資源簡介

(共32張PPT)
第11章
第4節
機械能及其轉化
人教版
·
物理
·
八年級（下）
學習目標
1.通過學習機械能及其轉化，知道機械能的定義；
2.通過實驗或實例，認識動能和勢能可以相互轉化并能解釋與機械能轉化有關的現象；
3.通過實例，了解不同形式的能量可以互相轉化，知道人類如何利用機械能的轉化與守恒解決實際問題。
【重點】動能和勢能相互轉化。
【難點】解釋與機械能轉化有關的現象。
新知導入
小球在碰撞過程中，動能和勢能是如何變化的呢？
知識點
機械能及其轉化
1
新知探究
動能、重力勢能和彈性勢能統稱為機械能。
機械能的單位是焦耳（J）。
機械能
新知探究
一個物體可以只有動能，也可以只有勢能，還可以既有動能又有勢能，都稱物體具有機械能。
旅游景區的索道纜車既有動能，又有重力勢能，把這兩種能量加在一起，就得到它的機械能。
新知探究
一個物體從高處下落，物體的重力勢能減小，減小的重力勢能去哪了？
動能和勢能的轉化
重力勢能轉化成了它的動能
新知探究
想一想，彎弓射箭和蹦床時，動能和勢能是如何轉化的呢？
新知探究
彎弓射箭時，弓的彈性勢能轉化成箭的動能。
新知探究
蹦床運動員從高處落下，在與蹦床面將要接觸時，具有一定的動能，與蹦床面接觸后，床面發生彈性形變，運動員的動能轉化成蹦床的彈性勢能。
新知探究
實驗1：從最高處釋放滾擺，記錄滾擺的運動速度和高度的變化情況。討論滾擺在運動過程中動能和勢能是如何轉化的。
輕質細繩
帶固定中心軸
的重圓盤
新知探究
滾擺運動過程中動能和勢能的轉化
新知探究
運動階段
高度
重力勢能
速度
動能
能的轉化
下降段
降低
減小
變大
增大
重力勢能轉化為動能
上升段
升高
增大
變小
減小
動能轉化為重力勢能
實驗表明：動能和重力勢能可以相互轉化，忽略阻力時，滾擺每次上升的高度都相同。
新知探究
實驗2：將單擺的小球拉至A點釋放，分階段記錄小球的運動速度和高度的變化情況。
輕質細繩
質量較大的小球
最低點
新知探究
單擺運動過程中動能和勢能的轉化
新知探究
運動階段
高度
重力勢能
速度
動能
能的轉化
下降段
A→B
C→B
降低
減小
變大
增大
重力勢能轉化為動能
上升段
B→A
B→C
升高
增大
變小
減小
動能轉化為重力勢能
實驗表明：動能和重力勢能可以相互轉化，忽略阻力時，單擺小球每次上升的高度都相同。
實際實驗時，因為摩擦及空氣阻力的存在，小球和滾擺并不能完全回到初始的位置
新知探究
實驗3：將一個木球以一定速度v0撞到彈簧片上。
新知探究
球的速度
動能
彈簧片形變程度
彈性勢能
能的轉化
木球壓彎彈簧片
不斷減小，直至為零
不斷減小、直至為零
由小變大
不斷增大
動能轉化為彈性勢能
彈簧片把木球彈回
由零不斷增大
由零不斷增大
由大變小
不斷減小，直至為零
彈性勢能轉化為動能
實驗表明：一定條件下，動能和彈性勢能可以相互轉化。
如圖所示的光滑軌道，BC為水平面，小球從A點靜止釋放運動到C點的過程中，小球的動能和重力勢能的變化情況是（
）
A.A到B小球的重力勢能不變
B.A到B小球的動能減少
C.B到C小球的重力勢能增大
D.B到C小球的動能不變
新知探究
典例1
D
新知探究
大量研究結果表明，如果只有動能和勢能相互轉化，盡管動能、勢能的大小會變化，但機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。
現實生活中，由于摩擦阻力的存在，動能和勢能相互轉化的過程中要克服摩擦力做功，部分機械能轉化為其他形式的能，機械能減少。
機械能守恒
機械能守恒的條件
新知探究
人造地球衛星的機械能轉化
新知探究
把一個鐵鎖用繩子懸掛起來，將鐵鎖拉到自己的鼻子附近，穩定后松手，鐵鎖向前擺去。想想看，鐵鎖擺回時會打到你的鼻子嗎？
不會打到鼻子。因為將鐵鎖拉到一定高度后，鐵鎖所具有的重力勢能是一定的，在與動能相互轉化的過程中不會增多，故不會超過原來的高度，所以不會打到鼻子。
A．動能不變，重力勢能增加，機械能增加
B．動能增加，重力勢能不變，機械能增加
C．動能增加，重力勢能增加，機械能增加
D．動能不變，重力勢能不變，機械能不變
新知探究
典例2
解析：火箭在加速上升的過程中，質量不變，速度增加，動能增加，高度增加，重力勢能增加。因為機械能=動能+勢能，所以機械能增加。
C
如圖所示，火箭在加速上升的過程中（
）
2
新知探究
知識點
水能和風能的利用
流動的水具有動能，高處的水具有勢能，水所具有的機械能統稱為水能。
水電站
水能
水輪
新知探究
水能的利用
新知探究
單個風力發電機的輸出功率較小，在風力資源豐富的地區，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風力發電機，組成“風車田”。
風是流動的空氣，風所具有的機械能叫做風能。
風吹動風車轉動
風能
新知探究
風能的利用
新知探究
典例3
如圖所示是利用水能發電的示意圖，請你思考并回答：
修建攔河大壩是為了增加水的________能。
從水能利用的角度考慮，水輪機
安裝的位置應該靠近下游的原因是
__________________________________
__________________________________
__________________________________。
重力勢
從水能利用的角度考慮，水位差越大，水的重力勢能越大，能推動水輪機做的功越多，轉化成的電能就越多
(3)水力發電將_______能轉化為_________能。
機械
電
課堂小結
應用
轉化
分類
機械能
水能和風能的利用
動能和彈性勢能的相互轉化
動能和重力勢能的相互轉化
動能、重力勢能、彈性勢能
機械能守恒
課堂達標
1.(2019·濰坊中考)無人機已被應用于諸多領域，如圖所示是一款四翼無人機。在無人機勻速上升過程中，對其分析正確的是（
）
C
A.質量增加
B.動能增加
C.重力勢能增加
D.機械能不變
不變
增加
課堂達標
2.(2019·深圳中考)
如圖所示，弧形軌道ab段光滑，bc段粗糙，小球從a點經最低點b運動至c點，下列分析正確的是（
）
A.從a到b的過程中，小球動能轉化為重力勢能
B.經過b點時，小球動能最大
C.從b到c的過程中，小球動能增大
D.從a到c的過程中，小球機械能守恒
B
小球在bc段運動時會克服摩擦力做功，會有一部分機械能轉化為內能，則機械能會減小
課堂達標
3.一般情況下，在利用水能、風能的過程中，我們利用的是（
）
A.水和空氣的動能
B.水的重力勢能，空氣的動能
C.水和空氣的重力勢能
D.水的動能，空氣的重力勢能
B
課堂達標
4.
怎樣向地板拋乒乓球，才能使它彈跳到高于原來拋球的位置？說明理由。（忽略空氣阻力）
參考答案：用力向下拋出乒乓球，使球拋出時具有一定的動能。根據機械能守恒，乒乓球彈跳到原來的位置時仍有一定的動能，還能繼續向上運動，到達最高點時的重力勢能等于乒乓球拋出時的重力勢能與動能之和，因此能使乒乓球彈跳到高于拋出的位置。

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