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

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1、專題11.4 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化 課前預(yù)習(xí) 1.動能和勢能之和稱為____機(jī)械能_____。 2.物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,如果存在阻力,轉(zhuǎn)化過程中機(jī)械能不斷減小,反之機(jī)械能總量不變,即機(jī)械能___守恒____。 知識點(diǎn)解讀與例題突破 知識點(diǎn)1:機(jī)械能 (1) 定義:動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。 (2) 單位:J (3)影響機(jī)械能大小的因素:①動能的大??;②重力勢能的大小;③彈性勢能的大小。 【例題1】如圖 所示,甲、乙兩個質(zhì)量不同的小球從相同高度靜止釋放,甲球下落過程中經(jīng)過 P、Q 兩點(diǎn).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(diǎn)和 Q 點(diǎn)的機(jī)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(jī)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(zhì)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(zhuǎn)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(jī)械能守恒,所以同一小球在自由掉落過程中,機(jī)械能始終相等,B 正確。釋放瞬間,兩球高度相同但質(zhì)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(diǎn)2:動能和勢能的轉(zhuǎn)化 1.在一定的條件下,動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。 2.物體只受到重力作用時,動能和重力勢能在轉(zhuǎn)化過程中,機(jī)械能的總和不變,即,機(jī)械能守恒。 【例題2】(2019湖南長沙)下列有關(guān)機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化的說法正確的是( ?。? A.彎弓射箭,箭的動能轉(zhuǎn)化為弓的彈性勢能 B.?dāng)r河大壩使上游的水位升高,提高了水的重力勢能 C.蹦床運(yùn)動員從高處落下,其動能轉(zhuǎn)化為重力勢能 D.人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)飛向遠(yuǎn)地點(diǎn)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(zhuǎn)化為箭的動能,故A錯誤; B.?dāng)r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(yùn)動員從高處落下,其重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,故C錯誤; D.人造衛(wèi)星從近地點(diǎn)飛向遠(yuǎn)地點(diǎn)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(xí)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(diǎn)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(diǎn),小物塊從斜面的c點(diǎn)由靜止自由滑下,與彈簧碰撞后又返回到斜面上,最高到達(dá)d點(diǎn)。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(yùn)動的過程中,重力勢能減小 C.小物塊從b向a運(yùn)動的過程中

5、,動能增加 D.小物塊在整個運(yùn)動過程中,機(jī)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(yùn)動的過程中,質(zhì)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(yùn)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(yùn)動過程中,由于摩擦力的作用,其機(jī)械能總量會減少,即機(jī)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(jī)械能不變 B.

6、物體動能不變,機(jī)械能減小 C.物體重力勢能不變,機(jī)械能不變 D.物體重力勢能減小,機(jī)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(zhì)量不變,速度不變,高度降低,故動能不變,重力勢能減??;因為動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能,所以機(jī)械能減??;故ACD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(guān)”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(jī)械能保持不變 C. 小球質(zhì)量越大,到達(dá)斜面底端的速度越大 D. 木塊被撞擊后滑行的越遠(yuǎn),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(zhì)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(zhì)量不變,則機(jī)械能減小,故B錯誤; C.小球到達(dá)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(dá)斜面底端的速度越大,故C錯誤; D.根據(jù)轉(zhuǎn)換法,將木塊推得越遠(yuǎn),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(guān)于過山車的機(jī)械能說法正確的是( ?。? A.剛開始過山車勻速被拉升時,機(jī)械能不變 B.過山車向下俯沖時,重

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

9、所以機(jī)械能變大,故A錯誤; B.過山車向下俯沖時,質(zhì)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(zhuǎn)化為動能,故B正確; C.通過環(huán)形軌道最高點(diǎn)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(yùn)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能變小,即機(jī)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(fù)原狀的過程中,彈簧的

10、彈性勢能全部轉(zhuǎn)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(jī)械能守恒 C.小木塊P在斜面上向上運(yùn)動時,動能減小,重力勢能增加 D.小木塊P運(yùn)動到最高點(diǎn)時處于平衡狀態(tài) 【答案】C 【解析】A.在彈簧恢復(fù)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(nèi)能變大,故彈簧的彈性勢能一部分轉(zhuǎn)化為小木塊P的動能,一部分轉(zhuǎn)化為木塊的內(nèi)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能減小。故B錯誤; C.小木塊P在斜面上向上運(yùn)

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(jī)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(yùn)動到最高點(diǎn)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(diǎn)處水平拋出,球落地后又彈起。它的部分運(yùn)動軌跡如圖所示。下列說法正確的是( ?。? A.皮球經(jīng)過同一高度的A、B兩點(diǎn)時動能相等 B. 皮球第一次反彈后到達(dá)最高點(diǎn)P點(diǎn)時速度為零 C. 皮球在D點(diǎn)時的機(jī)械能小于在C點(diǎn)時的機(jī)械能

12、D. 若將皮球表面涂黑,則會在地面M、N兩點(diǎn)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(diǎn)都比上一次的最高點(diǎn)要低,說明小球受到空氣阻力,機(jī)械能逐漸變小,A點(diǎn)的機(jī)械能大于B點(diǎn)的機(jī)械能;機(jī)械能是物體動能與勢能的總和,AB兩點(diǎn)高度相同則重力勢能相同,所以A點(diǎn)的動能大于B點(diǎn)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(diǎn)時,豎直方向速度為零,但是仍然能往右運(yùn)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(diǎn)都比上一次的最高點(diǎn)要低,說明小球受到空氣阻力,機(jī)械能逐漸變小。C點(diǎn)在D點(diǎn)之前,故D點(diǎn)

13、的機(jī)械能小于C點(diǎn)的機(jī)械能;故C正確。 D.彈性勢能大小與彈性形變程度有關(guān),黑色圓斑的大小能反應(yīng)小球彈性形變程度,圓斑越大,形變越大。M點(diǎn)與N點(diǎn)小球的動能與重力勢能都為零,又因為小球在M點(diǎn)機(jī)械能大于N點(diǎn)機(jī)械能,故小球在M點(diǎn)的彈性勢能大于N點(diǎn)的彈性勢能,故在M點(diǎn)的圓斑要大于在N點(diǎn)的圓斑。故D錯誤。 7. (2019湖南懷化)如圖所示,小球從A點(diǎn)擺動到C點(diǎn)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(zhì)量不變、速度增大,動能增大;小球的質(zhì)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(zhì)量不變、速度減小,動能減小;小球的質(zhì)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(diǎn)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(fù)運(yùn)動(已知AO=OB)。小球從A位置運(yùn)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(yùn)動到O點(diǎn)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(diǎn)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(yùn)動到O的過程中,彈簧逐漸恢復(fù)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(zhuǎn)化為動能;到達(dá)O點(diǎn)時,彈簧恢復(fù)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(yùn)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(zhuǎn)化為彈性勢能;則小

16、球從A位置運(yùn)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(yùn)動到O點(diǎn)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,小球和彈簧組成的整體機(jī)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(diǎn)經(jīng)最低點(diǎn)b 運(yùn)動至c 點(diǎn)。下列分析正確的是(?? ) A.?從a 到b 的過程中,小球動能轉(zhuǎn)化為重力勢能?B.?經(jīng)過b 點(diǎn)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(jī)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?。灰驗楸砻婀饣?,所以沒有摩擦力,那么重力勢能會全部轉(zhuǎn)化為動能,故A錯誤; B.因為b點(diǎn)是整個運(yùn)動過程的最低點(diǎn),所以這點(diǎn)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(jī)械能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故D錯誤。 10.跳繩是大家喜愛的體育運(yùn)動之一,小金的質(zhì)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(jī)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(nèi)跳繩的功率約為 50 瓦 【答案】D 【解析】(1)影響動能的因素是質(zhì)量和速度; (2)跳繩時 由于存在阻力,機(jī)械能減??; (3)根據(jù)G=mg算出重力,根據(jù)G=mg算出跳一次克服重力做功; (4)根據(jù)P=算出小金在這一分鐘內(nèi)跳繩的功率。 A.向上起跳過程中,質(zhì)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(jī)械能減小

19、,所以機(jī)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(nèi)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(yùn)行(不受空氣阻力),當(dāng)它從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動時( ?。? A.動能減小,勢能增大,機(jī)械能不變 B.動能減小,勢能減小,機(jī)械能減小 C.動能增大,勢能減小,機(jī)械能不變 D.動能增大,勢能減小,機(jī)械能減小 【答案】C 【解析】(1)在太空中,衛(wèi)星繞地球運(yùn)動時,沒有阻力作用,沒有克服摩擦做功,機(jī)械能守恒。 (2)勢

20、能大小的影響因素:質(zhì)量、被舉的高度。質(zhì)量越大,高度越高,勢能越大。 (3)動能大小的影響因素:質(zhì)量、速度。質(zhì)量越大,速度越大,動能越大。 衛(wèi)星在大氣層外運(yùn)動,不受空氣阻力作用,只有動能和勢能的轉(zhuǎn)化,因此機(jī)械能守恒。衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)時勢能最大,當(dāng)它從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)動時,勢能轉(zhuǎn)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(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)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(jī)械能增加 B.動能增加,重力勢能不變,機(jī)械能增加 C.動能增加,重力勢能增加,機(jī)械能增加 D

21、.動能不變,重力勢能不變,機(jī)械能不變 【答案】C. 【解析】動能大小的影響因素:質(zhì)量、速度;重力勢能大小的影響因素:質(zhì)量、高度;動能和勢能合稱為機(jī)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(jī)械能,所以機(jī)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(yùn)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(dǎo)航衛(wèi)星,如圖所示的衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行,離地球最近的一點(diǎn)叫近地點(diǎn),最遠(yuǎn)的一點(diǎn)叫遠(yuǎn)地點(diǎn),它在大氣層外運(yùn)行,不受空氣阻力,則下列說法正確的是(  ) A.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行到近地點(diǎn),重力勢能減小

22、,動能增大,機(jī)械能守恒 B.衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行到近地點(diǎn),重力勢能增大,動能減小,機(jī)械能守恒 C.衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn),重力勢能增大,動能增大,機(jī)械能不守恒 D.衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)、重力勢能減小,動能減小,機(jī)械能不守恒 【答案】A 【解析】影響動能的因素是物體的質(zhì)量和物體運(yùn)動的速度;影響重力勢能的因素是物體的質(zhì)量和物體的高度。根據(jù)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(jù)能量變化的規(guī)律:減小的能量轉(zhuǎn)化為增大的能量得出答案。 AB.在大氣層外運(yùn)行,不受空氣阻力,機(jī)械能是守恒的;衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行到近地點(diǎn)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(yùn)行,不受空氣阻力,機(jī)械能是守恒的;衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)行到遠(yuǎn)地點(diǎn)時,相對高度增大,所以勢能增大,同時速度減小,動能減小,機(jī)械能守恒,故CD錯誤。 二、填空題 14.(2019湖北隨州)很多同學(xué)喜愛排球運(yùn)動,一個漂亮的扣殺會贏得無數(shù)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(yùn)動員起跳上升過程中,運(yùn)動員的動能向重力勢能轉(zhuǎn)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(yùn)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(xué)生利用所學(xué)知識對整個過程,每個步驟認(rèn)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(yùn)動狀態(tài)。 ③運(yùn)動員落地時,運(yùn)動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。 15.(2019廣東?。┤鐖D所示,用細(xì)線系住小球懸掛在O點(diǎn),將小球拉至A點(diǎn)釋放,從A點(diǎn)經(jīng)過B點(diǎn)運(yùn)動

25、到C點(diǎn)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(xì)線系住小球懸掛在O點(diǎn),將小球拉至A點(diǎn)釋放,從A點(diǎn)經(jīng)過B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中,小球的質(zhì)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(jī)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(zhuǎn)化為   能,由于球與空氣有摩擦,上升過程中球的機(jī)械能   . 【答案】動;重力勢;減小 【解析】(1)動能大小的影響因素:質(zhì)量、速度.質(zhì)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(zhì)量、被舉得高度.質(zhì)量越大,高度越高,重力勢能越大. (3)機(jī)械能等于動能和勢能之和;克服摩擦做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;不計阻力,機(jī)械能守恒. 乒乓球在上升的過程中,質(zhì)量不變,速度減小,動能減??;高度增高,重力勢能增大,是動能轉(zhuǎn)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能減?。? 17.貨運(yùn)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(yùn)行時受到阻力,機(jī)械能   (選填“變大”、“變小”或“

27、不變”). 【答案】靜止;變?。? 【解析】判斷物體是運(yùn)動的還是靜止的,要看它和參照物之間的位置關(guān)系,如果位置變化了,說明該物體是運(yùn)動的,否則是靜止的;影響動能的因素是質(zhì)量和速度,影響重力勢能的因素是質(zhì)量和高度,動能和重力勢能合稱機(jī)械能. (1)“貨運(yùn)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?fàn)顟B(tài); (2)由于“天空二號”運(yùn)行時受到阻力,要克服摩擦做功,有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以機(jī)械能變?。? 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(wǎng)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(zhuǎn)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(jī)抽水時,將電能轉(zhuǎn)化為重力勢能;根據(jù)m=ρV,得出水的質(zhì)量,再根據(jù)G=mg求出水的重力,最后根據(jù)W=Gh,可求出做功多少. (1)蓄能時,水被抽到上水庫中,電能轉(zhuǎn)化為水的重力勢能; (2)水的質(zhì)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(yīng)用題 19.用細(xì)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(diǎn)的勢能為什么等于下降至最低點(diǎn)的動能?請用機(jī)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(chǎn)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(zhuǎn)化的內(nèi)能等于小球在最高點(diǎn)所具有的勢能,請用能量守恒定律解釋。 【答案】(1)用細(xì)線懸掛的小球在最高點(diǎn)時靜止,動能為0,重力勢能最大設(shè)為

30、a, 則機(jī)械能E1=0+a=a 小球在最低點(diǎn)時高度為0,重力勢能為0,速度最大,動能最大設(shè)為b, 則機(jī)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(zhuǎn)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(jī)械能守恒.即E1=E2,從而a=b.也就是小球在最高點(diǎn)的勢能等于下降至最低點(diǎn)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(jī)械能不守恒,有一部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(zhuǎn)化的內(nèi)能等于小球在最高點(diǎn)所具有的勢能. 【解析】(1)機(jī)械能守恒的條件:只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化或者只有重力做功,機(jī)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(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中,能量的總量不變,這就是能量守恒定律. 13

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