1、第4节机械能及其转化知识点一机械能及其转化1机械能(1)定义：动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。动能是物体由于运动而具有的能，重力势能是物体由于高度所决定的能，弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能，它们都属于机械能。(2)能量的种类很多，如太阳能、电能、原子能等，机械能是最常见的一种能量，机械能是与物体的机械运动情况有关的一种能量，单位跟其他形式的能量单位相同，都是焦耳(J)。2事实探究：动能和势能的转化(1)从空中落下的篮球分析：篮球从空中落下来的过程中，质量不变，速度越来越大，高度越来越小，所以动能增大，重力势能减小。结论：篮球的重力势能转化为篮球的动能。(2)骑自行车上坡前往往加
2、紧蹬几下，加快上坡前的速度分析：骑自行车上坡前加紧蹬几脚，速度增大了，从而增大了自行车和人的动能。这样上坡更容易上到一定高度。也就是增加了自行车和人的重力势能。结论：自行车和人的动能转化为自行车和人的重力势能。(3)蹦床运动员从高处落下，使蹦床发生弹性形变分析：蹦床运动员从高处落下，与蹦床面将要接触时，具有一定动能，与蹦床面接触后，使床面发生弹性形变。蹦床具有弹性势能。结论：蹦床运动员的动能转化为蹦床的弹性势能。(4)将玩具发条拧得越紧，玩具表演时间越长分析：将玩具发条拧得越紧，发条的弹性势能越多，可以转化为更多动能，玩具表演时间越长。结论：发条的弹性势能转化为玩具的动能。探究归纳：动能、势能
3、在一定条件下可以相互转化。温馨提示：具有机械能的物体可以只具有动能，也可以只具有势能，不能认为一个物体只有同时具有动能和势能时，才具有机械能。改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就。如图所示，为我国神舟号飞船返回舱减速降落的情景。返回舱在此过程中 ()A动能减小，重力势能减小B动能增大，重力势能增大C动能不变，重力势能减小D动能减小，重力势能不变解析：返回舱减速降落的过程中，质量不变，速度变小，高度变小，则返回舱的动能减小、重力势能减小，故A正确，B、C、D错误。答案：A知识点二机械能守恒精练版P461机械能守恒动能和势能之间可以相互转化，在只有动能和势能转化的过
4、程中，机械能的总量保持不变，或者说，机械能守恒。2理解机械能守恒(1)在只有重力做功时，物体的动能和势能可以相互转化，且机械能总量不变，此过程中机械能是守恒的。在分析机械能守恒时，首先要分析初始状态物体所具有的机械能是多少，然后再分析末状态时物体的动能和势能的和又是多少。(2)机械能守恒是有条件的，若考虑摩擦阻力等，机械能的总量就会变小，这是因为机械能转化成了其他形式的能，如滚动的足球越来越慢，最后静止在地面上。3只有重力做功情况下的机械能转化只有重力做功的时候，物体的动能和势能可以相互转化。此时，物体的机械能守恒，也就是动能和势能总和不变。在动能和势能转化过程中，一般物体质量不变。动能变化的
5、标志是速度，势能变化的标志是高度、形变量，减小的那种能转化为另一种增大的能，这种能减少多少，那种能就增加多少。这就是机械能守恒。4有外力作用下的物体机械能变化如果物体质量不变，速度不变，高度减小，那么物体动能不变，重力势能减小，机械能减小。如：跳伞运动员匀速下降过程中，质量、速度不变，高度减小，动能不变，重力势能减小，跳伞运动员的机械能减小。减小了的机械能转化成克服空气阻力做了功，它并没有消失。温馨提示：“转化”和“转移”的区别：转化是能量的形式发生变化。可以是同物体间能的转化，也可以是不同物体间能的转化。转移是能量的形式没有发生变化，它是从同一物体的这部分转移到另一部分，或者是从这一物体转移
6、到另一物体。下列现象中机械能没有发生变化的是()A物体沿斜面匀速下滑B物体从高处自由下落，不计空气阻力C火箭加速升空D降落伞运动员跳伞后匀速下降阶段解析：物体沿斜面匀速下滑，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故A不合题意；物体从高处自由下落，不计空气阻力，重力势能全部转化为动能，机械能的总量不变，故B符合题意；火箭加速升空，速度和高度都增大，动能和重力势能都变大，所以机械能变大，故C不合题意；降落伞运动员跳伞后匀速下降阶段，速度不变，动能不变，高度降低，重力势能减小，所以机械能减小，故D不合题意。答案：B知识点三风能和水能的利用精练版P471风能：空气在流动过程中所具
7、有的机械能叫做风能。风能的大小由风速和流动空气的质量决定。2水能：流动的水具有动能，高处的水具有势能，水所具有的机械能统称为水能。水能的大小由流量、流速和水位差决定。3风能与水能的利用：我国是利用风能最早的国家之一，现在人们在风力大的地方建造风力发电站，风能是一种永不枯竭的清洁能源。水能发电是水库上游的水冲击水轮机叶片时，把大部分动能传给水轮机，使水轮机转动起来，由此带动发电机发电。水力发电的过程是水能转化为电能的过程。如图所示是水电站的示意图。(1)我们知道水电站是利用水能的一项重大工程。那么，水电站到底是怎样“发电”的？其实它是利用能量的转化来“发电”的：把水库里的水蓄高后，打开水坝导管的
8、闸门，水就会沿着导管泻下，推动水轮机把“电”发出来。请你根据以上的文字说明，试从能量转化的角度来说明水电站的工作原理。(2)建设水电站选址时，从能量的利用来看，你将选择图中的A址还是B址？请说说你的看法。解析：(1)水力发电是让水库中的水从闸门中奔泻下来，冲击水轮机，水轮机带动发电机转动发电，将水的机械能转化为电能。(2)B址处水的落差较大，水奔流下来具有的机械能较大，可以将更多的机械能转化为电能，故选择B址建设水电站要好一些。答案：(1)从能量转化的角度来说，水电站的工作原理是将水的机械能转化为电能。(2)选择B址。因为B址处水的落差较大，水奔流下来具有的机械能较大，可以将更多的机械能转化为
9、电能，所以选择B址建设水电站要好一些。易错点不能正确判断机械能及其转化理解动能和势能的转化应注意的两个问题：(1)分析动能和重力势能的转化问题时，不能只看表面现象，有时由于其他形式的能量参与了转化，会导致动能和重力势能之间没有发生转化。如某物体从斜面上匀速滑下时，重力势能减小，动能不变，重力势能没有转化为动能。(2)动能和弹性势能之间发生转化时，可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同的物体之间。如运动员进行蹦床表演时，运动员刚被弹起时，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能。2018年12月8日凌晨2时23分，“嫦娥四号”月球探测器在西昌卫星发射基地由长征三号乙运载火箭成功发射升空。在它们加速升空的过程中，关于火箭搭载的“嫦娥四号”月球控测器的能量下列说法正确的是()A机械能的总量不变B机械能的总量变小C动能不变D重力势能变大解析：“嫦娥四号”月球控测器在加速升空的过程中，质量不变，速度增大，动能增大；高度增大，重力势能增大；由“机械能动能重力势能”可知，探测器的机械能增大。答案：D3