāng)人從空中最高點(diǎn)下落至剛接觸蹦床的過程中，人的動(dòng)能和勢能是如何轉(zhuǎn)化的？人從接觸蹦床到下落至最低點(diǎn)的過程中，人的動(dòng)能、重力勢能和蹦床的彈性勢能都如何變化？（不計(jì)空氣阻力）第17課機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化（教師版）目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(biāo)解讀1.了解機(jī)械能概念；2.會分析動(dòng)能和勢能之間的轉(zhuǎn)化過程；3.會利用機(jī)械能分析生活中常見動(dòng)能與勢能之間的轉(zhuǎn)化例；4.了解機(jī)械能守恒定律。1.知道機(jī)械能的概念，機(jī)械能是指動(dòng)能和勢能的綜合；2.了解在一定條件下動(dòng)能和是勢能可以相互轉(zhuǎn)化；3.知道動(dòng)能和勢能轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象；4.理解機(jī)械能守恒的條件及現(xiàn)象。知識精講知識精講知識點(diǎn)01機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。2.動(dòng)能與勢能的相互轉(zhuǎn)化（1）在一定的條件下，動(dòng)能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如將一塊小石塊，從低處拋向高處，再從高下落的過程中，先是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，后又是重力勢轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。（2）在一定的條件下，動(dòng)能和彈性勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。如跳水運(yùn)動(dòng)員，在起跳的過程中，壓跳板是動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，跳板將運(yùn)動(dòng)員反彈起來是彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。【知識詳解】機(jī)械能的轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能和勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的2.在滾擺實(shí)驗(yàn)中可以看到，滾擺旋轉(zhuǎn)著下降，越轉(zhuǎn)越快。到最低點(diǎn)時(shí)，滾擺轉(zhuǎn)而上升，上升中它越轉(zhuǎn)越慢，直到差不多回到原來的位置。然后它又下降、上升，重復(fù)原來的運(yùn)動(dòng)。滾擺下降時(shí)，它的重力勢能越來越小，動(dòng)能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。滾擺上升時(shí)，它的動(dòng)能越來越小，重力勢能越來越大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能?！局R拓展一】機(jī)械能間的轉(zhuǎn)化1.動(dòng)能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化。①動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能的標(biāo)志是速度減小，所處的高度增加；②重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的標(biāo)志是所處的高度減小，速度增大。2.動(dòng)能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化。①動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢能的標(biāo)志是速度減小，形變增大；、②彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的標(biāo)志是動(dòng)能增大，形變減??；③動(dòng)能和彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間。3.在動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化的過程中，若沒有能量損失(如克服阻力)或其他形式的能量的補(bǔ)充，機(jī)械能的總和保持不變，機(jī)械能守恒。4.機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量?！局R拓展二】對能量轉(zhuǎn)化的理解對能量轉(zhuǎn)化的理解：(1)分析某個(gè)物體在物理變化的過程中機(jī)械能的大小發(fā)生改變與否時(shí)，應(yīng)全面考慮。即同時(shí)考慮動(dòng)能、重力勢能、彈性勢能的變化情況。(2)物體儲存能量時(shí)，物體具有做功的本領(lǐng)，物體損失能量時(shí)，就說物體正在做功。(3)物體對外界做功時(shí)，物體的能量減小。(4)外界對物體做功時(shí)，物體的能量增加。知識點(diǎn)02機(jī)械能守恒與能量的利用1.機(jī)械能守恒：如果一個(gè)過程中，只有動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能的總和就保持不變，這個(gè)規(guī)律叫做機(jī)械能守恒。2.水能和風(fēng)能的利用：自然界的流水和風(fēng)能都是具有大量機(jī)械能的天然資源。利用水能發(fā)電，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。利用風(fēng)能發(fā)電，在風(fēng)力資源豐富的地區(qū)，可以同時(shí)安裝幾十臺到幾百臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)，組成“風(fēng)車田”聯(lián)在一起供電?！局R詳解】機(jī)械能守恒動(dòng)能與勢能之間是可以相互轉(zhuǎn)化的，即動(dòng)能可以轉(zhuǎn)化成勢能，勢能也可以轉(zhuǎn)化成動(dòng)能。在只有動(dòng)能與勢能轉(zhuǎn)化的過程中，機(jī)械能的總量保持不變。如圖：衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于太空是真空，動(dòng)能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不變。

規(guī)律總結(jié)：在只有重力、彈力做功時(shí)，機(jī)械能是守恒的，其他力做功，機(jī)械能不守恒。【知識拓展】機(jī)械能守恒與轉(zhuǎn)化1.滾擺：滾擺又稱麥克斯韋擺，它是在學(xué)習(xí)機(jī)械能時(shí)，常用來演示重力勢能和動(dòng)能之間相互轉(zhuǎn)化的儀器，如圖。做滾擺實(shí)驗(yàn)時(shí)，先調(diào)整懸繩，使擺輪處于水平最低位置，然后轉(zhuǎn)動(dòng)擺輪，使懸繩均勻地繞在擺輪的軸上，直至擺輪上升到懸繩的最上部，并且保持?jǐn)[輪的軸與水平地面平行。此時(shí)，擺輪具有一定的重力勢能，而動(dòng)能為零。當(dāng)由靜止釋放擺輪，在重力和懸繩拉力的共同作用下，擺輪邊旋轉(zhuǎn)，邊下降，擺輪的重力勢能不斷減少，轉(zhuǎn)化成擺輪的動(dòng)能。當(dāng)懸線全部伸開時(shí)，擺輪的重力勢能不再減少，擺輪的動(dòng)能達(dá)到最大值。由于慣性，擺輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，擺輪軸又開始把繩繞在軸上，使擺輪開始上升，隨著重力勢能的增加，動(dòng)能不斷減少，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能。直到上升到開始位置，擺輪停止轉(zhuǎn)動(dòng)，停止上升。接著又開始新的一輪下降、上升……實(shí)際上，擺輪每次下降后再上升都不會上升到前一次的高度，這是摩擦力、空氣阻力等作用的結(jié)果，使一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2.水能及其利用：水能及其利用流動(dòng)的水具有動(dòng)能，高處的水具有勢能，水所具有的機(jī)械能統(tǒng)稱水能。瀑布的水向下流時(shí)(如圖)，它會以極大的力量沖擊瀑布下的巖石，并且以很大的速度沖刷土壤。數(shù)千年前，人們已知道利用流水的能量來轉(zhuǎn)動(dòng)水車，汲水灌溉。自從19世紀(jì)末德國建成世界上第一座水電站以來，水力發(fā)電就成了水能利用的主要形式。當(dāng)上游的水沖擊水輪機(jī)的葉片時(shí)，就把大部分動(dòng)能傳遞給水輪機(jī)，使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由此帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。為了增加水的機(jī)械能，必須修筑攔河大壩來提高河流上游的水位。如圖是水力發(fā)電站的原理圖?！局R拓展】本節(jié)知識導(dǎo)圖分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.如圖所示，小球在A點(diǎn)由靜止開始釋放，向右側(cè)擺動(dòng)，B點(diǎn)是小球擺動(dòng)的最低點(diǎn)，C點(diǎn)是小球擺動(dòng)到右側(cè)的最高點(diǎn)，且A、C兩點(diǎn)到B點(diǎn)的豎直距離hA＞hC。在小球從B點(diǎn)擺動(dòng)到C點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）。A．小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變；B．小球的機(jī)械能總量逐漸減??；C．繩的拉力對小球做了功；D．小球的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能【答案】B。【解析】小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在改變，故A錯(cuò)；機(jī)械能包括小球的動(dòng)能和重力勢能，因?yàn)槭艿娇諝庾枇ψ饔?，小球的機(jī)械能總量逐漸減小，故B正確；繩子的拉力和小球運(yùn)動(dòng)方向垂直，拉力不做功，故C錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能有一部分轉(zhuǎn)化為重力勢能，有一部分克服空氣阻力做功，故D錯(cuò)。2.2015年12月20日，深圳市光明新區(qū)發(fā)生山體滑坡事故，損失慘重，對人民群眾生命和財(cái)產(chǎn)造成重大損失。事發(fā)時(shí)，廢棄渣土堆填體從高處加速下滑，具有巨大的能量。關(guān)于渣土堆填體，描述正確的是（）。A.渣土下滑時(shí)動(dòng)能不變；B.渣土下滑時(shí)重力勢能變大；C．渣土下滑時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；D．渣土下滑時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能【答案】C?！窘馕觥吭料禄瑫r(shí)，速度增大，高度逐漸變小，故其動(dòng)能增大，重力勢能減??；動(dòng)能的增加是渣土重力勢能的減小轉(zhuǎn)化來的。從以上給出的答案看，正確答案是C。3.如圖所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系住運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落，到A點(diǎn)處彈性繩自然伸直。B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對運(yùn)動(dòng)員拉力相等的點(diǎn)，C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)（忽略空氣阻力），下列說法正確的是（）。A．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員速度一直減?。籅．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在增大；C．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在減小 ；D．從O點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不變【答案】D。【解析】蹦極運(yùn)動(dòng)員在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，從O點(diǎn)到A點(diǎn)，只受重力作用，其速度逐漸增大，動(dòng)能增大，重力勢能減小，但此過程機(jī)械能不變；在從A點(diǎn)到C點(diǎn)過程中，運(yùn)動(dòng)員受到重力和繩子的拉力作用，機(jī)械能不再守恒。所以，正確選項(xiàng)是D。4.一個(gè)實(shí)心鐵球和一個(gè)實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，下列結(jié)論中正確的是（）。A．鐵球的重力勢能大于木球的重力勢能；B．鐵球的重力勢能小于木球的重力勢能；C．鐵球的重力勢能等于木球的重力勢能；D．上述三種情況都有可能【答案】B?！窘馕觥繉?shí)心鐵球與實(shí)心木球質(zhì)量相等，由于鐵球的密度大，故體積小，重心的高度低，根據(jù)Ep=mgh判斷重力勢能的大小即可。一個(gè)實(shí)心鐵球與一實(shí)心木球質(zhì)量相等，將它們放在同一水平地面上，重心在球心位置；由于鐵球的密度大，故體積小，重心的高度低；根據(jù)Ep=mgh，鐵球的重力勢能小。5.灑水車沿平直公路勻速行駛，將水灑在路面上，這個(gè)過程中，下列說法正確的是（）。A．動(dòng)能不變，勢能減小；B．動(dòng)能勢能都減??；C．動(dòng)能勢能都不變；D．不能確定動(dòng)能勢能是變大還是變小【答案】B。【解析】動(dòng)能大小的影響因素：質(zhì)量和速度，質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大；重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度，質(zhì)量越大，高度越大，重力勢能越大。灑水車在不斷的灑水工程中，質(zhì)量減小，因勻速行駛，所以速度不變，則動(dòng)能減??；又在水平街道上，高度不變，重力勢能減小，所以灑水車的動(dòng)能勢能都減小。6．如圖所示，一名運(yùn)動(dòng)員投擲鉛球的過程示意圖。鉛球在b點(diǎn)離手，c點(diǎn)是鉛球運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力。在a到d的整個(gè)過程中，下列說法不正確的是()。A．只有在a到b的過程中，運(yùn)動(dòng)員對鉛球做了功；B．在b到d的過程中，鉛球的機(jī)械能先增加后減少；C．在c到d的過程中，鉛球的重力勢能減少；D．在a到d的過程中，鉛球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷的變化【答案】B?！窘馕觥緼、在a到b的過程中，鉛球受到推力作用，且在推力方向上通過了距離；故運(yùn)動(dòng)員對鉛球做了功；故A的說法正確。B、因?yàn)椴挥?jì)空氣阻力，在b到d的過程中，鉛球的機(jī)械能不變；故B的說法錯(cuò)誤。C、在c到d的過程中，由于鉛球的高度減小，故鉛球的重力勢能減小；故C的說法正確。D、在a到d的過程中，鉛球的運(yùn)動(dòng)方向和速度都不斷變化，故鉛球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)在不斷的變化；故D的說法正確。故選B。7．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的小球從靜止下落，落在與A點(diǎn)等高處，豎直放置靜止的輕彈簧上，到達(dá)與B點(diǎn)等高處時(shí)小球重力與彈簧的彈力大小相等，圖中與C點(diǎn)等高處是小球到達(dá)的最低點(diǎn)(不計(jì)空氣阻力)。下列說法正確的是()。A．下落過程中，小球重力勢能減小，動(dòng)能增大，小球與彈簧機(jī)械能不守恒；B．下落過程中，小球重力勢能一直減小，動(dòng)能先增大后減小，小球與彈簧機(jī)械能守恒；C．到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能為零，受到的重力大于彈簧的彈力；D．從B到C，小球重力勢能與動(dòng)能都減小，轉(zhuǎn)化成彈性勢能【答案】BD?！窘馕觥緼B、下落過程中，高度減小，小球重力勢能減??；在OA段，小球的重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能先增大；在AB段，向下的重力大于向上的彈力，合力向下，小球做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能逐漸增大，同時(shí)彈簧的彈性勢能增加；在BC段，向上的彈力大于向下的重力，合力向上，小球做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能逐漸減小，同時(shí)彈簧的彈性勢能增加；綜上所述，下落過程中小球的動(dòng)能先增大后減?。徊挥?jì)空氣阻力，整個(gè)過程中無能量損耗，則小球與彈簧機(jī)械能守恒，故B正確，A錯(cuò)誤；C、到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，小球的動(dòng)能為零；由于在B點(diǎn)時(shí)重力等于彈力，C點(diǎn)的彈性形變程度大于B點(diǎn)的彈性程度，所以C點(diǎn)的彈力大于B點(diǎn)的彈力，即C點(diǎn)的彈力大于小球的重力，故C錯(cuò)誤；D、從B到C，高度減小，小球重力勢能減小，速度減小，動(dòng)能減小，減小的動(dòng)能和重力勢能轉(zhuǎn)化成彈性勢能，故D正確。故選BD。8．在探究動(dòng)能大小與質(zhì)量關(guān)系的兩次實(shí)驗(yàn)中，小球從同一高度由靜止開始釋放時(shí)的場景如圖所示，木板固定在水平面上。該實(shí)驗(yàn)中小球的動(dòng)能由轉(zhuǎn)化而來的，實(shí)驗(yàn)時(shí)通過比較木塊在木板上滑行的來比較動(dòng)能大小的。圖中錯(cuò)誤的操作是。改正錯(cuò)誤后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)乙圖木塊滑出的遠(yuǎn)些，則可以得出結(jié)論?！敬鸢浮恐亓菽?；距離；未保持木塊初始位置相同；在速度相同的情況下，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大?！窘馕觥啃∏蛟谙侣溥^程中，高度減小，速度增加，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。小球撞擊木塊，通過比較木塊在木板上滑行的距離來比較動(dòng)能大?。痪嚯x越遠(yuǎn)，動(dòng)能越大。圖中錯(cuò)誤的操作是兩次實(shí)驗(yàn)中未保持木塊初始位置相同。乙圖木塊滑出的遠(yuǎn)些，則表面小球的動(dòng)能大，可以得出結(jié)論：在速度相同的情況下，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。故答案為：重力勢能；距離；未保持木塊初始位置相同；在速度相同的情況下，質(zhì)量越大，動(dòng)能越大。題組B能力提升練1.高空中形成的雨滴在重力和空氣阻力的共同作用下，開始下落的一段時(shí)間速度越來越大，落到地面前一段時(shí)間勻速下落。雨滴在空中下落的整個(gè)過程中（）。A．動(dòng)能一直增大，機(jī)械能守恒；B．動(dòng)能先增大后不變，機(jī)械能守恒；C．動(dòng)能先增大后不變，機(jī)械能一直減?。籇．動(dòng)能先減小后不變，機(jī)械能一直減小【答案】C?！窘馕觥坑甑卧谙侣溥^程中，其質(zhì)量不變；由題知，雨滴的速度先增大后不變，故雨滴的動(dòng)能先增大后不變；雨滴在下落過程中，要克服空氣阻力做功，其機(jī)械能會一直變小，故C正確，ABD錯(cuò)誤；故選：C.2.伽利略認(rèn)為：一個(gè)金屬小球從光滑斜面的某一高度處靜止?jié)L下，由于不受阻力，沒有能量損耗，那么它必定到達(dá)另一光滑斜面的同一高度，如果把斜面放平緩一些，也會出現(xiàn)同樣的情況。其模擬實(shí)驗(yàn)如圖所示，則下列說法中正確的是（）。A．小球在運(yùn)動(dòng)過程中只受重力作用；B．在滾下斜面的過程中，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，機(jī)械能減少；C．另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動(dòng)的距離越??；D．如果另一斜面變成水平面，則小球達(dá)不到同樣的高度而會永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去【答案】D。【解析】A．小球在運(yùn)動(dòng)過程中除受到重力作用外，還受到支持力的作用，故A錯(cuò)誤；B．在滾下斜面的過程中，小球的質(zhì)量不變，高度變小，速度變大，則重力勢能變小，動(dòng)能變大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能；小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不受阻力，其機(jī)械能是守恒的，故B錯(cuò)誤；C．因?yàn)樾∏蛟谶\(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒，所以，另一斜面越平緩，小球在它上面運(yùn)動(dòng)的距離越大，故C錯(cuò)誤；D．如果斜面變成水平面，水平面光滑，不受阻力，則小球會做勻速直線運(yùn)動(dòng)，永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去，故D正確。故選：D。3.2020年6月23日，我國將最后一顆全球組網(wǎng)的“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星圓滿發(fā)射成功。在發(fā)射過程中，“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星隨火箭加速上升，在加速上升階段，“北斗三號”導(dǎo)航衛(wèi)星的（）。A．動(dòng)能不變 B．重力勢能增大 C．機(jī)械能減小 D．機(jī)械能不變【答案】B。【解析】影響動(dòng)能的因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動(dòng)的速度，影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度，其中動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。在火箭加速上升的過程中，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的質(zhì)量不變，速度增大，動(dòng)能增大；質(zhì)量不變，高度增加，重力勢能增大，所以機(jī)械能增大，故B符合題意，A、C、D不符合題意。故選：B。4.球豎直向上運(yùn)動(dòng)，并落回地面，這過程中先后經(jīng)過M、S兩點(diǎn)。球在這兩點(diǎn)的動(dòng)能和重力勢能如圖所示，則球在M點(diǎn)的（）。A．速度比在S點(diǎn)的大 B．機(jī)械能大于在S點(diǎn)的 C．機(jī)械能等于在S點(diǎn)的 D．離地高度比在S點(diǎn)的低【答案】B。【解析】A、球的質(zhì)量不變，球在M點(diǎn)的動(dòng)能小于S點(diǎn)動(dòng)能，所以求在M點(diǎn)的速度小于S點(diǎn)速度，故A錯(cuò)誤。BC、球在運(yùn)動(dòng)過程中沒有發(fā)生彈性形變，所以機(jī)械能等于動(dòng)能和重力勢能之和，由圖知，球在M點(diǎn)動(dòng)能和S點(diǎn)重力勢能相等，M點(diǎn)的重力勢能大于S點(diǎn)的動(dòng)能，所以M點(diǎn)的機(jī)械能大于S點(diǎn)的機(jī)械能，故B正確，C錯(cuò)誤。D、M點(diǎn)的重力勢能大于S點(diǎn)的重力勢能，球的質(zhì)量不變，所以球在M點(diǎn)的高度大于S點(diǎn)的高度，故D錯(cuò)誤。故選：B。5.把一個(gè)鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩(wěn)定后松手，鐵鎖向前擺去，如圖所示。下列說法中正確的是（）。A．鐵鎖擺回時(shí)會打到鼻子；B．鐵鎖在擺動(dòng)過程中動(dòng)能與重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化；C．鐵鎖由高處擺到低處的過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能；D．鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用【答案】B?！窘馕觥緼．鐵鎖在擺動(dòng)過程中，不斷與空氣摩擦，一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能減小，所以鐵鎖擺回時(shí)不會打到鼻子，故A錯(cuò)誤；B．鐵鎖在擺動(dòng)過程中，上升時(shí)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能，下降時(shí)重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，動(dòng)能與重力勢能相互轉(zhuǎn)化，故B正確；C．鐵鎖由高處擺到低處的過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D．鐵鎖上升的最大高度逐次降低，是由于受空氣阻力的作用，機(jī)械能不斷減小，高度不斷減小，故D錯(cuò)誤。故選：B。6.如圖所示是蕩秋千的簡化模型。擺球從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)D點(diǎn)后返回，B、C兩點(diǎn)等高。下列說法正確的是（）。A．球在B、C兩點(diǎn)的動(dòng)能相等；B．球在A、D兩點(diǎn)的機(jī)械能相等；C．球從B點(diǎn)到O點(diǎn)的過程中機(jī)械能減少；D．球從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中重力勢能減少【答案】C。【解析】由于存在空氣的摩擦，秋千在擺動(dòng)的過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，機(jī)械能會逐漸減小；A、球在B、C兩點(diǎn)高度相同，重力勢能相同，B的機(jī)械能大于C的機(jī)械能，B的動(dòng)能大于C的動(dòng)能，故A錯(cuò)誤；B、由于機(jī)械能逐漸減小，則A的機(jī)械能大于D的機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；C、球從B點(diǎn)到O點(diǎn)的過程中，克服摩擦做功，機(jī)械能減少，故C正確；D、球從O點(diǎn)到C點(diǎn)的過程中，高度增加，重力勢能變大，故D錯(cuò)誤。故選：C。7.2020年5月5日，我國自主研發(fā)的長征5號B型運(yùn)載火箭圓滿完成發(fā)射任務(wù)。圖為起飛階段加速上升的火箭，該過程中，內(nèi)部的新型返回艙的動(dòng)能（選填“增大”、“減小”或“不變”），火箭整體的機(jī)械能（選填“增大”“減小”或“不變”）?！敬鸢浮吭龃?；增大?！窘馕觥炕鸺?/p>