第四章4.3B-機(jī)械能-滬教(上海)版八年級物理下冊學(xué)案

第四章4.3B機(jī)械能[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．知道機(jī)械能。ABC2ABC3．能利用機(jī)械能知識解釋生活中的實(shí)例。[知識解讀]1．機(jī)械能：動(dòng)能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。動(dòng)能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中若沒有能量的損失或其他能量的補(bǔ)充，機(jī)械能的總和保持不變，機(jī)械能是守恒的。如圖所示，一個(gè)乒乓球從某一高度由靜止開始下落，經(jīng)光滑地面反彈再回到原高度（空氣阻力不計(jì)）。當(dāng)球在A處釋放時(shí)具有重力勢能，下落到B處時(shí)球既有動(dòng)能（有速度），又有重力勢能（有高度）。繼續(xù)落到C處（設(shè)C為零高度）球的重力勢能為零，動(dòng)能最大。在此過程中球的重力勢能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，而A處的重力勢能最大，C處的動(dòng)能最大，B處的重力勢能與動(dòng)能之和等于A處的重力勢能，也等于C處的動(dòng)能。球在C處發(fā)生形變使動(dòng)能轉(zhuǎn)化成彈性勢能，再轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，球被彈回A處。在此過程中，動(dòng)能又轉(zhuǎn)化成重力勢能，機(jī)械能的總和仍保持不變（即機(jī)械能守恒）。若地面不光滑，空氣阻力作用不可忽略，乒乓球便不能彈回原高度，表明球在運(yùn)動(dòng)過程中有機(jī)械能轉(zhuǎn)化成其他形式的能（如內(nèi)能），機(jī)械能的總量就會(huì)減少。機(jī)械能和其他形式的能之間也可以相互轉(zhuǎn)化。無論是動(dòng)能和勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，還是機(jī)械能和其他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化常常是通過做功的過程來實(shí)現(xiàn)的。在轉(zhuǎn)化過程中，所做的功越多，一種形式的能轉(zhuǎn)化為另一種形式的能就越多。能量的轉(zhuǎn)化多少可以用做功的多少來量度。在國際單位制中能的單位與功的單位相同，也是焦（J）例如：水電站水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，而電動(dòng)機(jī)則將電能重新轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。汽車和火車的內(nèi)燃機(jī)通過燃?xì)馔苿?dòng)氣缸中的活塞做功，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的動(dòng)能?，F(xiàn)代生活和生產(chǎn)中隨處可見的各種動(dòng)力機(jī)械，小到電動(dòng)玩具、大到噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，都是將電能、化學(xué)能等其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的能量轉(zhuǎn)化器。[概念辨析]1．如圖所示，在滾擺演示實(shí)驗(yàn)中能量的轉(zhuǎn)化的過程是怎樣的？滾擺上升時(shí)：速度減小，高度增大。動(dòng)能減小，重力勢能增大，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢能。滾擺下降時(shí)：速度增大，高度減小。動(dòng)能增加，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。不計(jì)空氣阻力時(shí)，機(jī)械能守恒；在能量轉(zhuǎn)化中是減小的能轉(zhuǎn)化為增大的能。如果考慮空氣阻力的影響，滾擺運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能不守恒，滾擺上升的最大高度逐漸降低，機(jī)械能總量會(huì)減少。[經(jīng)典例說]【例1】如圖所示是小球在地面彈跳的情景。小球在A點(diǎn)的機(jī)械能為120J，當(dāng)小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能變?yōu)?00J，則小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)（）A．小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變B．小球在C點(diǎn)的機(jī)械能和B點(diǎn)的機(jī)械能可能相等C．小球從最高點(diǎn)落下時(shí)，重力勢能全部轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能D．小球在C點(diǎn)的機(jī)械能可能為90J【思路點(diǎn)撥】根據(jù)題意，物體沒有處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了變化；小球在A點(diǎn)的機(jī)械能為120J，當(dāng)小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能變?yōu)?00J，據(jù)此判定機(jī)械能一定在減少；所以C點(diǎn)的機(jī)械能一定小于B點(diǎn)?！窘獯稹拷猓篈、由圖可知，小球在運(yùn)動(dòng)的過程中，運(yùn)動(dòng)的方向和速度都發(fā)生了變化，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是改變的，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)題意可知，小球在A點(diǎn)的機(jī)械能為120J，當(dāng)小球由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能變?yōu)?00J，即機(jī)械能減小了，所以機(jī)械能是不守恒的，由于阻力的作用，小球在運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能會(huì)逐漸減小，所以小球在C點(diǎn)的機(jī)械能和B點(diǎn)的機(jī)械能不可能相等，故B錯(cuò)誤；C、由于機(jī)械能不守恒，所以小球從最高點(diǎn)落下時(shí)，重力勢能大部分轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故C錯(cuò)誤；D、小球由A到B的過程中，彈跳的高度大于由B到C過程中的高度，小球彈跳的越高克服空氣阻力做功越多，機(jī)械能損失越多，小球由A到B的過程中機(jī)械能減少了20J，小球由B到C的過程中機(jī)械能的損失應(yīng)小于20J，所以小球由B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，其機(jī)械能可能為90J，故D正確?！窘狻空_答案為D?！纠?】籃球運(yùn)動(dòng)員放手讓籃球自由下落，球從離開手后落地到又回到手中，球的機(jī)械能是怎樣轉(zhuǎn)化的？【思路點(diǎn)撥】球離開手后向下運(yùn)動(dòng)，高度變低，速度變大，落地后球發(fā)生彈性形變，籃球恢復(fù)形變后，球繼續(xù)上升，越升越高，速度越來越小。所以當(dāng)籃球下落時(shí)，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，落地后再轉(zhuǎn)化為彈性勢能。當(dāng)籃球恢復(fù)到彈性形變，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，繼續(xù)上升，再轉(zhuǎn)化為重力勢能。【解】正確答案為球離開手下落過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，落地后再轉(zhuǎn)化為彈性勢能，彈起時(shí)，彈性勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，繼續(xù)上升，再轉(zhuǎn)化為重力勢能。

[跟蹤訓(xùn)練]第1題圖1．如圖所示，繩的一端拴一小球，另一端懸于固定點(diǎn)O點(diǎn)處，用手把小球拉到A點(diǎn)后松開手，小球在擺動(dòng)過程中。第1題圖（1）小球從A運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，在________點(diǎn)的重力勢能最大，在________點(diǎn)的動(dòng)能最大。（2）小球從B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，在C點(diǎn)的重力勢能__________。2．如圖是某球員傳球時(shí)足球的一段運(yùn)動(dòng)軌跡，其中A點(diǎn)的重力勢能__________（填“大于”、“小于”或“等于”）B點(diǎn)的重力勢能。若不計(jì)空氣阻力，足球在下落的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為__________能。第2題圖3．蘋果從樹上由靜止落下的過程中（）第2題圖A.動(dòng)能減小，重力勢能減小B.動(dòng)能增加，重力勢能增加C.動(dòng)能增加，重力勢能減小D.動(dòng)能減小，重力勢能減增加12246810501.262.43.64.812246810501.262.43.64.8t/秒甲車61234500.91.82.73.6t/秒乙車s/米s/米（a）（b）第4題第4題圖5．如圖表示撐桿跳高運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿。從運(yùn)動(dòng)員撐桿起跳到越橫桿的過程中，有關(guān)機(jī)械能變化的情況是：運(yùn)動(dòng)員的重力勢能________，桿的彈性勢能________________。第6題圖第6題圖第5題圖6．如圖是小明在體育考試中測試“引體向上”時(shí)的示意圖。關(guān)于“引體向上”，下列說法中正確的是 （）A．身體懸掛不動(dòng)時(shí)，勢能為零 B．身體上升時(shí)，重力做功，勢能減少C．身體下降時(shí)，重力做功，勢能增加 D．身體上升時(shí)，克服重力做功，勢能增加7．某塊磚在一對平衡力作用下運(yùn)動(dòng)，則該塊磚 （）A．機(jī)械能一定不變，動(dòng)能一定不變 B．機(jī)械能可能改變，動(dòng)能一定不變C．機(jī)械能可能改變，動(dòng)能可能改變 D．機(jī)械能一定不變，動(dòng)能可能改變8．為了研究發(fā)生形變后的彈簧對其他物體做功的本領(lǐng),小華同學(xué)選用不同彈簧A、B和重物G進(jìn)行實(shí)驗(yàn),彈簧A、B原來的長度相等,一端固定,另一端與水平放置的重物G相連,如圖(a)所示。他們先后壓縮彈簧A、B并將其釋放,彈簧釋放過程中將重物G推動(dòng)的距離為S(S1<S2<S3),如圖(b)、(c)和(d)所示,圖(c)、(d)中的彈簧A、B壓縮的程度相同。請仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,歸納得出初步結(jié)論。（（a）G（b）GGS1（d）GGS3（c）GGS2彈簧A彈簧B彈簧A彈簧A（或B）第8題第8題圖（1）分析比較圖(a)和(b)和(c)中彈簧的壓縮程度、重物G的移動(dòng)距離以及相關(guān)條件,可得:_____________________________________________________________________；（2）分析比較圖(a)和(c)和(d)中彈簧的壓縮程度、重物G的移動(dòng)距離以及相關(guān)條件,可得:_____________________________________________________________________。9．一輛灑水車沿某橋坡勻速下行灑水過程中 （）A．動(dòng)能不變，重力勢能、機(jī)械能減少 B．動(dòng)能、機(jī)械能減少，重力勢能不變C．動(dòng)能增加，重力勢能、機(jī)械能減少 第10題圖第10題圖10．如圖是中國北斗八號一導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道示意圖。已知該衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運(yùn)行的過程中機(jī)械能守恒，則關(guān)于該衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)運(yùn)行過程中勢能、動(dòng)能、速度的變化是 （）A．勢能增加、動(dòng)能減小、速度減??；B．勢能減小、動(dòng)能增加、速度增加；C．勢能減小、動(dòng)能增加、速度不變；D．勢能不變、動(dòng)能不變、速度不變。11．如圖所示是蹦極運(yùn)動(dòng)的簡化示意圖，彈性繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系住運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)自由下落，到A點(diǎn)處彈性繩自然伸直。B點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員受到的重力與彈性繩對運(yùn)動(dòng)員拉力相等的點(diǎn)，C點(diǎn)是蹦極運(yùn)動(dòng)員到達(dá)的最低點(diǎn)（忽略空氣阻力），下列說法正確的是（）A．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員速度一直減小第11題圖B．從O點(diǎn)到C第11題圖C．從O點(diǎn)到C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能一直在減小D．從O點(diǎn)到A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的機(jī)械能不變

第四章4.3B機(jī)械能參考答案LISTNUMOutlineDefault\l3（1）A；B；（2）最大。LISTNUMOutlineDefault\l3小于；動(dòng)。LISTNUMOutlineDefault\l3CLISTNUMOutlineDefault\l3乙；增大；不變。LISTNUMOutlineDefault\l3DLISTNUMOutlineDefault\l3增大；先增大后減小LISTNUMOutlineDefault\