第4节 机械能及其转化

7. 将一只铁罐沿不太陡的斜面滚下。会有什么 出人意料的现象发生吗？怎样解释看到的现象？
解：铁罐从斜面滚下后又返回.铁罐从斜面滚 下时重力势能转化为动能及橡皮筋的弹性势 能，而后弹性势能又转化成动能和重力势能.
8.分析人造地球卫星的机械能转化情况. 卫星从远地点向近地点运动的 过程中，重力势能转化为动能； 卫星从近地点向远地点运动过 程中，动能转化为重力势能.
正确理解机械能守恒
动能和势能的转化
首先分析决定动能大小的因素（质量和速度）、决
定重力势能大小的因素（质量和高度）或弹性势能
大小的因素（弹性形变）如何变化，再看动能和重
力势能（或弹性势能）如何变化。
判断机械能是否守恒的方法 （1）在能量转化过程中，判断是否只有动能和势能的 相互转化，若有其他形式的能参与了转化，则机械能
D）
27.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上，乙站在0.7m/s 匀速下行的自动扶梯上，甲、乙两人质量相等，甲上行 中动能 不变（选填“增加”、不变“或“减少”）.某 时刻他们的位置如图所示，该时刻 甲的重力势能 等于 乙的重力势能 甲的机械能 小于乙的机械能. （选填“大于”、“等于”或“小于”） 28.如图是某轻轨车站的设计示意图，与站台连接的轨道 都有一个小的斜坡，试从能量转化的角度说明这种设计 的好处. 答：进站时将动能转化为重力势能“储藏”起来； 出站时将重力势能转化为动能“释放”出来，从 而达到节能的目的.
A
CD
31.如图所示，使单摆偏离原来静止位置到A1，当摆球 从A1向下摆动时，它的速度越来越快，动能逐渐 增大 ， 势能逐渐 减小 ；当摆球到最低点O1时，它的动能最 大 势能最 小，在此过程中，摆球的势能逐渐转变成 动 能，此后，摆球又向B1的位置运动，随着摆球的上升， 它的速度越来越 小 ，动能逐渐变成 势 能；当摆球 到最高点B1时，它的动能为 0 ，势能最 大 .小球摆 动起来后，它在O1处的机械能比在O2处的机械能 大 . （选填“大”、“小”或“相等”）
祝 同 学 们
开 心 快 乐
21.如图所示，AB、AC、AD是三个高度相同，长度不 同的斜面，现有物体G先后从三个斜面顶端由静止开始 无任何摩擦阻力地沿斜面滑下，当它滑到斜面底端时 的速度大小分别为v1、v2、v3，则下列说法正确的是 （ D） A.V1最大 B.V2最大 C.V3最大 D.一样大
22.如今小型发电机已走如家庭，它把空 气的 机械 能转化为 电 能；修拦河大 坝是为了提高上游水位，增加水的 重力势 能，使水下 落时可以获得更多的 动 能.
9.把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自 己鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆动，想 想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？ 答：不会.因为铁锁在摆动过程中 要克服阻力做功，机械能不断减 小，所以上升的高度越来越小， 不会碰到鼻子.
10.拉开的弓把箭射出去时，动能和弹性势能是 如何转化的？ 答：弓的弹性势能减小， 箭的动能增大，弓的弹性 势能转化为箭的动能.
滚摆向上运动过程中，动能减小重力势能增大， 动能转化为重力势能.
4.单摆在摆动过程中，能量的转化情况. 摆球向下摆动过程中，重力势能减小动能增大， 重力势能转化为动能；
摆球从中点向上摆动的过程中，动能减小重力 势能增大，动能转化为重力势能.
5.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？说明这种做法的理由.
不守恒。
（2）根据机械能的大小等于动能的大小和势能的大小
之和，分别判断动能和势能大小变化，再综合判断机
械能是否守恒。 【易错警示】弹性势能和重力势能之间，不能直接
转化。只有伴随动能的转化才能实现弹性势能和重
力势能之间的转化。
水力发电站
动能
课 堂 小 结
机械能 势能
只有它们相互转化时, 机械能守恒
13.
14.动能、重力势能和弹性势能统称为 机械 能，动能与 势能可以相互 转化 ，如果只有动能和势能相互转化，机 械能的总和 不变 ，或者说机械能是 守恒的.
15.从能量角度看，自然界的流水和风是具有大量 机械能 的天然资源，人们可以利用水能和风能进行发电. 16.人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行.离地球最近的一 点叫 近地点 ；离地球最远的一点叫 远地点 .卫星在运行 过程中机械能 守恒 （选填“守恒”或“不守恒”）
20.如图所示的实验中，在细线下端挂一个 小球，用手将小球拉到B点释放，小球在另 一端能上升到C点（B、C在同一水平面上）； 现在我们用铅笔在D点挡住绳子，小球在另一端上升到 C‘，则C’高度 等于 （选填“大于”、“等于”或“小 重力势 转化为 动 于）C的高度，小球从B到A的过程中， 能，从A到C‘的过程中， 动 能转化为 重力势能，不考 虑摩擦，机械能总量 不变 .
23.体积相同的实心铜球和木球在水平地面上以相同的 速度做匀速直线运动，下列说法正确的是（ ） A.铜球动能大，机械能小 B.木球动能大，机械能小 C.铜球动能大，机械能大 C.木球动能大，机械能大
C
24.从静止在高空的直升机上自由释放一个物体，不计 空气阻力，释放时物体的机械能为500J,那么（ ） A.释放时物体的重力势能小于500J B.下落过程中物体的机械能减小 C.物体落地时的动能是500J D.物体落地时的机械能大于500J
机械能守恒与机械能不守恒
❶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，但机械能总和不 变，或者说，机械能是守恒的. “只有动能和势能的相互转化”意思是： 动能的增减量=势能的增减量
❷在动能和势能相互转化过程中，由于存 在空气阻力或地面的摩擦力等，使一部分 机械能转化为其他形式的能，物体机械能 的总量减小.此时机械能不守恒.
11.分析皮球从手中落下又弹起的过程中能量转化. 皮球落向地面时，重力势能转化为动能； 撞击地板时，动能转化为弹性势能；恢复 形变（未离开地面）向上弹起时，弹性势 能转化为动能；离开地面向上弹跳时，动 能转化为重力势能.
12.分析运动的 铁球撞击弹簧又被弹回时，动能 和弹性势能的转化情况. 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； 弹簧恢复原状过程中，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.
C
25.潮流能发电是利用海水的水平流动来推动发电机工 作的，从能量转化角度看潮流能是将（ ） A.海水的动能转化为电能 B.海水的势能转化为电能 C.电能转化为海水的势能 D.海水的化学能转为电能
A
26.跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（ A.助跑阶段机械能不变 B.起跳时机械能为零 C.经过最高点时机械能最大 D.经过最高点时重力势能最大
17.下列情况下机械能增加的是（ ） A.下落的苹果 B.在平直公路上匀速行驶的汽车 C.静止在桌面上的书 D.匀速由动能转化为重力势能的是（
C）
19.如图所示，杂技演员进行蹦床表演，当演员从高处 重力势 能转化为 动 能；撞击蹦床时， 动能转 下落时， 弹性势能转化为 动 化为 弹性势 能；蹦床恢复原状时， 能；演员上升时， 动 能转化为 重力势 能.
29.如图，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运 动到d点，钢珠 （ ） A.通过d点的速度比通过c点大 B.在c点比在b点的重力势能小 C.从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能 D.从b运动到c的过程中，机械能转化为重力势能 30.如图所示情景是一种游戏，叫做蹦极.游戏者将一根 有弹性的绳子的一端系在身上，另一端固定在高处， 从高处跳下，图中A点是弹性绳自然下垂时绳子下端 的位置，C点是游戏者所到达的最低点，对于游戏者离 开高处跳至最低点的过程中，正确的是（ ） A.游戏者的动能一直在增加 B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能 C.游戏者过A点之后，绳子具有弹性势能 D.游戏者到C点时，他的动能为零
答：用力向上抛或用力向下抛。因为抛出时乒 乓球具有较大的动能，在转化为重力势能时具 有的重力势能较大，使乒乓球弹跳的高度较高.
6.2011年蹦床世锦赛中我国运动员以优异成绩 夺得金牌和奖牌总数第一。设想有一个重物从 蹦床上方某点下落，经蹦床反弹后上升。请你 说说这个过程中机械能是如何转化的.
答：重物下落过程中，重力势能转化为动能； 蹦床发生弹性形变过程中，动能转化为弹性势 能；蹦床恢复原状过程中，弹性势能再转化为 动能；重物上升过程中，动能又转化为重力势 能.
机械能
1．动能、势能统称为机械能。 机械能 动能 势能 重力势能 弹性势能
2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两 种能量之和。
即 机械能=动能+势能
动能和重力势能之间可以相互转化
动能可以转化为重力势能， 重力势能也可以转化为动能。 动能可以转化为弹性势能， 弹性势能也可以转化为动能。 动能转化为重力势能的标志是速度减小， 所处的高度增加；重力势能转化为动能的 标志是所处的高度减小，速度增大；动能 转化为弹性势能的标志是速度减小，形变 增大；弹性势能转化为动能的标志是速度 增大，形变减小.动能和弹性势能相互转化 可以发生在同一物体上，也可以发生在不 同物体之间.
克服阻力做功时,机械能不守恒 其他能量
1.溜溜球在松手后，为什么能够不停地上下来回运动？
答：因为溜溜球具有能量，在运动过程中有 能量转化.
2.分析过山车在运动过程中的能量转化情况.
答：车在最高点向下运动时，重力势能转化为动能； 从最低点向最高点运动时，动能转化为重力势能.
3.分析滚摆滚动过程中动能和势能的相互转化情况 滚摆向下运动过程中，重力势能减小动能增大， 重力势能转化为动能；