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11.4 机械能及其转化——2025年春八年级下册物理人教版（2024）课前导学
1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能
2.能通过实验或实例，认识物体的动能和势能可以相互转化，能解释与机械能转化有关的现象
3.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。通过了解水能和风能的利用，知道人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题
认识动能和势能的相互转化，理解机械能守恒，并解释相关现象
知识点1 机械能
1.在物理学中，把①__________、②__________和③__________统称为机械能。
2.具有机械能的物体有三种情况：（1）只具有动能；（2）只具有势能；（3）同时具有动能和势能。
知识点2 动能和势能的转化
1.动能和势能的转化：在一定条件下，动能和势能之间可以相互④__________。
2.质量不变时，物体的动能、势能转化如图所示。
知识点3 机械能守恒与机械能不守恒
1.机械能守恒：如果只有⑤____________________相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但动能和势能的总和⑥__________，或者说，机械能是⑦__________的。
2.机械能不守恒：在动能和势能相互转化的过程中，由于存在空气阻力或摩擦力等，一部分机械能转化为其他形式的能，物体的机械能总量减少，此时机械能是不守恒的。
知识点4 水能和风能的利用
1.自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。空气在流动过程中所具有的机械能叫风能。流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，水所具有的机械能统称为水能。
2.水电站的工作原理：利用高处的水下落时把⑧__________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发电，把⑨__________能转化为电能。水电站修筑拦河大坝是为了提高上游水位，增大水的⑩__________能。
3.风能发电的优缺点
优点：设备简单，不会污染环境。缺点：风能不稳定，给使用带来一定限制。
答案：
①动能 ②重力势能 ③弹性势能 ④转化 ⑤动能和势能 ⑥不变 ⑦守恒 ⑧重力势能 ⑨机械 ⑩重力势
1.下面过程中，势能转化为动能的是( )
A.滚摆在上升 B.在水平路上的汽车速度加大
C.弹簧在被压缩 D.拉长的弹弓将石子弹出去
2.如图所示的四种情景中，描述对象的机械能增大的是( )
A.火箭加速升空 B.人在滑梯上下滑
C.汽车水平减速 D.卫星绕地球旋转
3.如图所示，在粗糙的水平台面上，一轻弹簧左端固定，右端连接一金属滑块，O点是弹簧保持原长时滑块的位置。开始时滑块压缩弹簧到A位置，释放滑块，B是滑块滑到的最右端，滑块从A位置滑到B位置过程中，速度最快的位置在( )
A.O点 B.B点 C.AO之间 D.OB之间
4.当一架喷洒农药的飞机在某一高度水平匀速飞行时，在喷洒农药的过程中，飞机的( )
A.动能减小，重力势能减小，机械能减小
B.动能不变，重力势能不变，机械能不变
C.动能减小，重力势能增大，机械能减小
D.动能增大，重力势能减小，机械能不变
5.如图为麻省理工大学教授课堂演示情景，教授将一个摆球从下巴处放手，结果摆球摆回时并没有砸到他的下巴，这是因为摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程___________（选填“符合”或“不符合”）能量的转化和守恒定律。
6.秋千荡起来，如果不持续用力秋千会越荡越低，直至停止；皮球落地后，每次弹起的高度都会比原来低.在这两个过程中，机械能______了，这部分机械能转化成了其他形式的能.在此过程中，机械能______，能的总量______（后两空均填“守恒”或“不守恒”）
7.当热气球匀速升空时，它的动能；________，重力势能________（两空均选填“增大”、“不变”或“减小”）。骑自行车下坡时，不蹬脚踏板速度也会越来越大，这一过程；________能转化为动能。
答案以及解析
1.答案：D
解析：A.滚摆在上升，高度增大，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故A不符合题意；
B.在水平路上的汽车速度增加，动能变大，高度不变，重力势能不变，不属于重力势能转化为动能，故B不符合题意；
C.弹簧在被压缩，弹性势能增大，机械能转化为势能，故C不符合题意；
D.拉开的弹弓将石子弹出去，弹弓的弹性势能转化为石子的动能，故D符合题意.
2.答案：A
解析：A、火箭加速升空时，故机械能增加；
B、人在滑梯上下滑，故机械能减小；
C、汽车水平减速，机械能也减小；
D、地球在远地点绕地球旋转时，但机械能不会增加。
故选：A。
3.答案：C
解析：滑块从A运动到O的过程中，因弹簧处于压缩状态而对滑块有向右的弹力，开始时，弹力大于摩擦力，则滑块做加速运动；在此过程中弹簧的弹性形变程度变小，其弹性势能变小，弹力逐渐变小，当弹力等于摩擦力时，速度最大；继续运动到O的过程中，弹力小于摩擦力，滑块做减速运动；滑块从O运动到B的过程中，因弹簧处于伸长状态而对滑块有向左的弹力，则滑块的速度不断减小；所以速度最大点在AO之间。
故选：C。
4.答案：A
解析：当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减小，所以机械能的总量也减小。
故选A。
5.答案：符合
解析：摆球在摆动过程中部分的机械能因为和空气摩擦转化为内能而导致摆球的机械能减少，这一过程同样符合能量的转化和守恒定律，即在能量转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
6.答案：减少；不守恒；守恒
解析：秋千越荡越低，皮球弹起的高度比原来低，说明在这个过程中机械能是减少的，机械能不守恒；
任何形式的能在转化为其他形式能的过程中，能的总量都是保持不变的，即能量是守恒的.
7.答案：不变；增大；重力势
解析：当热气球匀速升空时，它的速度不变，质量不变，所以动能不变；高度增加，重力势能增大。
骑自行车下坡时，质量不变，所以重力势能减小，速度增大，动能增大，所以这一过程中重力势能转化为动能。

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