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(共25张PPT)
第十章 功与机械能
机械能转化及其应用
第4节
01
通过实验，认识动能与势能的相互转化，能举例说明并解释与机械能转化有关的现象。
02
通过分析实例，知道机械能及其守恒的条件。
03
通过分析利用水能和风能的实例，体会能量转化与守恒观点，树立保护环境、节约资源、促进可持续发展的责任感。
1.(1)当摆球从最高点向最低点运动的过程中，动能和势能是如何变化的？
(2)当摆球从最低点向最高点运动的过程中，动能和势能又是如何变化的？
(3)你可得出什么结论？
(1)摆球的高度和速度不断变化，摆球下降的过程中，重力势能越来越小，动能越来越大。
(2)摆球上升的过程中，动能越来越小，重力势能越来越大。
(3)物体的动能和是势能是可以相互转化的。
一、机械能的相互转化
摆球会一直摆动下去吗，为什么？
不会，由于受到空气阻力等因素影响，摆球每次上升的高度都比前一次要低一些。
2.机械能守恒
(1)_____和_____________________________统称为机械能。
(2)物体的动能和势能是可以___________。如果只有____和____相互转化，则机械能的总和不变，即______________。
思考：活动1中摆球摆动过程中机械能守恒吗？分析原因。
答案　不守恒。摆球每次上升的高度都比前一次要低一些，这说明摆球的机械能减少了一些，这是由于受到空气阻力等因素影响，摆球的部分机械能转化为其他形式的能量了。
动能
势能(包括重力势能和弹性势能)
相互转化的
动能
势能
机械能是守恒的
3.活动2：尝试做一做教材第247页迷你实验室的小实验，你能用所学的知识解释实验现象吗？
答案　橡皮筋拉得越紧，橡皮筋的弹性势能越大，就会有更多弹性势能转化为小球的动能，球会获得更大的速度而被抛得更远。
1.(2024·芜湖阶段练习)如图所示，小朋友在快乐地玩蹦蹦床的过程中，关于机械能及其转化叙述正确的是(　　)
A.小朋友从最高点下落的过程中，动能转化为重力势能
B.小朋友在向下运动的过程中，重力势能一直减小
C.小朋友在向下运动的过程中，动能一直增大
B
D.小朋友从接触蹦蹦床到最低点的过程中，弹性势能转化为动能
2.(2024·无锡阶段练习)嫦娥五号返回器用类似“打水漂”的方式着陆地球，其着陆过程的部分轨迹简化如图所示。CD段返回器的动能_____，BC段返回器的机械能_____(前两空均选填“变大”“不变”或“变小”)；AB段返回器动能减少量_____(选填“大于”“等于”或“小于”)重力势能的增加量。
变大
不变
大于
阅读教材248页，回答以下内容。
1.请描述我国古人如何利用机械能的。
古人很早就开始利用水能，通过水流冲击水轮转动来汲水、磨粉、碾压谷物等。
我国早在2000多年前就开始利用风能驱动帆船，后来沿海及长江流域地区还出现了利用风能来推动风车做功，带动“龙骨水车”等提取海水制盐或提水灌溉农田。
2.水力发电和风力发电存在怎样的能量的转化关系？
(1)水能发电：奔流而下的水的重力势能转化为动能，推动水轮机做功，把水能转化为电能。
(2)风力发电：风吹动风车做功，把风能转化为电能
二、机械能的应用
兴趣小组研讨火车站进站段铁路工程的设计。小明提交了图甲所示的设计方案示意图，小兰提交了图乙所示
的设计方案示意图，从节能角度考虑，
你选择哪个设计方案？为什么？
答案　选择小兰的设计方案。根据动能与重力势能的转化可知，图甲中火车进站时下坡，此过程中有一部分重力势能会转化为火车的动能，使得车速提高，难以刹车，故小明的设计不合理。图乙中火车进站时上坡，将动能转化为重力势能，车速减小，既便于刹车，出站时又可以将储存的重力势能转化为动能，节省能源，故小兰的设计合理。　
1.(2024·北京顺义区期末)如图所示，把一个小球用细线悬挂起来，将小球拉到A点，由静止释放，小球在A、B间往复摆动，C是摆动过程中的最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A.小球从A到C的过程中，动能减小
B.小球从A到C的过程中，重力势能转化为动能
C.小球从C到B的过程中，重力势能减小
D.小球从C到B的过程中，重力势能转化为动能
B
2.(2024·盐城阶段练习)掷实心球是我市中考体测项目之一。若空气阻力不可忽略，则投掷后的实心球在上升过程中(　　)
A.动能变大，重力势能变大，机械能不变
B.动能变小，重力势能变小，机械能不变
C.动能变小，重力势能变大，机械能减小
D.动能变大，重力势能变小，机械能减小
C
3.(2024·商丘阶段练习)如图所示，图甲是古代的水磨，流水冲击水轮，水轮转动从而碾谷、磨面等；图乙是现代的水电站，流水冲击水轮，带动发电机发电。下列说法错误的是(　　)
A
A.图甲是利用了水的机械能，所以能量直接消失
B.图乙中的拦河大坝，起到了提高水重力势能的效果
C.流水冲击水轮的过程中，流水速度减小，所以其动能减小
D.流水通过水轮后，其机械能减小
4.在水平地面上铺上一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由落下，在纸面上留下黑色圆斑A、B，如图所示，球从较高处下落形成的圆斑是图中的___(选填“A”或“B”)。判断的依据如下：球原来的高度越高，_______能越大，下落过程中转化为___能，接触地面后进而转化获得的_______能也就越大，从而皮球的形变程度越大。
B
重力势
动
弹性势
5.(2024·绥化模拟预测)小球在光滑无摩擦轨道的A点由静止释放(忽略空气阻力)，小球_____(选填“能”或“不能”)运动到最高处C点，小球在B点的机械能_____(选填“大于”“小于”或“等于”)在A点的机械能。
不能
等于
解析　小朋友从最高点下落到接触蹦床前，做加速运动，接触蹦床后到最低点时，先加速后减速，所以小朋友在向下运动的过程中，动能先增大后减小，并非动能转化为重力势能。小朋友在向下运动的过程中，质量不变，高度一直减小，所以重力势能一直减小。小朋友从接触蹦蹦床到最低点的过程中，蹦床的形变程度越来越大，弹性
势能越来越大，所以并非是弹性势能转化为动能，故
选B。
解析　CD段返回器的高度降低，重力势能减小，重力势能转化成动能和其他形式的能，因此CD段返回器的动能变大。BC段返回器在大气层外，返回器的机械能不变。AB段返回器的高度升高，
动能减少，重力势能增大，由于空气阻力，动
能转化成重力势能和其他形式的能，AB段返回
器动能减少量大于重力势能的增加量。
解析　小球从A到C的过程中，小球高度降低，重力势能减小，速度变大，动能增大，重力势能转化为动能。小球从C到B的过程中，速度减小，动能减小，高度增加，重力势能增大，动能转化为重力势能，故选B。
解析　实心球在上升过程中，速度变小，动能变小，高度变大，重力势能变大，由于受到空气阻力，实心球的部分机械能转化为其他形式的能，机械能减小，故选C。
解析　图甲是利用了水的机械能，将水的机械能转化为水轮的机械能，说明能量可以发生转化。图乙中的拦河大坝，使水的高度升高，起到了提高水重力势能的效果。流水冲
击水轮的过程中，流水速度减小，
质量不变，所以其动能减小。流
水通过水轮后，对水轮做功，其
机械能减小，故选A。
解析　从图中A、B的印迹看出，图B中球的形变大，说明它原有的重力势能大；在质量相同的情况下，高度越高，重力势能越大，下落过程中转化的动能就越大，接触地面后进而转化获得的弹性势能也就越大，从而皮球的形变程度越大，所以球从较高处下落形成的圆斑是图中的B。
　
解析　因为小球的机械能始终等于在A点的机械能，故小球最高运动到与A点等高的点，到不了C点。由于小球运动过程中机械能守恒，所以小球在B点的机械能等于在A点的机械能。

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