第十一章功和機械能第4節(jié)機械能及其轉(zhuǎn)化人教版物理八年級下冊同學們有體驗過這些項目嗎？嘗試說一下，在運動的過程中動能和勢能是怎樣變化的。1.通過觀察和實驗的方法，探究動能和勢能相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律；了解風能和水能的利用。2.能解釋一些有關(guān)動能、重力勢能、彈性勢能之間相互轉(zhuǎn)化的簡單物理現(xiàn)象。動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機械能。一個物體可以既有動能，又有勢能，如飛行中的飛機因為它在運動而具有動能，又因為它處于高空而具有重力勢能，把這兩種能量加在一起，就是它的總機械能。一個空中飛行的物體具有80J的機械能，若它的重力勢能為50J，則它的動能為________J；30物體從高處下落，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。彎弓射箭，弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能。蹦床運動員將要與蹦床接觸時，具有一定的動能，與蹦床接觸后，床面發(fā)生彈性形變，運動員的動能轉(zhuǎn)化為蹦床的彈性勢能動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。滾擺下降重力勢能動能滾擺上升重力勢能動能滾擺在最低點時動能最大速度最大。滾擺在最高點時重力勢能最大。滾擺單擺下降重力勢能動能單擺上升重力勢能動能單擺鐵球壓縮彈簧過程中，鐵球的動能減小，彈簧的彈性勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。彈簧恢復(fù)過程中，彈簧的彈性勢能減小，鐵球的動能增大，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。彈性勢能與動能的轉(zhuǎn)化高度減小速度增大重力勢能減小動能增大（1）皮球下落：皮球在下落過程中的動能與勢能的轉(zhuǎn)化（2）皮球接觸地面：開始發(fā)生彈性形變，彈性勢能逐漸增大。向下的速度變小，動能減小。這時是動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。動能減小彈性勢能增大速度減小形變增大（3）皮球在恢復(fù)原狀的過程中：彈性形變程度變小，向上的速度變大。動能增大彈性勢能減小形變減小速度增大（4）皮球上升時：高度增大速度減小重力勢能增大動能減小大量研究結(jié)果表明，如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。但現(xiàn)實生活里，物體在運動過程中總會克服摩擦力做功，從而消耗機械能。機械能守恒動能和重力勢能可以相互轉(zhuǎn)化動能和彈性勢能可以相互轉(zhuǎn)化動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變。例1（2019宿遷）會蕩秋千的人，不用別人幫助，就能把秋蕩得很高。做法是：當人從高處向下擺時，身體由直立變?yōu)橄露祝诉^程降低重心高度，將更多的重力勢能轉(zhuǎn)化為_______能；而從最低點向上擺時，用力將身體由下蹲變?yōu)橹绷ⅲ诉^程克服身體重力做功，增加了_________________能。如此循環(huán)往復(fù)，機械能越積越多，秋千就越蕩越高。動機械（重力勢）例2（2019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)于過山車的機械能說法正確的是（）A剛開始過山車勻速被拉升時，機械能不變B過山車向下俯沖時，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能C通過環(huán)形軌道最高點時，重力勢能最大，動能為0D過山車在運行過程中機械能守恒B動能不變，勢能增大速度不為0受阻力作用1.地震過后往往會伴有泥石流等災(zāi)害，泥石流之所以會造成巨大的危害，是因為石、泥土被雨水從高處沖下來時將________能轉(zhuǎn)化為巨大的___________能。災(zāi)害發(fā)生后，救災(zāi)飛機迅速到達災(zāi)區(qū)上空，當它在一定高度勻速飛行并投下救災(zāi)物資后，飛機的機械能將_______________（選填“變大”“變小”或“不變”）。重力勢動變小基礎(chǔ)鞏固題2.下列有關(guān)機械能及其轉(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攔河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能C蹦床運動員從高處落下，其動能轉(zhuǎn)化為重力勢能D人造衛(wèi)星從近地點飛向遠地點時勢能減小，動能增大B基礎(chǔ)鞏固題3.將皮球從離地某一高度O點處水平拋出，球落地后又彈起。它的部分運動軌跡如圖所示。下列說法正確的是（）A皮球經(jīng)過同一高度的A、B兩點時動能相等B皮球第一次反彈后到達最高點P點時速度為零C皮球在D點時的機械能小于在C點時的機械能D若將皮球表面涂黑，則會在地面M、N兩點留下兩個大小相等的黑色圓斑C基礎(chǔ)鞏固題4.如圖，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)運動（已知AO=OB）。小球從A位置運動到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小球運動到O點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D5.如圖所示，小球沿軌道由靜止從A處運動到D處的過程中，忽略空氣阻力和摩擦力，僅有動能和勢能互相轉(zhuǎn)化，則（）A小球在A處的動能等于在D處的動能B小球在A處的動能大于在D處的動能C小球在B處的機械能小于在C處的機械能D小球在B處的機械能等于在C處的機械能D基礎(chǔ)鞏固題火車進站時仍具有較大的動能要使火車停下來需要剎車造成能量的損失。小紅想:怎么樣才能讓火車到車站時把動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量先儲存起來這樣火車就可以不剎車而停下來當火車開動時再將這些能量轉(zhuǎn)化加以利用從而避免能量的浪費。請你根據(jù)小紅的思路在下面的框中簡單畫出你設(shè)計的火車站臺(用于停靠火車的平臺)。解：如圖所示：可將火車站臺設(shè)計在兩個斜坡上，火車進站時具有動能，可通過上坡，將其轉(zhuǎn)化為重力勢能儲存起來；在出站時，再通過下坡，將重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，使火車運動。能力提升題