第三章 能量的转化与守恒
第1节 能量的相互转化 第4节动能和势能
1、自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量会发生相互转化，能量也会在不同物体间相互转移，这是一条普遍的规律。
一切物体都有能量；从物体的构成角度看，物体是由分子组成的，而分子又在不停地做无规则热运动，因此物体本身就具有内能．一切物体，不论温度高低，都有内能． 所谓“消耗能量”、“利用能量”或者“获得能量”，实质上就是能量相互转化或转移的过程。
2、能量有各种不同的形式： 运动的物体具有动能；
被举高的物体具有重力势能；
发生弹性形变的物体具有弹性势能；
动能和势能通称为机械能，机械能是能量的一种形式； 另外自然界中还存在如化学能（燃料的燃烧是一种化学变化，燃烧时产生的光和热就来源于燃料储存的化学能；食物也具有化学能，人们的生活、工作所消耗的能量就来源于食物里储存的化学能）
正在发声的物体具有声能
电能、光能、太阳能（地球上的能量主要来自太阳）、风能、原子能等等。 光能是电灯发光时的能量，太阳能是太阳辐射的能量 动能的大小与物体质量和速度有关； 势能分为重力势能和弹性势能
重力势能大小与物体的质量和位置（高度）有关； 弹性势能与物体的形变大小有关
注意：人类使用的常规能源，如煤、石油、天然气等，归根究底，它们来自___太阳______能
3、能量的转化
①食物具有化学能，我们的身体把这种化学能转化成为维持生命所必须的内能和机械能 ②风车：风能转化为电能 ③电风扇：电能转化为机械能 ④大坝：重力势能转化为电能 ⑤微波炉：电能转化为内能
⑥太阳能热水器：太阳能转化为电能 ⑦植物光合作用：太阳能转化为化学能 ⑧电池：化学能转化为电能
⑨电灯发光时，电能转化为光能和热能（热能就是内能） 4、机械能守恒
机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化或者只有重力和弹力做功，机械能才守恒．
【考点】这一节的考点主要是分清物体具有什么样的能，以及能量是如何转化，机械能守恒；动能和势能大小与什么因素有关实验 【典型例题】
1、下列现象中是何种形式能量的相互转化
雪崩时的能量转化: 势能转化为动能 人造卫星: 太阳能转化为电能
青蛙跃起扑食的过程:化学能转化为动能和势能 胶片感光成像: 光能转化为化学能
特技跳伞: 势能转化为动能和热能 森林火灾: 化学能转化为热能 植物生长: 光能转化为化学能 水电站(工作时): 机械能转化为电能 2、（2012?西藏）九年级物理课本的封面是一辆高级跑车，它是物理与科学、技术、社会的完美结合．对于这辆跑车的认识，以下说法错误的是（ C ）
A．跑车的座位前方和侧门装有安全气囊和安全带，是为了防止惯性带来的危害 B．为跑车提供动力的内燃机，其做功冲程是将内能转化为机械能
C．跑车内有GPS（全球卫星定位系统）接收器，卫星通信依靠的是超声波
D．跑车的轮胎上刻有凹凸不平的花纹，是为了增大车轮与地面间的摩擦，防止打滑
【解析】A、跑车的座位前方和侧门装有安全气囊和安全带，是为了防止急刹车或者急转弯时惯性带来的危害，该选项说法正确，不符合题意；
B、为跑车提供动力的内燃机，其做功冲程是将内能转化为机械能，该选项说法正确
C、跑车内有GPS（全球卫星定位系统）接收器，卫星通信依靠的是电磁波，该选项说法不正确，符合题意；
D、跑车的轮胎上刻有凹凸不平的花纹，采用增大接触面粗糙程度的方法增大了车轮与地面间的摩擦，防止打滑，该选项说法正确 【延伸】汽油机
内燃机的一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，其中压缩冲程机械能转化成内能，做功冲程内能转化成机械能；
3、【机械能守恒】（2012?无锡）如图所示，小明从滑梯上下滑，在这一过程中，他的（ D ） A．动能转化为重力势能 B．重力势能全部转化为动能 C．机械能保持不变 D．机械能一定减少
（第3题图）
（延伸题目）
【解析】（1）影响动能大小的因素：质量和速度．质量越大，速度越大，动能越大．
（2）影响重力势能大小的因素：质量和被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大． （3）影响弹性势能大小的因素：发生弹性形变的程度．弹性形变越大，弹性势能越大，在物体没有发生弹性形变时，不考虑弹性势能． （4）机械能的总量等于动能和势能的和． （5）摩擦生热的过程是机械能转化成了内能． 【延伸】（2012?南充）如图所示，小球从左端由静止释放，在左右摆动过程中，不计空气阻力，则（ D ）
A.从最高点运动到最低点的过程，一部分重力势能转化为动能 B．从最低点运动到最高点的过程，一部分动能转化为重力势能 C．左侧最高点的高度大于右侧最高点的高度
D．左侧最高点的高度等于右侧最高点的高度
【解析】A、图中小球的重力势能是指小球相对最低点有相对高度差产生的，小球从最高点运动到最低点的过程，质量不变，高度降到最低，相对最低点来说，高度为0，重力势能为0，速度达到最大，动能最大，所以不计空气阻力时，减小的重力势能全部转化成了动能，即但小球到达最低点时重力势能全部转化为动能，故A错误．
B、小球从最低点运动到最高点的过程，质量不变，高度升高到最高，速度变为0，所以重力势能最大，动能最小为0，所以不计空气阻力时，是动能全部转化为重力势能；故B错误 C、D、小球在摆动过程中，不计空气阻力，所以机械能守恒；左右两侧最高点的速度都为0，即动能为0，则重力势能相同，所以两侧最高点的高度相等，故C错误，D正确． 4、（2012?茂名）如图所示，小明每次都让小车在斜面上同一高度由静止释放，然后在粗糙程度不同的水平面上运动，探究“运动和力的关系”．关于这一实验，下面叙述中错误的是（ A ）
A．在同一高度静止释放小车是为了保证小车在水平面上开始运动时惯性相同 B．小车的轮子起到减小摩擦的作用 C．小车下滑过程中重力势能转化为动能
D．小车滑下斜面后，由于惯性在水平面上还能滑行一段距离
【解析】A、实验中要求从同一点滑下，是为了保证小车到达水平面时有相同的速度． B、滚动摩擦小于滑动摩擦，故B正确．
C、小车下滑过程中重力势能转化为动能．故C正确．
D、小车滑下斜面后，由于惯性在水平面上还能滑行一段距离．故D正确．
（第4题图）
5、（2013?大连）如图所示是“蹦极”的示意图，A点是弹性绳自然下垂时绳端的位置，B点是蹦极者速度最大的位置，C点是蹦极者下降最低点．则下列说法正确的是（D ）
A．蹦极者是惯性通过A点的 B．蹦极者在A点收到的合力最大
C．从A点到B点，蹦极者的动能转化为绳的弹性势能
D．从B点到C点，蹦极者的动能和重力势能转化为绳的弹性势能
【解析】A、由于重力的方向总是竖直向下的，因此他将加速通过A点的，故A错误； B、蹦极者在A点只受重力作用，在B点和C点受竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用，B点合力为零，C点受到的合力大小等于重力，但方向竖直向上；故B错误；
C、从A点到B点的过程中，速度增加、高度减小、弹簧的弹性形变变大，因此蹦极者将重力势能转化为的动能和弹性势能，故C错误；
D、从B点到C点的过程中，速度减小、高度减小、弹簧的弹性形变变大，因此蹦极者将重力势能和东动能转化为弹性势能，故D正确 【巩固练习】
1、如图所示的国产“和谐号”动车进站前的减速过程分两个阶段进行：第一阶段采用“再生刹车”技术，这期间关闭动力，列车依靠惯性前行并带动发电机发电，速度从250km/h减至90km/h；第二阶段采用传统的“机械刹车”，速度从90km/h不断减小直至停下来．国产“和谐号”动车在进站前减速的整个过程中，发生的能量转化情况主要是（ A ） A第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：动能转化为内能 B第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：动能转化为内能 C第一阶段：动能转化为电能；第二阶段：内能转化为动能 D第一阶段：电能转化为动能；第二阶段：内能转化为动能
2、下列有关能量转化的说法中错误的是（ C ）
A核电站发电——核能转化为电能 B太阳能电池——太阳能转化为电能 C汽油机做功冲程——机械能转化为内能 D电饭锅烧饭——电能转化为内能
3、李宁手持火炬悬在空中跑步点燃奥运主火炬的情景．下列说法正确的是（ D ） A李宁由地面升到空中过程，重力势能增加机械能不变 B李宁在空中沿鸟巢环绕时，动能和重力势能相互转化 C李宁在空中沿鸟巢环绕时，他的运动状态没有改变 D李宁在空中作奔跑动作中，消耗了自己的化学能
【解析】A、李宁由地面升到空中过程，高度增加、速度不变、质量不变，所以动能不变、重力势能增加、机械能增加，所以说重力势能增加机械能不变是错误的；
B、李宁在空中沿鸟巢环绕时，高度不变、速度不变、质量不变，所以动能不变、重力势能不变，所以说动能和重力势能相互转化是错误的；
C、李宁在空中沿鸟巢环绕时，由于速度的大小不变，但方向在不断变化，所以他的运动状态在改变；
D、李宁在空中作奔跑动作中，消耗了自己的生物质能转化为自己的机械能，所以此选项的说法是正确的．
4、“中原福塔”--河南广播电视塔（如图）是世界上第一高钢塔．周日小李乘电梯登塔观光，下列有关说法中正确的是（ A ）
A广播电视塔是利用电磁波来传递信号的 B宽大的塔基底座是为了减小塔对地面的压力 C小李乘电梯匀速上升时，其动能转化为势能
D小李乘电梯匀速上升时，他的重力与他对电梯的压力是平衡力 【解析】A、广播电视塔是利用电磁波来传递信号的，符合题意； B、宽大的塔基底座是为了减小塔对地面的压强，并可以提高它的稳度，
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