动能势能转化专题

动能 势能 机械能及其转化

考点复习

考点1、动能和势能

1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能

理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。 ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做

功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。

2、知识结构：

3、探究决定动能大小的因素：

① 猜想：动能大小与物体质量和速度有关；

② 实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量；

？如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少

？如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同； ？如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；

③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大； 保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；

④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。

4、机械能：动能和势能统称为机械能。

理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。

考点2、动能和势能的转化

1、知识结构：

2、动能和重力势能间的转化规律：

①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； 机

械

能

势能 重力 势能 定义：物体由于被举高而具有的能量。 决定其大小的因素： 物体质量越大、举得越高，势能就越大 弹性 势能 定义：发生形变的物体具有的能量。 决定其大小的因素： 物体弹性形变越大、弹性势能就越大 动能 定义：物体由于运动而具有的能量 决定其大小的因素： 物体速度越大、质量越大，动能就越大 动能 转化 转化 势能 弹性势能 重力势能

3、动能与弹性势能间的转化规律：

①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。

4、动能与势能转化问题的分析：

⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。

⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。

⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。

考点3、水能和风能的利用

1、 知识结构：

2、水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。

中考链接

1.2010年5月，全国蹦床锦标赛在温州举行。比赛中，当运动员从蹦床上起跳后，在空中上升的过程中

A ．动能变大，重力势能变小

B ．动能变小，重力势能变小

C ．动能变大，重力势能变大

D ．动能变小，重力势能变大

2．如图所示的是运动员在铅球比赛中的场景。铅球离手后，在空中飞行过程中动能E K 随时

间t 变化的曲线最接近的是

6过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动．过山车时而从轨道的最低端上升到最高端，时而从最高端飞驰而下(图3)．不计能量损失，

下列说法正确的是

A ．a 点机械能小于b 点机械能

B ．d 点动能最大，b 点势能最大，c 点机械能最大 A B

C D

(第20题图) 机械能的

天然资源 风能 水能 海水潮汐

发电

C ．由a 到b 的过程中，动能减少，势能增大，机械能不变

D ．由b 到c 的过程中，动能增大，势能减少，机械能变大

8如图所示的单摆，小球在ab 间往复摆动的过程中，下列说正确的是

A.小球在a 点时的动能最大

B.小球在b 点时的动能最大

C.小球在c 点时的动能最大

D.小球由c 到a 的运动过程中，重力势能不断转化为动能

17． (2010湖北宜昌，18题)如图4所示，先用绳子把一个铁锁悬挂起来，

然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是

A ．铁锁摆回后能碰到鼻子

B ．铁锁下降过程中，重力势能转化为动能

C ．铁锁的机械能始终不变

D ．铁锁摆动到最低点时，动能最小中.考.资.源.网

一、选择题

1、下列关于能量的说法，不正确的是（ ）

A 、正在做功的物体，才具有能量

B 、被压缩的弹簧具有能

C 、具有能的物体，可能在做功，也可能不在做功

D 、同步卫星相对于地面静止不动，实际上它也具有能

2、关于右图所示的核动力航空母舰和直升飞机，小明、小聪、小英和小亮各提出了一条与物理知识有关的说法，其中错误的是（ ）

A 、小明：直升飞机悬停在空中时，不需要消耗能量

B 、小聪：航空母舰利用的核能是在核反应堆中重核裂变释放的能量，它属于一种新能源

C 、小英：当甲板上的飞机都升空执行任务后，航空母舰在大海中

的吃水深度将减小

D 、小亮：航空母舰上的雷达是利用了电磁波来发现敌方的军事目

标的

3、小明同学站在匀速上行的启动扶梯上由一楼升到二楼的过程中，

下列说法中正确的是

A ．小明相对于地面是静止的

B ．小明的动能大小保持不变

C ．小明的机械能总量保持不变

D ．自动扶梯把机械能转化为电能

4、在“学习机械能及其转化”时，“想想做做”栏目提供了如图所示的情景，用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手。头保持不动，锁向前摆去又摆回来。下列说法正确的是

A.铁锁在摆动的过程中机械能保持不变

B.铁锁摆动到最低点时动能最小

C.铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能

D. 铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能

5、聊城市为了杀灭美国白蛾调动了直升飞机，在灾区上空喷洒生物农药，飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的

A.动能减小，重力势能减小

B.

C.动能减小，重力势能不变

D.动能增大，重力势能减小

6、跳远运动的几个阶段如图所示，则运动员（）

A．助跑阶段机械能不变B．起跳时机械能为零

C．经过最高点时动能最大D．经过最高点时重力势能最大

7、2011年4月10日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将北斗

八号导航卫星发射到预定椭圆轨道，该椭圆轨道近地点约200千米，远地点约3599

千米，如图是北斗八号导航卫星的轨道示意图。已知该卫星沿椭圆轨道绕地球运行的

过程中机械能守恒，则关于该卫星从远地点向近地点运行过程中势能、动能、速度的

变化是

A．势能增加、动能减小、速度减小B．势能减小、动能增加、速度增加

C．势能减小、动能增加、速度不变D．势能不变、动能不变、速度不变

8、2011年3月11日，日本发生里氏9.0级地震所引起的大规模海啸，冲毁了建筑，卷走了村落，造成了大量人员伤亡。海啸具有极大破坏力的主要原因是海啸行成的海浪具有巨大的

A.电能

B.机械能

C.核能

D.内能

9、2010年9月27日上午，成都地铁1号线一期工程首发仪式在天

府广场举行。如图所示为一列正在减速进站的载有乘客的地铁，小李

同学坐在该车的座位上。在进站过程中，以站台为参照物，对该列车

和小李同学的叙述正确的是

A．小李同学的运动状态保持不变

B．小李同学的运能不变

C．列车的运动状态保持不变

D．列车的动能减小

10、骑自行车下坡．不踩脚踏板也会越来越快．在这个过程中（）

A．动能增加，势能减少B．动能增加，势能增加

C．动能不变，势能减少D．动能减少．势能增加

11、如图所示研究滚摆运动的实验，在滚摆向上运动的过程中，若不计阻力，下列说法中正确的是

A．动能转化为重力势能，机械能不变

B．动能转化为重力势能，机械能增加

C．重力势能转化为动能，机械能不变

D．重力势能转化为动能，机械能减速

12、普通白炽灯正常工作时消耗的电能有90%因发热而损失，而新型的LED灯（发光二极管）发光时几乎不发热，从而减少了电能的损失，成为科技创新的重要领域之一．下面有关普通白炽灯和LED灯工作过程的比较说法不正确的是（）

A、普通白炽灯正常工作时消耗的电能转化为光能和热能

B、LED灯的发光原理是电能直接转化为光能

C、普通白炽灯正常工作时消耗的电能主要转化为光能

D、LED灯提高了电能转化为光能的效率，有利于节约能源

14、如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在一压力传感器上，压力传感器是电阻阻值随受到压力的增大而减小的变阻器（压力不超过最大值），压力传感器、电流表、定值电阻和电源组成一电路。压力传感器不受力时电流表示数是I0。t=0时刻，将以金属小球从弹簧正上方某一高度由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。整个过程中，不计能量损失，电流表

示数I 随时间t 变化的图像如图乙所示：则（ ）

A.t 1时刻，小球动能最小

B.t 2时刻，弹簧的弹性势能最小

C.t 2～t 3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少

D.t 2～t 3这段时间内,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能

三、简答题

1. 如图13所示的网球掉到地上会跳起，但是越跳越低．

试回答下面两个问题：

（1）网球从高处下落、触地变形、恢复形状反弹的三个连续

过程中，机械能分别是怎么转化的？

（2）从能量转化角度分析网球为什么会越跳越低？

答案：（1）网球从高处下落时，重力势能转化成动能（1分）；

触地变形的过程，动能转化成弹性势能（1分）；恢复形状

反弹过程，弹性势能转化成动能（1分）。

（2）网球在弹跳过程中，机械能不断转化成其它形式的能

量而逐渐损耗，所以网球会越跳越低，最后停止跳动（2分）。

（2010．浙江台州）39.太阳能路灯是目前大力推广的高效节能灯。只要将我国总数1亿盏路灯中的6000万盏改成太阳能路灯，每年就可以节省相当于一个三峡水电站的发电量。图中是某小区安装的太阳能路灯及其能量流程图，图乙是这种路灯中LED 发光三极管的伏安特性曲线。

(1) LED 发光二极管的额定电压为3.5伏，请根据曲线计算它的额定功率。

(2)从LED 发光二极管的伏安特性曲线可知，当它的电压在2.5伏～3.6伏之间发生微小变化时，LED 的电功率大约要变化几百倍。设计者在电路中接入了PWM 控制器，请你猜想：PWM 控制器在电路中的作用是通过 让路灯稳定发光的。

(3)与太阳能电池板配套的蓄电池，既要防止阴雨期容量不足，达不到供电需求，又要避免容量过大，造成浪费。现有5支2瓦的LED 发光二极管由同一蓄电池供电，每天照明8小时，为保证3个连续阴雨天的供电，根据表中信息，请通过计算选择最佳的蓄电池。（注：为了延长蓄电池寿命，连续阴雨天的用电量不能超过蓄电池容量的50%）

图

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