Question

小華是一位愛動腦，勤動手的好學生．為了探究水的勢能與動能的轉化規律，他在課余時間用易拉罐上的金屬皮自制了一個水輪機，在飲料瓶的底部鉆孔再裝滿水，讓水流沖擊水輪機轉動，如圖所示．
（1）在水沖擊水輪機轉動的過程中，能量的轉化情況是

水的重力勢能轉化為水輪機的動能；

．
（2）小華發現：將飲料瓶的高度增加，小水輪便轉得快一些．這說明小水輪的轉速與水的

高度

有關．
（3）小華換用一個鉆有更大的孔的飲料瓶裝水，當水流沖擊水輪時，發現小水輪的轉速也增大了，這說明小水輪的轉速與水的

質量

有關．
（4）由小華的實驗結果，請你解釋：為什么利用江河中的水發電時，都要建設較高的大壩，而不直接利用江河中流動的水沖擊水輪發電機發電？

Answer 1

分析：（1）動能大小的影響因素：質量和速度．質量越大，速度越大，動能越大．
（2）重力勢能大小的影響因素：質量和高度．質量越大，高度越高，重力勢能越大．

解答：解：（1）水下落過程中，重力勢能轉化為動能，重力勢能越大，轉化為的動能越多，在水沖擊水輪機轉動的過程中，能量的轉化情況是水的重力勢能轉化為水輪機的動能；
（2）將飲料瓶的高度增加，小水輪便轉得快一些．這說明小水輪的轉速與水的高度有關；修筑攔河壩是為了提高水位，提高高度，質量不變，重力勢能增大．
（3）當高度不變時，水的質量越大，產生的重力勢能就越大，轉化的動能就越多，所以當水的流量也就是質量增加時，水輪機的轉速增加；
（4）修筑較高的攔河壩是為了提高水位，提高高度，質量不變，重力勢能增大；水下落過程中，重力勢能轉化為動能，重力勢能越大，轉化為的動能越多．
故答案為：（1）水的重力勢能轉化為水輪機的動能；（2）高度；（3）質量；
（4）修筑較高的攔河壩是為了提高水位，提高高度，質量不變，重力勢能增大；水下落過程中，重力勢能轉化為動能，重力勢能越大，轉化為的動能越多．

點評：（1）掌握動能、重力勢能、彈性勢能大小的影響因素．
（2）掌握重力勢能、動能、彈性勢能之間是可以相互轉化的．