第十一章功和机械能第4节机械能及其转化人教版物理八年级下册同学们有体验过这些项目吗？尝试说一下，在运动的过程中动能和势能是怎样变化的。1.通过观察和实验的方法，探究动能和势能相互转化的规律；了解风能和水能的利用。2.能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体可以既有动能，又有势能，如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就是它的总机械能。一个空中飞行的物体具有80J的机械能，若它的重力势能为50J，则它的动能为________J；30物体从高处下落，物体的重力势能转化为动能。弯弓射箭，弓的弹性势能转化为箭的动能。蹦床运动员将要与蹦床接触时，具有一定的动能，与蹦床接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化为蹦床的弹性势能动能和势能可以相互转化。滚摆下降重力势能动能滚摆上升重力势能动能滚摆在最低点时动能最大速度最大。滚摆在最高点时重力势能最大。滚摆单摆下降重力势能动能单摆上升重力势能动能单摆铁球压缩弹簧过程中，铁球的动能减小，弹簧的弹性势能增大，动能转化为弹性势能。弹簧恢复过程中，弹簧的弹性势能减小，铁球的动能增大，弹性势能转化为动能。弹性势能与动能的转化高度减小速度增大重力势能减小动能增大（1）皮球下落：皮球在下落过程中的动能与势能的转化（2）皮球接触地面：开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化为弹性势能。动能减小弹性势能增大速度减小形变增大（3）皮球在恢复原状的过程中：弹性形变程度变小，向上的速度变大。动能增大弹性势能减小形变减小速度增大（4）皮球上升时：高度增大速度减小重力势能增大动能减小大量研究结果表明，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，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。但现实生活里，物体在运动过程中总会克服摩擦力做功，从而消耗机械能。机械能守恒动能和重力势能可以相互转化动能和弹性势能可以相互转化动能和势能可以相互转化只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变。例1（2019宿迁）会荡秋千的人，不用别人帮助，就能把秋荡得很高。做法是：当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重力势能转化为_______能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了_________________能。如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。动机械（重力势）例2（2019宜昌）如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是（）A刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变B过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能C通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0D过山车在运行过程中机械能守恒B动能不变，势能增大速度不为0受阻力作用1.地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为石、泥土被雨水从高处冲下来时将________能转化为巨大的___________能。灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将_______________（选填“变大”“变小”或“不变”）。重力势动变小基础巩固题2.下列有关机械能及其转化的说法正确的是（）A弯弓射箭，箭的动能转化为弓的弹性势能B拦河大坝使上游的水位升高，提高了水的重力势能C蹦床运动员从高处落下，其动能转化为重力势能D人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小，动能增大B基础巩固题3.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皮球经过同一高度的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若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑C基础巩固题4.如图，在光滑的水平台面上，一轻弹簧左端固定。右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在AB间做往复运动（已知AO=OB）。小球从A位置运动到B位置的过程中，下列判断正确的是（）A小球的动能不断增加B弹簧的弹性势能不断减少C小球运动到O点时的动能与此时弹簧的弹性势能相等D在任一位置弹簧的弹性势能和小球的动能之和保持不变D5.如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则（）A小球在A处的动能等于在D处的动能B小球在A处的动能大于在D处的动能C小球在B处的机械能小于在C处的机械能D小球在B处的机械能等于在C处的机械能D基础巩固题火车进站时仍具有较大的动能要使火车停下来需要刹车造成能量的损失。小红想:怎么样才能让火车到车站时把动能转化为其他形式的能量先储存起来这样火车就可以不刹车而停下来当火车开动时再将这些能量转化加以利用从而避免能量的浪费。请你根据小红的思路在下面的框中简单画出你设计的火车站台(用于停靠火车的平台)。解：如图所示：可将火车站台设计在两个斜坡上，火车进站时具有动能，可通过上坡，将其转化为重力势能储存起来；在出站时，再通过下坡，将重力势能转化为动能，使火车运动。能力提升题