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    初中物理11.4 机械能及其转化学案

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    这是一份初中物理11.4 机械能及其转化学案,共8页。学案主要包含了学习目标,知识点解读,深化理解知识点的例题及其解析,本节课的课时作业等内容,欢迎下载使用。

    一、学习目标


    1.知道机械能包括动能和势能。


    2.能用实例说明动能和势能之间可以相互转化,能解释有关动能、重力势能、弹性


    势能之间相互转化的简单现象。


    3.了解机械能守恒的含义。


    学习重点是知道机械能。


    学习难点是了解机械能守恒的含义。


    二、知识点解读


    知识点一:机械能


    定义:动能和势能统称为机械能。


    单位:J


    (3)影响机械能大小的因素:①动能的大小;②重力势能的大小;③弹性势能的大小。


    知识点二:动能和势能的转化


    1.在一定的条件下,动能和势能可以互相转化。


    2.物体只受到重力作用时,动能和重力势能在转化过程中,机械能的总和不变,即,机械能守恒。


    三、深化理解知识点的例题及其解析


    【例题1】体育测试中,小明立定跳远的运动轨迹如图所示,他在上升过程中( )





    A.动能减小B.动能增大C.重力势能减小D.重力势能不变


    答案:A





    【例题2】如图 所示,甲、乙两个质量不同的小球从相同高度静止释放,甲球下落过程中经过 P、Q 两点.忽略空气阻力,下列说法正确的是()





    A.着地瞬间,两球的动能相等


    B.甲球在P 点和 Q 点的机械能相等


    C.释放瞬间,两球的重力势能相等


    D.从释放到着地,两球所受重力做的功相等


    答案:B





    【例题3】如图所示,粗糙的弧形轨道竖直固定于水平面,一小球由A点以速度ν沿轨道滚下,经另一侧等高点B后到达最高点C.下列关于小球滚动过程的分析正确的是( )





    A.整个过程只有重力在对小球做功


    B.小球在A、B两点具有的动能相同


    C.小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC


    D.小球在A点具有的机械能等于它在C点具有的重力势能


    答案:C


    解析:A.小球受到竖直向下的重力的作用,下落中,移动了距离,小球的重力是做功的,因为是粗糙的弧形轨道,所以受摩擦力,要克服摩擦力做功,故A错误;


    B.在粗糙的弧形轨道上受摩擦力,要克服摩擦力做功,所以小球下落过程中,机械能减小,故在A、B两点具有的动能不同,故B错误;


    C.小球运动过程中,要克服摩擦力做功,机械能减小,小球质量不变,故小球在A、B、C三点的速度大小关系是νA>νB>νC,故C正确;


    D.要克服摩擦力做功,机械能减小,故在A点具有的机械能大于它在C点具有的重力势能,故D错误。


    【例题4】跳绳是大家喜爱的体育运动之一,小金的质量为50千克,每次跳起高度约为6厘米(人整体上升,如图所示),一分钟跳100次,下列说法正确的是( )





    A.向上起跳过程中小金的动能持续增大


    B.在整个跳绳过程中小金的机械能守恒


    C.小金跳一次克服重力做功约 3 焦


    D.小金在这一分钟内跳绳的功率约为 50 瓦


    答案:D





    A.向上起跳过程中,质量不变,速度减小,小金的动能减小,故A错误;


    B.人在跳绳的过程中,由于存在阻力,机械能减小,所以机械能不守恒,故B错误;


    C.小金的重力为:G=mg=50kg×10N/kg=500N,


    小金跳一次克服重力做功:W=Gh=500N×0.06m=30J,故C错误;


    D.小金在这一分钟内跳绳的功率:P===50W,故D正确。


    【例题5】人造地球卫星在大气层外环绕地球运行(不受空气阻力),当它从远地点向近地点运动时( )


    A.动能减小,势能增大,机械能不变


    B.动能减小,势能减小,机械能减小


    C.动能增大,势能减小,机械能不变


    D.动能增大,势能减小,机械能减小


    答案:C





    四、本节课的课时作业(含答案与解析)


    第4节 《机械能及其转化》课外同步课时作业


    一、选择题


    1.下列四幅图中,动能和势能之间没有发生转化的是( )





    2.如图所示是小球在地面弹跳的频闪照片,分析图片后得到小球的弹起的高度逐渐减小,同时小球会变热.有关能量转化说法错误的是 ( )





    A.小球在下落时,它的重力势能减小,


    B.小球在上升时,它的动能减小,


    C.根据能量守恒定律,小球在弹跳过程中有一部分机械能转化为内能.


    D.小球的弹性势能不变.


    3.2016年8月16日,我国用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)“墨子号”发射升空,如图所示,火箭在加速上升的过程中( )





    A.动能不变,重力势能增加,机械能增加


    B.动能增加,重力势能不变,机械能增加


    C.动能增加,重力势能增加,机械能增加


    D.动能不变,重力势能不变,机械能不变


    4.如图所示,在不计空气阻力的情况下,铅球从出手到将要落地的过程中,下列说法正确的是( )





    A.铅球由a→b时,动能逐渐增大 B.铅球在b点的机械能大于a点的机械能


    C.铅球由b→c时,机械能逐渐减小 D.铅球在c点时动能最大


    5.2018年2月12日13时03分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射第二十八、二十九颗北斗导航卫星,如图所示的卫星沿椭圆轨道绕地球运行,离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点,它在大气层外运行,不受空气阻力,则下列说法正确的是( )





    A.卫星从远地点运行到近地点,重力势能减小,动能增大,机械能守恒


    B.卫星从远地点运行到近地点,重力势能增大,动能减小,机械能守恒


    C.卫星从近地点运行到远地点,重力势能增大,动能增大,机械能不守恒


    D.卫星从近地点运行到远地点、重力势能减小,动能减小,机械能不守恒


    二、填空题


    1.从桌面掉到地上的乒乓球会自动弹起,球在上升过程中 能转化为 能,由于球与空气有摩擦,上升过程中球的机械能 .


    2.在2017年4月22日,货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接.对接后,以“天宫二号”为参照物,“天舟一号”处于 状态.由于外太空存在少量空气,“天空二号”运行时受到阻力,机械能 (选填“变大”、“变小”或“不变”).


    3.2016年浙江最大抽水蓄能电站在缙云开建.其工作原理如图所示,用电低谷时(如深夜),电站利用电网多余电能把水从下水库抽到上水库中储存起来;用电高峰时,再利用上水库中的水发电.


    (1)蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的 ;


    (2)发电时,若该电站上水库可用于发电的库容量为7.86×106米3,上下水库平均水位差637米.上水库中可用于发电的水流到下水库,水的重力做功


    为 焦.





    4.如图所示,捻动滚摆的轴使它升高后释放,可以观察到滚摆沿着悬线向下运动,此过程中,它的 能减小, 能增加。滚摆到最低点后又上升,每次上升的高度逐渐减小,这说明滚摆具有的机械能 (填“减小”、“增大”或“不变”).





    5.在体育考试中,小超投出的实心球在空中的运动轨连如图所示。球从最高点到落地点的过程中,重力势能 ,忽略空气阻力,球的机械能 (均选填“增加”、“不变”“减小”)。





    三、综合应用题


    1.张工、李工两位是建筑设计师,均受某公司邀请参加某火车站进站段铁路工程的设计,最后张工上交了如图甲所示的设计方案图,李工上交了如图乙所示的设计方案图,若你是此公司代表,你将选择 图的设计方案,结合你学到的物理知识,请简要谈谈你选择的理由。





    2.如图所示,足球以初速度v沿着凹凸不平的草地从a运动到d,足球( )





    A.在b、d两点动能相等


    B.在a、d两点动能相等


    C.从b到c的过程机械能减少


    D.从c到d的过程重力势能减少


    第4节 《机械能及其转化》课外同步课时作业答案与解析


    一、选择题


    1.答案:A


    2.答案:D


    3.答案:C.





    4.答案:D


    5.答案:A[


    解析:影响动能的因素是物体的质量和物体运动的速度;影响重力势能的因素是物体的质量和物体的高度。根据动能、重力势能影响因素的情况得出动能和重力势能的大小情况。再根据能量变化的规律:减小的能量转化为增大的能量得出答案。


    AB.在大气层外运行,不受空气阻力,机械能是守恒的;卫星从远地点运行到近地点时,相对高度减小,所以势能减小,同时速度增大,动能增大,故A正确、B错误;


    CD.在大气层外运行,不受空气阻力,机械能是守恒的;卫星从近地点运行到远地点时,相对高度增大,所以势能增大,同时速度减小,动能减小,机械能守恒,故CD错误。


    二、填空题


    1.答案:动;重力势;减小


    解析:(1)动能大小的影响因素:质量、速度.质量越大,速度越大,动能越大.


    (2)重力势能大小的影响因素:质量、被举得高度.质量越大,高度越高,重力势能越大.


    (3)机械能等于动能和势能之和;克服摩擦做功,机械能转化为内能;不计阻力,机械能守恒.


    乒乓球在上升的过程中,质量不变,速度减小,动能减小;高度增高,重力势能增大,是动能转化为重力势能如果不能忽略空气阻力,乒乓球上升的过程中克服空气阻力做功,机械能转化为内能,机械能减小.


    2.答案:静止;变小.


    解析:判断物体是运动的还是静止的,要看它和参照物之间的位置关系,如果位置变化了,说明该物体是运动的,否则是静止的;影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度,动能和重力势能合称机械能.


    (1)“货运飞船“天舟一号”与空间站“天空二号”成功对接后,它们之间的位置保持不变,因此以“天宫二号”为参照物,“天舟一号”处于静止状态;


    (2)由于“天空二号”运行时受到阻力,需要克服摩擦做功,有一部分机械能转化为内能,所以机械能变小.


    3.答案:(1)重力势能;(2)5.00628×1013。





    4.答案:重力势 动 减小


    5.答案:减小;不变。


    解析:实心球从最高点到落地点的过程中,质量不变,速度增大,高度降低,所以动能变大,势能变小,重力势能转化为动能。由于不计空气阻力,机械能是守恒的,保持不变。


    三、综合应用题


    1.答案:乙 乙图的设计能让火车通过进站前的斜坡克服重力做功,将火车的动能转化为重力势能储存,有利于火车减速停车。而甲图的设计则要通过制动损耗其原有的动能。乙图设计更节能环保,降低了机械磨损,也更安全。


    2.答案:C














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