八年级下册第十一章 功和机械能11.4 机械能及其转化精品当堂检测题

人教版 八年级物理下册 第11章《功和机械能》

第4节 机械能及其转化 讲义

（知识点总结+例题讲解）

一、机械能的基本概念：

1.机械能：动能和势能（重力势能、弹性势能）统称为机械能。

2.说明：

（1）有动能的物体具有机械能；

（2）有势能的物体具有机械能；

（3）同时具有动能和势能的物体具有机械能。

【例题1】在2021年春节联欢晚会上，嫦娥五号总指挥杨孟飞携嫦娥五号返回舱在春晚现场向全国人民拜年，关于嫦娥5号返回舱说法正确的是（　　）

A.返回舱随火箭发射加速上升过程中，返回舱的机械能不变

B.返回舱返回地球，穿越大气层时，与大气层摩擦内能不变

C.返回舱的外表面材料应具有良好的导热性

D.返回舱落在漆黑的夜晚，通过红外成像设备，接收返回舱辐射的红外线来确定它的位置

【变式练习1】如图所示，一金属小球从塑料轨道的E点，由静止滑下，经过D点，到达最低点C后，到达左侧最高点A点。则下列说法中正确的是（　　）

A.小球到达A点后，能沿轨道重新返回到E点

B.小球从E到A过程，A点的机械能大于D点的机械能

C.小球从E到A过程，B点的机械能大于D点的机械能

D.小球从E到A过程，机械能在不断减小

二、机械能的相互转化：

1.在一定的条件下，动能和重力势能之间可以相互转化；

2.在一定的条件下，动能和弹性势能之间可以相互转化；

3.动能和重力势能间的转化规律：

①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；

②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；

4.动能与弹性势能间的转化规律：

①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；

②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

【例题2】如图所示的四种运动中，重力势能转化为动能的是(　　)

【变式练习2】骑自行车下坡时，人不蹬车，车速也会加快，这是因为(　　)

A.人与车的动能保持不变B.人与车的重力势能不断增大

C.人与车的机械能不断增大D.人与车的重力势能转化为动能

三、机械能守恒：

1.机械能守恒：如果一个过程中，只有动能和势能相互转化，机械能的总和就保持不变。

2.说明：

（1）机械能守恒是有条件的，只有重力或弹力做功时，机械能是守恒的。

（2）在动能和势能相互转化中，若受摩擦等阻力，则机械能的总和减少。

（3）“在光滑面上”、“不计空气阻力”等文字，表示没有摩擦等阻力，此时机械能总和可看作是不变的。

（4）人造地球卫星的运动，近地点动能（速度）最大，势能最小；远地点势能最大，动能（速度）最小，近地点向远地点运动时，动能转化为势能，远地点向近地点运动，势能转化为动能，整个过程机械能守恒。

（5）滚摆上升下落过程中，如果不计空气阻力，机械能守恒。

上升动能转化为重力势能，下降重力势能转化为动能，

最低点速度最大，动能最大；最高点重力势能最大，动能最小；下降过程反之。

考虑空气阻力，滚摆每次上升高度减小，机械能转化为内能。

3.水电站的工作原理：

利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

4.水电站修筑拦河大坝的目的：

水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。

【例题3】下列哪个选项中，物体的机械能守恒（　　）

A.水平公路上匀速行驶洒水的洒水车B.加速升空的火箭

C.从苹果树下自由落下的苹果D.绕地球旋转的人造卫星

【变式练习3】玩“过山车”是一项非常惊险刺激的娱乐活动。如图所示，过山车时而从轨道的最低点D上升到最高点A，时而从最高点A飞驰而下。过山车在运动过程中，若不计能量损失，只有动能和势能的相互转化。下列说法正确的是(　　)

A．A点机械能小于B点机械能

B．D点动能最大，A点势能最大

C．D点动能最大，A点机械能最大

D．A点势能最大，机械能最大

【例题4】如图，轻质弹簧竖直放置如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最大的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（　　）（不计空气阻力）

A.小球的机械能守恒

B.小球、弹簧组成的系统机械能守恒

C.小球的动能一直增大

D.小球的机械能一直减小

【变式练习4】人造地球卫星在大气层外绕地球运行，只有动能和势能的相互转化，卫星从远地点向近地点运动的过程中越来越快．如图是人造地球卫星的轨道示意图，下列说法正确的是（　　）

A.卫星在运动过程中不受任何力的作用 

B.卫星在近地点和远地点的机械能相等 

C.卫星在远地点向近地点运动的过程中机械能越来越大 

D.卫星从远地点向近地点运动的过程中机械能越来越小

【例题5】如图所示，材质均匀的弧形轨道固定在竖直平面，将小球置于轨道的顶端A点，小球具有的机械能为200J。让小球从A点由静止开始滚动，到右侧所能达到的最高位置B点时，具有的机械能为160J，随即小球向左侧滚动，当滚动到左侧所能达到的最高位置时，它具有的机械能可能是（不计空气阻力）（　　）

A.130J B.120J

C.110J D.100J

【变式练习5】用轻绳将小球系好后，固定在天花板上，做成一个摆，如图所示，小球在a点由静止释放，经过最低点b点后到达右端最高点c点，整个运动过程中存在空气阻力，对小球从a点向右摆动到c点的过程，下列说法中正确的是（　　）

A.a点和c点等高 B.小球的机械能守恒 

C.小球在c点机械能最小 D.小球在b点机械能最大

四、机械能和其他形式的能的转化：

【例题6】将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起，它的部分运动轨迹如图所示，下列说法正确的是（　　）

A.皮球经过同高度的A、B两点时动能相等

B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零

C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能

D.皮球在D点时的动能大于在C点时的动能

【变式练习6】下列图形中，不属于机械能转化为内能的是（　　）

A.滑下滑梯B.弯折铁丝C.做功冲程D.压缩点火

【例题7】下列现象中属于内能转化为机械能的是（　　）

A.使用电暖器取暖 B.钻木取火 

C.汽油机的做功冲程 D.棉被在阳光下暴晒升温

【变式练习7】自然界中各种形式的能量在一定的条件下可以相互转化，下列实例中属于机械能转化为内能的是（　　）

A.植物吸收太阳光进行光合作用B.水电站里水轮机带动发电机发电

C.电动机带动水泵把水送到高处D.摩擦生热