“吃透”機械能

劉宏

機械能是最常見的一種形式的能量，生產(chǎn)、生活中能量的轉(zhuǎn)化無處不在.那么，在機械運動中.機械能是如何轉(zhuǎn)化的？我們應(yīng)怎樣判斷機械能的變化.從而來利用機械能呢？同學(xué)們需把握好以下三點，

知識點1 機械能的基本概念

我們已經(jīng)了解到物體由于運動而具有的能叫動能.物體動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關(guān)：物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能.物體重力勢能的大小與物體的質(zhì)量和距離地面的高度有關(guān)：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能叫彈性勢能，物體彈性勢能的大小與物體發(fā)生彈性形變的程度有關(guān).重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為勢能.動能和勢能統(tǒng)稱為機械能，機械能與整個物體的機械運動情況有關(guān).在國際單位制中的單位是焦耳（J）.

例1 （2019.長春）2019年3月10日凌晨，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭.成功將“中星6C”衛(wèi)星發(fā)射升空.在衛(wèi)星加速升空的過程中，下列關(guān)于衛(wèi)星的能量分析，說法正確的是（

）.

A.動能增加.勢能不變

B.動能不變.勢能增加

C.機械能總量不變

D.機械能總量增加

解析：審題時要學(xué)會抓關(guān)鍵詞.挖掘隱含條件.衛(wèi)星加速升空過程中.關(guān)鍵詞是“加速升空”，說明速度和高度都在變大，隱含條件是“質(zhì)量不變”.所以其動能和重力勢能都變大;機械能等于動能和勢能的總和，所以機械能也變大.

答案：D

知識點2 機械能的轉(zhuǎn)化和守恒

機械運動中.動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化.若不計摩擦和介質(zhì)阻力.且物體只發(fā)生動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，則機械能的總量保持不變，即機械能守恒.如在光滑的水平面上做勻速直線運動的物體.物體動能和勢能均未發(fā)生變化.則機械能守恒，若物體從光滑的斜面滾落，不計空氣阻力時，物體的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，機械能總量保持不變，機械能守恒;當(dāng)考慮空氣阻力時，一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時的機械能不守恒.

倒2 （2019.長沙）下列有關(guān)機械能及其轉(zhuǎn)化的說法正確的是（

）.

A.彎弓射箭，箭的動能轉(zhuǎn)化為弓的彈性勢能

B.攔河大壩使上游的水位升高，提高了水的重力勢能

C.蹦床運動員從高處落下，其動能轉(zhuǎn)化為重力勢能

D.人造衛(wèi)星從近地點飛向遠(yuǎn)地點時.勢能減小.動能增大

解析：判斷機械能的轉(zhuǎn)化.關(guān)鍵是弄清物理過程.A選項的物理過程是“彎弓射箭”.意思是用拉彎的弓把箭射出去，此處講述的不是彎弓的過程，而是射箭的過程：弓弦具有較大的彈性勢能，把箭射出去，箭的動能增大，能量轉(zhuǎn)化應(yīng)為彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，A錯.B選項的物理過程是“使水位升高”，水的高度增大，重力勢能增大，B對.C選項的物理過程是“從高處落下”，高度減小，重力勢能減小，運動員在重力作用下加速運動，速度變大，動能變大，能量轉(zhuǎn)化應(yīng)為重力勢能轉(zhuǎn)化為動能.C錯.D選項的物理過程是“人造衛(wèi)星從近地點飛向遠(yuǎn)地點”.相當(dāng)于人造衛(wèi)星從離地面較低處向較高處飛行，與C選項的過程相反，能量轉(zhuǎn)化應(yīng)為動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，所以動能減小，重力勢能增大.D錯.

答案：B

知識點3 機械能的利用

能源危機已日益嚴(yán)重.大力發(fā)展可再生能源.用可再生能源全面取代生化資源顯得尤為重要.自然界中的流水和風(fēng)都是具有大量機械能的天然可再生能源，人們應(yīng)當(dāng)充分利用這些能源，水力發(fā)電是利用河流、湖泊等位于高處具有重力勢能的水流至低處，將其中所含的重力勢能轉(zhuǎn)化成水輪機的機械能.再借水輪機推動發(fā)電機產(chǎn)生電能.水力發(fā)電實際就是水的重力勢能轉(zhuǎn)變成水輪機的機械能.再轉(zhuǎn)化成電能的過程，風(fēng)能是一種清潔、安全、可再生的綠色能源，在生活中的應(yīng)用也比較多，如風(fēng)力提水、風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)帆助航、風(fēng)力制熱等.

責(zé)任編輯 蔡華杰