八年级物理下册 第十一章 功和机械能 第4节 机械能及其转化课件 （新版）新人教版.ppt

尖子生学案 人教版物理八年级下册 第十一章功和机械能 第4节机械能及其转化 判断物体动能和势能的转化 易错点 1 物体向上运动 不一定就是动能转化为重力势能 因此 动能也不一定减小 如汽车匀速上坡时 动能不变 增加的重力势能并非动能转化而来的 而是牵引力做功产生的 2 物体向下运动 重力势能也不一定转化为动能 因此 动能也不一定增加 如物体匀速下落时 动能不变 减少的重力势能没有转化成动能 c 解析 动能与物体的质量和速度有关 重力势能与物体的质量和高度有关 机械能等于动能和势能的和 汽车匀速上坡 质量不变 匀速说明速度不变 因此动能不变 上坡说明高度增加 因此重力势能增大 所以机械能总量增大 故正确答案为c 1 2015 乐山中考 如图所示 小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中 下列说法中正确的是 忽略空气阻力 a 他只受重力和支持力的作用b 他只受重力和摩擦力的作用c 他的重力势能减小 动能不变 机械能减少d 他的势能转化为动能 机械能不变 c 提示 小朋友下滑过程中受到了重力 支持力和摩擦阻力的作用 故a b错 小朋友下滑过程中 质量不变 高度减小 速度不变 则重力势能减小 动能不变 机械能减小 故c正确 d错误 机械能守恒时能量转化情况的判断 规律方法 1 在动能和势能相互转化的过程中 若没有能量损失 如克服阻力 或其他形式的能量的补充 机械能的总和保持不变 机械能守恒 2 动能和重力势能的转化 动能和重力势能的相互转化一般发生在物体上升或下降的过程中 即发生在克服重力做功或重力做功的过程 1 动能转化为重力势能的标志是速度减小 所处的高度增加 2 重力势能转化为动能的标志是所处的高度减小 速度增大 3 动能和弹性势能可以相互转化 1 动能转化为弹性势能的标志是速度减小 形变增大 2 弹性势能转化为动能的标志是动能增大 形变减小 3 动能和弹性势能的相互转化可以发生在同一物体上 也可以发生在不同物体之间 acd 解析 小物块从p向m运动过程中 质量不变 高度变小 重力势能减小 故a正确 物块从p到n碰撞后还能返回到p说明没有能量损失 机械能守恒 小物块从p向m运动过程中 重力势能转化为动能 机械能不变 故b错误 c正确 弹簧被压缩到最短时 弹簧的弹性形变达到最大限度 弹性势能最大 故d正确 故正确答案为acd 2 2015 徐州中考 如图是自动回转的 魔罐 橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部 中间系一个钩码 当你将 魔罐 在水平地面上滚出后 它能自动滚回来的原因是能转化为能 弹性势 提示 魔罐在开始滚动的时候 具有动能 滚动的过程中 罐子动能转化为橡皮筋的弹性势能 当动能为0时 弹性势能最大 魔罐开始向回滚动 在魔罐滚回来的过程中橡皮筋弹性势能减小 罐子动能增大 弹性势能转化为动能 动 机械能不守恒时能量转化情况的判断 规律方法 解析 足球在b点时有一定的速度 具有一定的动能 足球在d点时 速度为零 动能为零 故a项错误 由于草地存在摩擦力 因此从a到d的整个过程中 一部分机械能转化成内能 机械能减少 故b项错误 c项正确 从c到d的过程中 足球质量不变 高度增大 重力势能不断增大 d项错误 故正确答案为c c 在实际生活中 由于存在摩擦和空气阻力等 机械能往往是不守恒的 比如 如果有 在斜面上匀速下滑 字样 则表示有能量损失 机械能不守恒 如果物体匀速下落 匀速上升或加速上升 机械能也是不守恒的 再比如 物体在粗糙的水平面上或曲面上运动时 速度越来越小 机械能也是不守恒的 3 2016 广州中考 如图甲所示 玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动 如图乙所示 香蕉 看成点 从最高位置1转到最低位置2的过程中 其动能 重力势能 机械能 选填 增大 不变 或 减小 提示 由题意可知 香蕉从最高位置1转到最低位置2的过程中 其质量不变 速度不变 所以动能不变 高度降低 所以重力势能减小 机械能等于动能和势能之和 所以机械能减小 不变 减小 减小 例1 易错题 从静止在高空的直升机上释放一个物体 不计空气阻力 释放时物体的机械能为600j 那么 a 释放时物体的重力势能小于600jb 下落过程中物体的机械能减小c 物体落地时的动能是600jd 物体落地时的机械能大于600j c 解析 物体释放时速度为零 故物体的动能也为零 此时物体只具有重力势能 所以重力势能就是600j 因为没有能量损失 故下落过程中物体的机械能是不变的 落地时物体高度为零 说明物体只具有动能 即动能也是600j 也就是机械能是600j 故正确答案为c 例2 易错题 2015 淄博中考 跳远运动的几个阶段如图11 47所示 则运动员 a 在助跑阶段 动能保持不变b 在起跳时 机械能最小c 在最高点时 动能最大d 从起跳到最高点的过程中 部分动能转化为重力势能 解析 助跑阶段 速度越来越快 所以动能不断增大 故a错误 在起跳时 人的速度达到最大 此时机械能最大 故b错误 在最高点时 重力势能最大 由于速度不是最快 所以动能不是最大 故c错误 在最高点时运动员的速度不为零 故从起跳到最高点的过程中 只有部分动能转化为重力势能 故d正确 故正确答案为d d 例3 图像题 如图11 48甲所示 高为h的光滑斜面上 一物块从顶端a点由静止自由滑到底端b点 在此过程中 物块的机械能 选填 守恒 或 不守恒 如图乙所示的图像表示该物块的 选填 动能 或 重力势能 随高度变化的规律 解析 物块从光滑的斜面顶端滑到斜面底部 斜面是光滑的 物块机械能和其他形式的能没有相互转化 机械能守恒 图乙的横坐标是高度 纵坐标是能量 重力势能跟高度有关 所以如图乙所示的图像表示该物块的重力势能随高度变化的规律 重力势能 守恒 例4 实际应用题 张工 李工两位是建筑设计师 均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计 最后张工上交了如图11 49甲所示的设计方案图 李工上交了如图11 49乙所示的设计方案图 若你是此公司代表 你将选择图的设计方案 结合你学到的物理知识 请简要谈谈你选择的理由 理由 解析 根据动能与重力势能的转化可以知道甲图中火车进站时下坡 这一过程中又有一部分重力势能转化为火车的动能 就会使得车速提高 难以刹车 故不合理 乙图设计中利用车上坡过程中动能转化为重力势能 从而可以降低车速 容易刹车 乙 火车上坡过程中一部分动能转化为重力势能 可以降低车速 容易刹车 例5 实验题 李华学了动能和势能的转化后 如图11 50所示 利用等高且材料相同的斜坡ac bc进行实验探究 他将同一小球分别从ac bc顶端静止滑下 想探究小球滑至底端a b时动能是否相等 请你参与他的探究 1 如何判断小球到达a b时动能的大小呢 请你选择适当的器材 帮李华设计一个可操作的实验方案 实验方案 2 如不计阻力 你认为实验中小球到达a b点时的动能会相等吗 并阐述理由 答 理由是 解析 1 在a b面上 分别放相同的木块 分别使小球从ac bc的顶端静止滑下 观察小球将木块推开的距离 推得越远 小球的动能越大 2 同一小球位于斜面的同一高度 重力势能相等 小球在滑下的过程中 不计阻力 重力势能全部转化为动能 到达a b两点时的动能也相等 在a b分别放相同的木块 分别使小球从ac bc的顶端静止滑下 观察小球将木块推开的距离 得出实验结论 相等 同一小球位于斜面的同一高度 重力势能相等 到达a b两点时的动能也相等 机械能转化的实际应用 例6 在生活 生产中我们常遇到下面事例 如图11 51所示 打夯时夯锤被高高抛起又下落 砸在工作面上 打桩机打桩时重锤被高高拉起又下落 打在桩面上 1 请你再举一个类似的事例 2 这些事例涉及的共同物理知识是 3 小军看到打桩机 思考 重锤对地面打击力的大小与什么因素有关 的问题 并提出猜想一 打击力的大小与重锤的质量有关 请你另提出一个猜想二 打击力的大小与有关 4 小军找来排球和足球模拟 打桩 来验证猜想一 设计实验方案如下 a 用台秤分别称出排球和足球的质量m1 m2 b 在光滑平整的地板上放一张白纸 在白纸上叠放一张复写纸 使排球从纸的正上方一定高度由静止下落 排球打在复写纸上 在白纸上留下打击的复写印迹 记为 印迹1 c 换用足球从另一高度落下 重做上面的实验 得到足球打击的 印迹2 d 如何利用台秤较准确地测出排球和足球的打击力f1 f2的大小 小军有点为难 请你写出测出f1 f2的方案 5 请对小军的实验方案作出评估 解析 根据生活经验可知 把锤子举得很高 是为了增大其重力势能 以做更多的功 影响物体重力势能的因素有物体的质量与物体被举高的高度 故质量越大 高度越高 物体的重力势能越大 力可以改变物体的形状 用相同大小的力作用在同一物体上 使其作用点和方向相同 则物体的形变相同 因此可以间接