【解題依據(jù)】動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。重力勢能和彈性勢能又稱為勢能。①一個物體可以既有動能又有勢能。如飛行中的飛機(jī)因?yàn)樗谶\(yùn)動而具有動能，又因?yàn)樗幱诟呖斩哂兄亓菽?，把這兩種能量加在一起，就得到它的總機(jī)械能。
②機(jī)械能可能包含動能、重力勢能和彈性勢能；也可能只包含動能和重力勢能或者只包含動能和彈性勢能。
③在整體分析時，我們說某物體具有的機(jī)械能可能只有動能，或者只有重力勢能，或者只有彈性勢能；或者動能和重力勢能，或者動能和彈性勢能，或者三種能都有；或者只有勢能（重力勢能和彈性勢能）。
題目一 唐詩中“黃河遠(yuǎn)上白云間”，“不盡長江滾滾來”的詩句，這動人的詩句生動形象地反映出這兩條大河分別蘊(yùn)藏著大量的 能和 能，三峽大壩關(guān)閘蓄水的首要目的是為了提高水的 能。
【解題思路】分析古詩句中提到的物理情景，結(jié)合動能、重力勢能、機(jī)械能的定義即可解決此題。修建三峽水電站的目的是為了發(fā)電的，從建造時提高水位來分析關(guān)閘蓄水的目的。
解析：黃河遠(yuǎn)上白云間，說明了水相對于地面，位置很高，根據(jù)重力勢能的定義及決定因素，可以確定，水具有重力勢能；同時，黃河水又在流動，所以具有動能。不盡長江滾滾來，體現(xiàn)了水在運(yùn)動，根據(jù)動能的定義，即可知道水具有動能；動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能，所以反映這兩條大河蘊(yùn)藏了大量的機(jī)械能。三峽水電站發(fā)電時，要將水的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。通過關(guān)閘蓄水，增加水的高度與質(zhì)量來提高水的重力勢能，以便有更多的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
答案：重力勢；動；重力勢
點(diǎn)評：在物理題中，將古詩文中提到的情景與我們學(xué)過的物理知識相聯(lián)系的題目很多，如：兩岸猿聲啼不住，輕舟已過萬重山與機(jī)械運(yùn)動相聯(lián)系；姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船與聲現(xiàn)象相聯(lián)系；“黃河遠(yuǎn)上白云間”“不盡長江滾滾來”與機(jī)械能相聯(lián)系等等。這也是考試的一個熱點(diǎn)。
練習(xí)題1 海嘯之所以有這樣大的破壞性，是因?yàn)楹[具有很大的（ ）
A．動能 B．重力勢能 C．彈性勢能 D．機(jī)械能
練習(xí)題2 關(guān)于物體的機(jī)械能，下列說法中正確的是（ ）
A．高山上的石頭，穩(wěn)穩(wěn)地靜止在那里，它沒有重力勢能
B．運(yùn)動速度大的物體，具有的機(jī)械能不一定就大
C．一根彈簧被拉長時具有的彈性勢能大，被壓縮時具有的彈性勢能小
D．沒有做功的物體一定沒有能
2．機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化
【解題依據(jù)】一個物體從高處下落，物體的重力勢能轉(zhuǎn)化成了它的動能；彎弓射箭時，弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化成箭的動能；蹦床運(yùn)動員從高處落下，在與蹦床面將要接觸時，其有一定的動能，與蹦床面接觸后，床面發(fā)生彈性形變，運(yùn)動員的動能轉(zhuǎn)化成蹦床的彈性勢能?？梢?，動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化。
題目二 如圖所示，運(yùn)動中的物體彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的是（ ）
A．秋千蕩向高處 B．發(fā)條帶動指針轉(zhuǎn)動 C．流星從天而降 D．火箭加速升空
【解題思路】動能和物體的質(zhì)量、速度有關(guān)；重力勢能和物體的質(zhì)量、高度有關(guān)；彈性勢能和物體發(fā)生彈性形變的程度有關(guān)；據(jù)此分析各選項(xiàng)中能量轉(zhuǎn)化情況。
解析：秋千蕩向高處的過程中，質(zhì)量不變，速度變小，動能減小，高度升高，重力勢能變大。故為動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，A不符合題意；鐘表里的發(fā)條帶動指針轉(zhuǎn)動是由彈性勢能轉(zhuǎn)化成了動能，B符合題意；流星從天而降的過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，C不符合題意；火箭加速升空，速度變大，動能變大，所處高度增加，重力勢能增加，D不符合題意。
答案：B
【點(diǎn)評】人們利用能量的過程是能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程，明確每一個過程能量是如何轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的是解決該題的關(guān)鍵。能量轉(zhuǎn)化的題目必定有一種能量減少，另一種能量增加。像本題中的D選項(xiàng)，兩種能量都增大，就不屬于這兩種能量之間的轉(zhuǎn)化情況。有時有一種能量減少，但另一種能量不變的例子，也不屬于能量轉(zhuǎn)化。
練習(xí)題3 小東在勻速上樓的時候，機(jī)械能如何變化（ ）
A．增大 B．減小 C．不變 D．無法確定
練習(xí)題4 如圖所示的四種情景中，屬于重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的是（ ）
A．拉弓將箭射出 B．跳水空中下落 C．騎自行車沖向坡頂 D．跳傘勻速下落
3．機(jī)械能守恒
【解題依據(jù)】大量研究結(jié)果表明，如果只有動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機(jī)械能的總和不變，或者說，機(jī)械能是守恒的。
注意：在應(yīng)用時一定要判斷是否是“只有”動能和勢能的轉(zhuǎn)化。
題目三 如圖所示，小球在沒有空氣阻力的情況下，沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動。小球從A點(diǎn)靜止釋放，小球經(jīng)過M點(diǎn)時的機(jī)械能 在A點(diǎn)的機(jī)械能（選填“大于”、“等于”或“小于”）；小球經(jīng)過M點(diǎn)后，將做 運(yùn)動。
【解題思路】在不計摩擦和空氣阻力的情況下，小球在運(yùn)動過程中，其機(jī)械能保持不變；物體受到平衡力作用時，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。
解析：由題可知，小球在沒有空氣阻力的情況下，且沿?zé)o摩擦軌道運(yùn)動，所以，小球從A點(diǎn)到M點(diǎn)的過程中，小球的機(jī)械能沒有損失，即機(jī)械能保持不變；小球經(jīng)過M點(diǎn)后，在水平方向上不受力的作用，在豎直方向上受到平衡力（重力和支持力）的作用，故小球?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動。
答案：等于；勻速直線
點(diǎn)評：深入理解在理想情況下機(jī)械能的變化情況，理解物體的運(yùn)動狀態(tài)與受力情況間的關(guān)系，可解答此題。
練習(xí)題5 小信同學(xué)豎直向上拋出一小球，如果不計空氣的阻力，那么小球在上升過程中的機(jī)械能 （選填“變大”、“變小”、或“不變”）；當(dāng)小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，小球處于 （選填“平衡”或“非平衡”）狀態(tài)。
練習(xí)題6 如圖所示，是小球在地面彈跳的情景。小球在A點(diǎn)的機(jī)械能為120J，當(dāng)小球由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)時，機(jī)械能變?yōu)?00J，則小球由B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)時，其機(jī)械能可能為（ ）
A．80J B．90J C．100J D．120J
練習(xí)題7 把一個小球從手中拋出，當(dāng)它離開手時具有的機(jī)械能是20J，如果不考慮空氣的阻力，當(dāng)小球下落到某一高度時具有的重力勢能是6J，動能為（ ）A．15J B．14J C．13J D．12J
練習(xí)題8 如圖所示，斜面和水平面均光滑，在水平面上固定一彈簧，其初始位置在C點(diǎn)，現(xiàn)將一小球從A點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過BC段，然后壓縮彈簧至D點(diǎn)后不再壓縮。不考慮小球在拐角B處的能量損失和空氣阻力，整個過程中機(jī)械能 （填“守恒”或“不守恒”），小球在A處的重力勢能 彈簧在D點(diǎn)時的彈性勢能（填“大于”、“小于”或“等于”）。
答案：
1．D；2．B；3．A；4．B；5．不變；非平衡解析：小球在上升過程中，不計空氣阻力，只有動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，所以小球的機(jī)械能不變；上升到最高點(diǎn)時，小球只受到自身的重力，方向豎直向下，此時小球所受的力不是平衡力，故小球處于非平衡狀態(tài)。6．B；7．B；8．守恒；等于；

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第4節(jié) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

版本： 人教版（2024）

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