机械能及其转化课件2025-2026学年人教版八年级物理下册

11.4机械能及其转化知识点1

机械能及其转化1.定义

动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。2.机械能守恒大量研究结果表明，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。3.机械能的转化在实际生活中,由于存在各种摩擦,所以机械能一般是不守恒的。1.下列过程中属于将动能转化为重力势能的是（

）A.弯弓将箭射出

B.上紧发条的闹钟指针转动C.电梯匀速上升

D.人造卫星从近地点运行至远地点预习检测A.拉开弓把箭射出去是弹性形变恢复原状,弹性势能减小,箭从静止到最大速度离弦而去,质量不变,速度变大,动能变大,这个过程是弹性势能转化为动能的过程;B.上紧发条的闹钟指针转动,是弹性势能转化为动能;C.电梯匀速上升,质量不变,速度不变,动能不变,高度增加,重力势能增加,动能没有转化为重力势能D.人造地球卫星在近地点时动能最大,重力势能最小,在远地点时动能最小,重力势能最大,故人造卫星从近地点运行至远地点过程中,动能转化为重力势能。D2.下列关于机械能及其转化的说法，正确的是（

）A.弯弓射出箭时，箭的动能转化为弓的弹性势能B.上紧发条的闹钟指针转动时，动能转化为弹性势能C.雨滴下落时，动能转化为重力势能D.人造卫星从近地点运行至远地点时，动能转化为重力势能预习检测A.弯弓射箭,弓的弹性势能转化为箭的动能;B.上紧发条的闹钟指针转动时,把发条储存的弹性势能转化为指针的动能;C.雨滴下落时,质量不变,高度减小,重力势能减少,速度越来越快,动能增大,雨滴的重力势能转化为动能;D.人造卫星从近地点运行至远地点时,质量不变,速度减小,动能减小,高度增加,重力势能增加,卫星的动能转化为重力势能。D3.“神舟十七号”载人飞船返回舱接近地面时，反推发动机点火，返回舱减速下降，安全降落在着陆预定区域。在此过程中，对于返回舱能量变化描述正确的是（

）A.动能减小,重力势能减小,机械能不变B.动能不变,重力势能减小,机械能减小C.动能减小,重力势能增加,机械能不变D.动能减小,重力势能减小,机械能减小预习检测返回舱着陆过程中,返回舱的质量不变,速度减小,动能减小;高度降低,重力势能减小;机械能为物体动能与势能的总和,动能减小,重力势能减小,所以返回舱的机械能是减小的。D知识点1

机械能及其转化载人航天器加速下降,质量不变,速度变大,动能增大,高度降低,重力势能减小。由于存在空气阻力,所以机械能减小。例1如图所示是正在加速下降的载人航天器，在此过程中,对其机械能的变化情况，下列分析正确的是()A.动能增大，重力势能减小，机械能不变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，机械能减小D例2弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至

c点。从a到b的过程中，小球

能转化为

能，经过b点时，小球

能最大，从b到c的过程中，小球的机械能

(选填“增大”“减小”或“不变)。知识点1

机械能及其转化因为ab段光滑,从a到b的过程中,小球的质量不变,高度降低,速度增大,重力势能转化为动能;b点位置最低,由能量守恒定律可知,b点处小球的动能最大;因为bc段粗糙,所以从b到c的过程中,小球需要克服摩擦阻力做功,机械能减小。重力势动动减小知识点1

机械能及其转化例3现在许多商店和宾馆都安装了弹簧门，弹簧门在被推开后能自动关闭。关于门在自动关闭过程中能的转化的说法，正确的是()A.弹簧的动能转化为门的势能B.弹簧的弹性势能转化为门的动能C.门的势能转化为弹簧的动能D.门的动能转化为弹簧的弹性势能弹簧门被推开后自行关闭的过程中,弹簧恢复原状,它的弹性势能转化成门的动能。B举一反三1-1如图是皮球在弹跳过程中的频闪照片，A、B两点等高，则皮球从A点运动到B点，机械能

(选填“增大”“不变”或“减小”)，皮球在A点的速度

(选填“大于”“等于”或“小于”)在B点的速度。皮球在不断弹跳的过程中,由于空气阻力的作用,机械能不断减小。

A、B两点等高,小球质量不变,所以重力势能相同。而小球的机械能在减小，所以小球在A点的速度大于在B点的速度。减小大于举一反三1-2如图，一轻质弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端与一物块接触(不连接)，物块在A处时弹簧处于原长，水平面不光滑。现缓慢推动物块将弹簧压缩至O点，松手后物块被向右弹出，最终停在B点。则下列说法正确的是()

A.物块速度最大的位置在A点左侧B.刚松手瞬间弹簧对物块的力大于物块对弹簧的力C.从O点运动到A点过程中，物块的动能不断增加D.物块向右运动过程中，弹簧的弹性势能完全转化为物块的动能A、C.O到A过程中,弹力逐渐减小,故物块速度最大的位置在A点左侧弹力大小等于摩擦力处,从O点运动到A点过程中,物块的动能先增大后减小;B.根据牛顿第三定律,作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,弹簧对物块的力和物块对弹簧的力就是一对相互作用力,所以,刚松手瞬间,弹簧对物块的力一定等于物块对弹簧的力;D.物块向右运动过程中,弹簧的弹性势能逐渐减小,由于摩擦力的存在,没有完全转化为物块的动能。B知识点2水能和风能的利用自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。水力发电中水能转化为电能；风力发电中风能转化为电能。课本练习从高处向低处摆动的过程中,重力势能减小,动能增大,重力势能转化为动能;从低处向高处摆动的过程中,重力势能增大,动能减小,动能转化为重力势能。1.某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中，其动能和重

力势能是如何变化的？在他从低处摆向高处的过程中，其动能

和重力势能是如何变化的？课本练习A到B的过程中,重力势能转化为动能;B到C的过程中,动能转化为重力势能;C到D的过程中,重力势能转化成动能。2.跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运

动过程中经过了各个不同的位置，如图11.4-6所示。请分析运

动员在这个过程中各阶段的能量转化情况(不考虑摩擦和空气

阻力)。课本练习用力向下;若乒乓球自由下落，由于空气阻力的作用，乒乓球最终弹回来时的机械能总量会减小，不会回到原来的位置。若要使它高于原来抛出的位置，应通过外力使它一开始就具有较多的机械能，小球此时的机械能大于抛出点的重力势能，弹到原点后仍具有动能，还可以上向运动，故应用力向下抛。3.怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？

说明这种抛法的理由。课本练习罐子从斜面滚下后又返回。开始时，罐子和铁块在重力作用下都将沿斜面向下运动。向下运动时，罐子滚动，铁块沿斜面向下做直线运动且相对罐子静止。由于罐子和橡皮筋捆绑在一起，在罐子和铁块的共同作用下，橡皮筋会被卷紧，它的弹性势能持续增加。当橡皮筋卷紧到一定程度时，整个装置的运动速度将会减小。当罐子和铁块的动能和重力势能全部转化为橡皮筋的弹性势能时，整个装置速度为零。此时，橡皮筋要恢复原状，其弹性势能会转化为罐子的动能和重力势能，所以罐子会再沿斜面向上滚动。4.在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定(图11.4-7)。做好后将它从不太陡的斜面滚下。观察有什么出人意料的现象。怎样解释看到的现象?题型1机械能守恒例1滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动。如图是半圆形滑台和运动员姿势的简化示意图。运动员在滑台A处由静止自由下滑，不计摩擦和空气阻力，仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化，最有可能滑到滑台C处的是()不计摩擦和空气阻力,则运动员在整个过程中机械能守恒;A、C:若运动员站立着或全蹲着从A开始滑行,到达半圆形滑台另一侧最高位置B点时,若是站立着或全蹲着,则此时重力势能等于A点的重力势能,动能为零,所以运动员不会继续向前滑行,就不会到达C点;B:若运动员站立着从A开始滑行,到达半圆形滑台另一侧最高位置B点时,若是全蹲着,则此时重力势能小于A点的重力势能,则部分重力势能转化为动能,动能此时不为零,所以运动员会继续向前滑行,就可能会到达C点;

D:若运动员全蹲着从A开始滑行,到达半圆形滑台另一侧最高位置B点时,也应该是全蹲着(前后两次重力势能相等,动能均为零),因为若是站着到达或者半蹲着到达B点,则运动员在B点的重力势能大于初始的A点(违反机械能守恒定律)B变式训练A:0~t0过程中,绳子拉力F先小于运动员的重力,后大于运动员的重力,所以速度先变大后变小;B:当运动员静止时,重力等于拉力,由题图可知,最后运动员受到的拉力为0.6F0;C:t0时刻,拉力大于重力,所以此时运动员处于非平衡状态;D:运动员做蹦极运动整个过程中克服阻力做功,机械能减小。1-1某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力

F的大小随时间

t变化的情况如图所示(将蹦极过程近似为在竖直方向的运动)，根据图象可知()A.0~t0

过程中速度大小的变化情况是先变大后不变B.运动员的重力大小为0.6F0C.t0

时刻运动员处于平衡状态D.整个过程中运动员的机械能不变B题型2动能和重力势能的相互转化例22023年7月28日，第31届世界大学生夏季运动会在成都隆重开幕。如图是我国运动健儿在跳高比赛中的场景。关于跳高运动员的能量，下列结论正确的是()

A.助跑过程中，动能保持不变B.助跑过程中，机械能总量保持不变C.起跳后的上升过程中，重力势能增大D.越过横杆后的下降过程中，动能保持不变A:动能的大小与物体的质量和运动速度有关,助跑过程中,人体的质量不变,速度增大,所以动能变大;B:动能和势能统称为机械能,助跑过程中,速度增大,动能变大,势能不变,机械能变大;C:重力势能与物体的质量和高度有关,起跳后的上升过程中,质量不变,高度升高,重力势能变大;D:动能的大小与物体的质量和运动速度有关,越过横杆后的下降过程中,人体的质量不变,速度增大,所以动能变大。C变式训练2-1原地纵跳摸高是同学们经常玩的游戏，如图所示。下列关于游戏过程的分析正确的是()A.在离地前的起跳过程中,地面对人的支持力大于人对地面的压力B.在离地前的起跳过程中,地面对人的支持力小于人对地面的压力C.在离地后的上升过程中,人的动能转化为重力势能D.在落地前的下降过程中,人的动能减少,重力势能增加A、B:在离地前的起跳过程中,地面对人的支持力和人对地面的压力是一对相互作用力,大小相等;C:离地后上升过程,动能转化为重力势能;D:在落地前的下降过程中,人的动能增加,重力势能减小。C题型3动能和弹性势能的相互转化例3小华利用橡皮筋和钩码制作了如下图所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中()A.动能转化为弹性势能B.弹性势能转化为动能C.重力势能转化为弹性势能D.弹性势能转化为重力势能“魔罐”被推出后向前滚动的过程中,速度变小,动能转化为橡皮筋的弹性势能;“魔罐”向回滚动,橡皮筋的弹性势能转化为动能;“魔罐”滚动的过程中,质量不变,高度不变,重力势能不变。A考点

机械能及其转化典例1如下图所示，从A点沿水平桌面滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两点等高，D为小球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法正确的是()A.小球在C点和F点的机械能相等B.小球在C点和F点的动能相等C.小球从E点到F点的过程中，机械能变小D.小球在E点的动能不为零A、B：小球从C点运动到F点的过程中,由于物体与地面发生碰撞,且上升的最高点E点低于B点,机械能有损失,小球在C点的机械能大于在F点的机械能;由图知C、F两处等高,小球的重力势能相同,所以小球在C点动能大于F点的动能;C：小球从E点到F点过程中,不计空气阻力,重力势能转化为动能,机械能守恒;D：小球在E点时,在水平方向有一定的速度,动能不为零。

D典例2如下图所示，海天同学将小球由a点静止释放，小球在管道内沿abcd运动，ab段和bc段内壁光滑，cd段内壁粗糙，a点略高于c点，b点与d点等高。

下列说法正确的是()A.从a到c的过程中，小球重力势能不变B.小球在c、d两点的动能可能相等C.从a到d的过程中，小球运动到d点时，动能最大D.从a到d的过程中，小球机械能守恒考点

机械能及其转化A:由题知,ab段和bc段内壁光滑,cd段内壁粗糙,a点略高于c点,b点与d点等高,即在abcd这一段路径中b、d两点的高度最低;从a到c的过程中,高度先降低后增大,小球重力势能先变小后变大;B:cd过程中小球受摩擦阻力的作用,可能做匀速运动,且小球的质量不变,根据动能的影响因素可知,小球在c、d两点的动能可能相等;C:小球从a到d的过程中,ac过程中小球不受摩擦力,其机械能不变,小球下降到最低点时速度最大,其动能最大,