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(共36张PPT)
第十一章 功和机械能
机械能及其转化
第4节
01
能用实例说明物体的动能和势能的转化
02
知道机械能守恒的条件，理解机械能守恒
03
了解人类对水能、风能的开发与利用
会爬坡的易拉罐，你相信吗？
它们都有哪些能？
弯曲的跳竿
高速的子弹
树上停驻的鸟
弹性势能
动能
重力势能
1.物体由于______而具有的能量，叫做动能。
2.质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能______；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能______。
3. 重力势能的大小与物体的______和______有关，______越大，______越高，它的重力势能越大。
4. 物体由于发生__________而具有的能叫作弹性势能，物体的__________越大，它具有的弹性势能就越大。
运动
越大
越大
质量
位置
质量
位置
弹性形变
弹性形变
一、机械能及其转化
活动1　观看演示实验：滚摆实验
思考滚摆下落或上升过程中，什么能减小？什么能增大？
一、机械能及其转化
阅读教材第96页，结合实验现象，完成下面的填空。
1.在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.动能和势能可以相互转化：
(1)苹果从高处落下，苹果的 能转化为 能；
(2)向上抛出的石子，石子的 能转化为 能；
(3)弯弓射箭时，弓的 能转化为箭的 能；
(4)高处落下的蹦床运动员与蹦床接触后，运动员的 能转化为蹦床的_______能。
重力势
动
动
重力势
弹性势
动
动
弹性势
一、机械能及其转化
活动2　观看视频：摆球能砸到下巴吗？分析摆球摆动过程中的能量转化情况。(忽略空气阻力)
摆球摆动过程中的能量转化情况。
(1)摆球由A点到B点时， 能转化为 能；
(2)摆球由B点到C点时， 能转化为 能；
(3)摆球在 重力势能最大，在 动能最大。
重力势
动
动
重力势
A点或C点
B点
思考：你能说出生活中重力势能与动能互相进行转化的例子吗？
骑自行车下坡时，重力势能转化为动能；上坡前快速蹬几下上坡更容易些，是动能转化为重力势能。
(2024·烟台招远市一模)把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙
学以致用　
所示。圆珠笔在“A→B”阶段，　　　 　转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为　　　 　；在最高点处，圆珠笔的速度大小为0，此时____
(选填“受”或“不受”)重力作用。
弹性势能
重力势能
受
解析　圆珠笔在“A→B”阶段，弹簧形变量
减小，质量不变，速度变快，弹性势能减小，
动能增大，弹性势能转化为动能。圆珠笔在
“B→C”阶段，质量不变，速度变慢，高度
上升，动能减小，重力势能增大，动能转化
为重力势能。地球附近的物体都受到重力的
作用，在最高点处，圆珠笔的速度大小为0，
此时受重力作用。
想一想，弯弓射箭和蹦床时，动能和弹性势能是如何转化的呢？
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能
蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能
阅读教材第97页，完成下面的填空：
动
势
总和
守恒
守恒
会
二、机械能守恒
1.在能量的转化过程中，如果只有 能和 能的相互转化，动能和势能的 不变，即机械能是 的。
2.活动2中，如果空气阻力为0，摆球的机械能是 的，所以每次都____(选填“会”或“不会”)摆回到原高度。
1.如图所示，小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中，忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则(　　)
A.小球在A处的动能等于在D处的动能
B.小球在A处的动能大于在D处的动能
C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能
D.小球在B处的机械能等于在C处的机械能
学以致用　
D
2.请描述卫星围绕地球转动时，卫星机械能的转化情况。
(1)卫星由近地点向远地点运动时：　 能减小，　　　 能增大，　 能转化为　　　　能；
(2)卫星由远地点向近地点运动时：　 能增大，　　　 能减小，______
能转化为　　能。
动
重力势
动
重力势
动
重力势
重力势
动
二、水能和风能的利用
观看视频，了解水能的利用
1.自然界的流水和风都是具有大量 的天然资源。
2.人们修筑拦河坝来提高上游的水位，增大上、下 ，目的是增大水的 能。
3.风能可以通过风车带动发电机，把 能转化为 能。
阅读教材第98~99页，了解水能和风能的利用，完成下面的填空。
机械能
水位差
重力势
机械
电
(2024·长沙期末)如图是潮汐发电站的示意图，当涨潮的时候A处比B处水的重力势能　　，涨潮和落潮的时候都可以把海水的重力势能转化为水流的　　　，从而带动水轮机发电。
学以致用　
大
动能
1.(2024·长春绿园区模拟)清晨，同学们排着整齐的队伍来到操场上参加升旗仪式，伴随着雄壮的国歌声，五星红旗匀速升起。该过程中，五星红旗(　　)
A.重力势能不变 B.动能增大
C.机械能不变 D.机械能增大
D
2.(2024·阜阳模拟)窜天猴是利用火箭原理制造出的一种鞭炮，火药燃烧后，在尾部喷出气流，主体向上飞，可以飞很高，一般飞行时带有响声，其上升的过程分为加速上升和减速上升两个阶段。关于窜天猴说法正确的是(　　)
A.加速上升的阶段，重力势能减小
B.到达最高点时，重力势能最大
C.减速上升的阶段，动能增大
D.加速上升的过程中，机械能保持不变
B
解析　加速上升时，质量不变，高度和速度都变大，重力势能和动能都变大，所以机械能变大，故A、D错误；
到达最高点时，质量不变，高度最高，重力势能最大，故B正确；
减速上升的阶段，质量不变，速度减小，动能减小，故C错误。
3.(2024·莆田荔城区一模)如图甲是北京冬奥会中运动员翻越大跳台的情景。运动员不借助滑雪杖，只踩着雪板从高处滑行而下，通过起跳台起跳，完成各种空翻、转体等技术动作后落地。图乙中的虚线是比赛过程中运动员的轨迹，不计空气阻力，下列说法正确的是(　　)
A.从a点到b点的过程中，机械能守恒
B.在c点时，运动员的动能为零
C.从b点到c点的过程中，运动员的
动能减少，重力势能增加
D.从c点到d点的过程中，运动员的机械能变小
C
解析　从a点到b点的过程中，受到雪面的摩擦力，一部分机械能转化为其他形式的能，机械能不守恒，故A错误；
在c点时，运动员仍具有水平方向的速度，运动员的动能不为零，故B错误；
从b点到c点的过程中，运动员质量不变，速度减小，高度增大，动能减少，重力势能增加，故C正确；
不计空气阻力，从c点到d点的过程中，只有动能和势能相互转化，运动员的机械能不变，故D错误。
4.(2024·无锡新吴区一模)如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置，压缩弹簧使小球至A位置，然后释放小球，小球就在A、B间做往复运动(已知AO=OB)。下列说法正确的是(　　)
A.小球在往复运动过程中机械能守恒
B.从B到A弹簧的弹性势能一直减小
C.小球在O点时，动能最大
D.小球从A往B运动过程中，弹性势能转化为动能
C
解析　小球在光滑的水平台面上AB间做往复运动，且AO=OB，这表明小球和弹簧的整体机械能是守恒的，在任一位置，小球的动能与弹簧的弹性势能的总和保持不变，小球在往复运动过程中机械能不守恒，故A错误；
小球从B到O的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小；从O到A的过程中，弹簧的形变程度变大，弹性势能变大，所以小球从B到A弹簧的弹性势能先变小后变大，故B错误；
小球从A(或B)位置运动到O位置的过程中，弹簧的形变程度变小，弹性势能变小，小球的速度变大，动能变大，弹簧的弹性势能转化为小球的动能；到达O点时，弹簧的弹性势能全部转化为小球的动能，弹性势能为0，小球的动能最大；从O到B(或A)的过程中，弹簧的形变程度变大，弹性势能变大，小球的动能转化为弹簧的弹性势能，所以整个过程中小球在O点动能最大，故C正确，D错误。
5.(2024·陕西月考)如图所示，用手旋转“橡皮筋动力车”的扇叶，将橡皮筋拧紧，使橡皮筋具有了　　　　(选填“动”“重力势”或“弹性势”)能；松手后，橡皮筋将获得的能量转化为扇叶的　　 (选填“动”
“重力势”或“弹性势”)能，扇叶快速转动，小车沿水平地面运动起来，小车的重力势能　　　(选填“增大”“不变”或“减小”)。
弹性势
动
不变
解析　将橡皮筋拧紧，松手后，橡皮筋的弹性势能转化为扇叶的动能，扇叶快速转动，小车运动起来。小车沿水平地面运动起来，小车的质量和高度不变，小车的重力势能不变。
6.(2024·无锡期中)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为如图所示。AB段返回器的动能　　　：BC段返回器的机械能　　　，CD段返回器重力势能　　　。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
变小
不变
变小
解析　AB段，返回器的质量不变，高度变大，重力势能变大，是返回器的动能转化为重力势能，所以返回器的动能变小。
BC段没有受到空气的阻力，机械能是守恒的，保持不变。
CD段，质量不变，高度变小，重力势能减小，速度变大，动能变大，是重力势能转化为动能。
单摆的能量转化
滚摆的能量转化

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