中考、统考必考点：机械能及其转化
【知识回顾】
动能、重力势能和弹性势能是机械能的三种形式，它们不对外做功也可以相互转化。
●动能
一个物体是否有动能，就要看它是否运动，动能是否变化，就要看它的速度是否变化。
如下图，猎豹与蹬羚的动能都在变化。
●重力势能
一个物体是否有重力势能，就要看它是否被举高，重力势能是否变化，就要看它的高度是否变化。
例如：在平直公路上行驶的汽车，无论它的质量大小，它的重力势能不变；火箭发射时，它的高度在变重力势能也在变。
●弹性势能
一个物体是否有弹性势能，就要看它是否发生弹性形变，弹性势能是否变化，就要看它的弹性形变有没有变化。
例如：跳蹦床，床面不断形变，弹性势能也不断发生变化。
【举手提问】
1.动能、重力势能和弹性势如何相互转化？
2.什么是机械能？
3.在动能和势能相互转化时，机械能守恒吗？
【新课学习】
一、机械能的相互转化
1.动能和重力势能相互转化
[观察与实验]
滚摆动能和势能的转化
把一个滚摆悬挂在框架上。用手捻动滚摆,使悬线缠在轴上,将滚摆升高到最高点。放开手,观察滚摆的运动,并思考它的动能和势能的变化。
★实验现象：
通过观察发现,滚摆旋转着下降,速度越转越快，高度越来越低。
★现象分析：
滚摆下降时,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动
能。
★实验现象：
通过观察发现，到最低点时,滚摆转而上升。上升过程中,它越转越慢,直到差不多回到原来的位置。
★现象分析：
滚摆上升时,它的速度越来越小，动能就越来越小；高度越来越大，重力势能越来越大,动能转化为重力势能。
2.动能和弹性势能的相互转化
●拉开的弓发生弹性形变具有弹性势能，放手后弓恢复形变的能转化为箭的动能将箭射出。这一过程弹性势能转化为动能。
●撑杆跳运动员快速起跑，当速度最大时起跳，撑杆发生弹性形变储存势能。这一过程动能转化为弹性势能。
3.动能、重力势能和弹性势能互相转化
▲跳板跳水运动员跳水时，跳板的弹性势能转化为运动员的动能，动能转化为重力势能，重力势能又转化为动能。
▲跳蹦床，运动员的重力势能转化为动能，动能转化为弹性势能，弹性势能转化为动能，动能转化为重力势能。
由于重力势能和弹性势能统称为势能，实验和事实表明：
动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能。
4.应用实例
动能和势能相互转化在生活中应用例子很多。比如：海盗船、过山车等。
海盗船 过山车
二、机械能及守恒
1.机械能
在物理学中，动能与势能之和称为机械能(mechanical energy)。
机械能、电能、热能、光能、化学能等都是几种常见的能量。
一个物体可能既具有动能，又具有势能，这两种能的总和,就是它的机械能。
例如,飞行中的飞机,因为它在运动而具有动能,又由于它在空中而具有重力势能。飞机的机械能=动能+势能
2.机械能守恒
动能和势能可以相互转化。
如果只有动能和势能相互转化,机械能的总和不变。或者说,在只有动能和势能相互转化时,机械能是守恒的。
滚摆和单摆如果只有动能和势能相互转化，摆动过程的速度和高度不会发生变化。
例如：卫星在运行过程中机械能守恒，所以，卫星在自己的轨道运行不会停下来。
卫星从近地点到远地点动能转化为势能；从远地点到近地点势能转化为动能。
3.如果摩擦力和其它阻力不能忽略，机械能不守恒。
例如：儿童坐滑梯在滑下过程中,机械能不守恒。
这种情况下,他的重力势能只有一部分转化为动能，另一部分因摩擦产生了热转化为内能，到达底端的动能小于重力势能。即：重力势能=动能+内能。因此，
在不能忽略摩擦或其它阻力时，机械能在转化过程中能量减少。
例如：陨石和宇宙飞船返回舱，进入重力势能转化为动能，同时它们跟大气摩擦生热，一部分机械能转化为内能，机械能减少。
流星 返回舱
三、机械能的利用
流动的洪水具有强大的动能。人们用提高水位的办法修筑大坝，增大水的势能，利用水下泻时转化的动能推动发电机发电。
洪水 水力发电站
风具有较大的动能，人们利用风的动能推动风力发电机发电。
大风 风力发电站
【中考真题训练】
1.(2019黄石)
专业蹦床运动逐渐进入大众生活,下列对蹦床运动的表述错误的是（ ）
A.下落到蹦床前运动员的重力势能转化为动能
B.运动员下降到最低点时,蹦床的弹性势能最大
C.运动员想弹得更高,就要在蹦床上发力,消耗体能
D.若运动员不发力,会一直运动下去,因为能量是守恒的
2.(2019长沙)
下列有关机械能及其转化的说法正确的是（ ）
A.弯弓射箭,箭的动能转化为弓的弹性势能
B.拦河大坝使上游的水位升高,提高了水的重力势能
C.蹦床运动员从高处落下,其动能转化为重力势能
D.人造卫星从近地点飞向远地点时势能减小,动能增大
3.(2019苏州)
将皮球从离地某一高度O点处水平抛出,球落地后又弹起,它的部分运动轨迹如图所示,下列说法正确的是（ ）
A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下两个大小相等的黑色圆斑
4.(2019武汉)
如图所示,网球拍击中飞过来的网球,网球发生了明显的形变下列说法错误的是（ ）
A.球拍击中网球,球拍和网球都发生了弹性形变
B.球拍能将网球弹开,说明球拍对网球的弹力大于网球对球拍的弹力
C.网球离开球拍后能在空中飞行一段距离,是由于网球具有惯性
D.网球和球拍接触的过程中,弹性势能和动能相转化
5.(2019怀化)
如图所示,小球从A点摆动到C点的过程中(不计空气阻力),下列说法正确的是（ ）
A.从A到B的过程中,动能增大,重力势能减小
B.从A到B的过程中,动能减小,重力势能增大
C.从B到C的过程中,动能增大,重力势能增大
D.从B到C的过程中,动能减小,重力势能减小
6.（2018济南）
如图所示,小强乘坐自动扶梯匀速上升的过程中,他的（ ）
A.动能不变,重力势能增大,机械能增大
B.动能减小,重力势能增大,机械能不变
C.动能增大,重力势能减小,机械能不变
D.动能不变,重力势能减小,机械能减小
7.(2019甘肃省卷)
迄今为止,我国已发射40余颗北斗导航卫星.若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行,如图所示,则卫星从远地点向近地点运行的过程中, 能转化为 能.
8.(2019绵阳)
2019年1月3日,嫦娥四号实现了人类探测器首次成功在月球背面软着陆嫦娥四号探测器在距离月球表面100米高处悬停,对月球表面识别,并自主避障,选定相对平坦的区域后,开始缓慢地竖直下降,最后成功软着陆.从距离月球表面100米到软着陆在月球表面的过程中,嫦娥四号探测器的重力势能 ,机械能
(均选填“增加”“不变”或“减少”)
参
考
答
案
在
下
边
找
哦
！
参考答案：
1. D 2. B 3. C 4. B 5. A 6. A
7. 重力势 动 8. 减少，减少