(全册系列精选)沪科版八年级物理全册试题 10.6合理利用机械能同步辅导与练习 2

8．6 合理利用机械能 2003年6月1日零时，举世闻名的三峡工程大坝正式下闸蓄水。图8-89所示为水力发电站的流程示意图，你知道三峡工程为什么要修筑拦河大坝吗？

智 能 提 要 问：物体是不是一定要在对外做功时，才具有能？ 答：课本上说，一个物体能够对别的物体做功，我们就说它具有能．“能够做功”，是指物体具有做功的本领，不是说一定要正在做功．具有能的物体可能当时不在做功，例如：静止在山腰上的石块，尽管它不在对外做功，但它具有能，如果石块松动滚下，就会对外做功．通俗地说，一个物体具有做功的本领，这个物体就具有能，与当时是否正在做功无关． 问：分析动能、势能的变化时，经常出错，有什么诀窍吗？ 答：分析动能、势能的变化，必须抓住决定动能和势能大小因素不放．动能的大小决定与物体的质量和速度，重力势能的大小决定与物体的质量和高度，不能只考虑其中的一个因素，而忽略了另一个因素．例如，公路上匀速行驶的正在洒水的洒水车，尽管速度没有变化，但它的动能还是在不断减小，因为洒水车的总质量在不断减小． 问：你观察过滚摆的上下运动吗？在滚摆上下运动的过程中动能和势能是如何转化的？ 答：滚摆由上向下运动时，高度降低，速度加快，重力势能转化为动能；向上运动时，高度升高，速度减慢，动能转化为重力势能． 问：为什么滚摆每次上升的高度都比前一次低呢？ 答：在滚摆上升的过程中，如果没有任何摩擦等阻力，那么它每次上升的高度应该是相等的． 之所以一次比一次低，是因为滚摆在上下运动的过程中受到空气等阻力的作用，机械能总量不断减小的缘故． 问：乒乓球从空中下落、撞地、弹起的过程中，动能和势能的转化是比较复杂的，你能分析一下吗？ 答：乒乓球在下落过程中，是重力势能转化为动能；当球落地撞击地面时，球发生弹性形变，球的

机械能 动 能 势 能 动能和势能的相互转化

重力势能 弹性势能 跟质量和速度有关 跟质量和高度有关

跟弹性和弹性形变有关

判断物体是否具有能，只看物体有没有做功的本领．

图8-88 图8-89 动能转化为弹性势能；球在恢复原状的过程中，球的弹性势能又转化为动能；球弹起后，球在上升过程中，是动能转化为重力势能． 智 能 拓 展

大海中蕴含的机械能 大海中蕴藏着丰富的机械能，它可以 通过不同的形式表现出来，如潮汐、波浪、海流等． 潮汐能 海水每天都有固定的涨潮和退潮时间，这种海水定时涨落的现象就是潮汐现象．海水一涨一落，水位的高度差可达几十米．为了利用潮汐的机械能，工程师设计在海湾或河口附近兴建蓄水池，在蓄水池下有一个装有水轮机的闸门，当海水涨落时流经闸门，带动水轮发电机发电． 海浪能 海洋中的波浪，有时微波细浪，有时波涛汹涌，能把几十吨重的石头推走，能使万吨巨轮颠簸摇晃．海啸是灾难性的波浪，它能把轮船冲上陆地，能推翻岸边建筑物，具有十分巨大的能量，经科学家估测，在1km2的海面上，海浪能的功率可达2.0×105kW，如果合理地利用，将能提供非常可观的能量． 海流能 大海中的海水受海洋环流的影响，像陆地的河流一样，保持着一种固定方向的运动，这种现象叫做海流．海流中蕴藏着巨大的动力资源．科学家们设想利用海洋中海流流动的动力推动水轮发电机发电──海流发电．据统计，世界大洋中所以海流的发电功率达109kW．

智 能 归 例 题型一 理解能、动能、势能和机械能的概念

例1 关于能的概念，下列说法正确的是（ ） A．用线悬挂着的物体，它没有做功，它不具有机械能 B．在空中飞行的子弹，因为它能做功，所以它具有机械能 C．甲物体的运动速度比乙物体的大，则甲物体的动能一定比乙物体的大 D．甲物体的高度比乙物体的高度大，则甲物体的势能一定比乙物体的大 闯关点拨 用线悬挂的物体，由于被举高而具有做功的本领，它具有重力势能；重力势能的大小是由物体的质量和高度共同决定的，被举得越高的物体具有的重力势能不一定大；物体动能的大小是由物体的质量和速度大小共同决定的，速度大的物体动能不一定大． 答 选B 例2 判断下列物体是否具有机械能，如果有，请说明具有什么形式的机械能，如果没有，说明原因． （1）在水平地面上滚动的铅球：____________，_____________； （2）悬挂在室内的电灯：____________，_____________； （3）玩具汽车中被卷紧的发条：____________，_____________； （4）弹簧：____________，_____________； （5）在空中飞行的波音747客机：____________，_____________； （6）静止在水平轨道上的列车：____________，_____________． 闯关点拨 物体只要具有做功的本领，它就具有能，与当时是否正在做功无关．有质量和运动速度的物体就具有动能；有质量和高度的物体就具有重力势能；弹性物体一定要发生弹性形变时，才具有弹性势能． 解 （1）在水平地面上滚动的铅球：既有质量又有运动速度，具有机械能，是动能； （2）悬挂在室内的电灯：既有质量又有高度，具有机械能，是重力势能； （3）玩具汽车中被卷紧的发条：发条是弹性物体，卷紧后发生了弹性形变，具有机械能，是弹性势能； （4）弹簧：尽管是典型的弹性物体，但它没有发生弹性形变，因而不具有机械能； （5）在空中飞行的波音747客机：有质量，有运动速度，还有高度，具有机械能，而且是既有动能又有重力势能； （6）静止在水平轨道上的列车：尽管质量很大，但它不在运动，也没有高度，所以它不具有机械能．

题型二 会探究决定动能大小和重力势能大小的因素

例 如图8-90所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大） （1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：______________________________。 实验中被控制的物理量是________________。 （2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论：______________________________。 实验中被控制的物理量是_______________________。 （3）实验结果表明，物体动能与物体的 和 有关，____________越大，____________越大，动能就越大。

闯关点拨 用控制变量法来探究决定动能大小的因素 分析与解 比较甲实验与乙实验可知：钢球的质量相等，而乙中的钢球到达平面上的速度比甲中的大，结果是甲中的钢球具有的动能大，说明在质量相等的情况下，物体的速度越大，动能越大；比较乙实验与丙实验可知：钢球和木球到达平面上的速度相等，而钢球的质量比木球的质量大，结果是乙中的钢球具有的动能比丙中的木球的动能大，说明在速度相等的情况下，物体的质量越大，动能越大．综合三个实验可知：物体的动能与物体的质量和速度有关，质量越大，速度越大，物体具有的动能越大． 答 （1）质量相同时，速度越大的物体具有的动能越大 质量 （2）速度相同时，质量越大的物体具有的动能越大 速度 （3）质量 速度 质量 速度 题型三 分析动能和势能大小的变化

例1 某块砖在一对平衡力作用下运动，则该砖（ ） A．机械能一定不变，动能一定不变 B．机械能可能改变，动能一定不变 C．机械能可能改变，动能可能改变

图8-90 D．机械能一定不变，动能可能改变 闯关点拨 砖块的质量不变，在一对平衡力作用下的运动状态是匀速直线运动，它的速度大小不变，所以砖块的动能不变；如这块砖在水平方向运动，它的质量和高度都不变，重力势能不变，它的机械能也不变．如这块砖不在水平方向运动，它的高度在改变，重力势能在改变，它的机械能在改变，因题中没有明确砖块的运动方向，所以机械能的变化情况不能确定． 答 选B 例2 （多选题）如图8-91所示的是一种叫做蹦极的游戏。游戏者将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下。图中a点是弹性绳自然下垂时绳下端的位置，c点是他所到达的最低点的位置。对于他离开跳台至最低点的过程，下面说法正确的是（ ） A．他的重力势能一直在减小 B．绳的弹性势能一直在减小 C．他的动能在前一段时间在增加，后一段时间在减小 D．在最低点，重力势能减到最小，动能为零，绳的弹性势能最大 闯关点拨 在质量不变的情况下，动能的变化抓住速度的变化，从最高点道最低点，速度从慢到快再到慢，所以游戏者的动能先变大后变小，到最低点时，动能为零；重力势能的变化抓住高度的变化，高度越来越低，故游戏者的重力势能一直在减小；弹性势能的变化抓住弹性形变的大小变化，从最高点到a点，绳自然下垂，未发生弹性形变，故没有弹性势能，从a点到c点，绳发生了弹性形变，具有弹性势能，在最低点，绳的形变最大，故绳的弹性势能最大． 答 选A、C、D 题型四 动能和势能的相互转化

例1 下列过程中，属于动能转化为势能的是（ ） A．雪撬从山坡上滑下 B．玩具弹簧枪将“子弹”水平射出 C．雨滴从屋檐落向地面 D．斜向上射出的炮弹在上升过程 闯关点拨 物体的动能转化为势能，是指物体的动能在减小，同时势能在增加．如果物体的质量一定时，那么物体的速度减小，动能就减小，物体的高度增加，势能增加，或者物体弹性形变增大，势能增大． 分析和解 A选项中雪橇的高度减小，速度增加，所以是重力势能转化为动能；B选项中是将弹性势能转化为动能；C选项中也是将重力势能转化为动能；D选项中是动能转化为重力势能． 答 选D

例2 在空气阻力不计的情况下，一只皮球从高处由静止下落，被地面弹起后不能再回到原来的高度，在整个过程中； （1）说明皮球机械能的转化情况。 （2）指出皮球在哪几个位置时的动能为零。 （3）分析皮球不能回到原来高度的原因。 闯关点拨 （1）皮球在下落、弹起的整个过程中，先后发生状态的变化是：球在高处静止──加速下落──落地变形──恢复原状反弹──减速上升． （2）皮球在下落、上升过程中的空气阻力不计，但是在弹性压缩和恢复原状的过程中，有一部分机械能转化为内能． 解答 （1）①加速下落过程：重力势能转化为动能． ②落地弹性压缩过程：动能转化为弹性势能．

内能是一种不同于机械能的另一种能量，到初三我们将学习它．

图8-91