资源简介

(共23张PPT)
第十一章 功和机械能
第四节 机械能及其转化
初中物理八下（人教版）
学
习
目
标
机械能及其转化
认识动能和势能可以相互转化
理解机械能守恒
一、机械能及其转化
1、动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
机械能的单位是焦耳（J），一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以既有动能又有势能，都称物体具有机械能。
2.动能和势能的转化
一个物体从高处下落，物体的重力势能减小，减小的重力势能去哪了？分析篮球下落和上升时的能量转化。
篮球下落时：高度减小，速度增大，重力势能转化为动能。
篮球上升时：速度减小，高度增大，动能转化为重力势能。
观察滚摆和单摆的运动，讨论滚摆和单摆在运动过程中动能和重力势能是如何变化的？
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能。
人从高处落下，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，人的动能转化成蹦床的弹性势能。
滚摆过程中的能量转化
初始态
最低点
最高点
①滚摆旋转向下运动过程中，速度变大，动能增大；高度降低，重力势能减小。重力势能转化为动能。
②滚摆旋转向上运动过程中，速度减小，动能减小；高度增大，重力势能增大，动能转化为重力势能。
单摆运动过程中动能和势能的转化
单摆在摆动过程中，B点为摆动过程中的最低点，速度最大；A、C为最高点，摆球瞬间是静止的。
运动阶段 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
下降段 A→B；C→B 降低 减小 变大 增大 重力势能转化为动能
上升段 B→A；B→C 升高 增大 变小 减小 动能转化为重力势能
实验结论:动能和重力势能可以相互转化。
说明：理想情况下，A、C等高。但实际情况下，每次上升的高度都比上次要低。(原因是存在空气阻力)
将一个木球以一定速度v0撞到弹簧片上，分析木球动能和弹性势能的相互转化。
过程 球的速度 动能 弹簧片形变程度 弹性势能 能的转化
木球压弯弹簧片 不断减小，直至为零 不断减小、直至为零 由小变大 不断增大 动能转化为弹性势能
弹簧片把木球弹回 由零不断增大 由零不断增大 由大变小 不断减小，直至为零 弹性势能转化为动能
实验表明：一定条件下，动能和弹性势能可以相互转化。
撑竿跳高运动的几个阶段：助跑、撑竿起跳、越横杆。在这几个阶段中也是利用了能量的转化。
动能和重力势能可以相互转化
动能和弹性势能可以相互转化
动能和势能的相互转化的条件：
动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减。
动能的增减变化要以速度的变化来判断；重力势能的增减变化要以物体离地面高度的变化来判断；弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。
动能和势能可以相互转化
3.机械能守恒
大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
现实生活中，由于摩擦阻力的存在，动能和势能相互转化的过程中要克服摩擦力做功，部分机械能转化为其他形式的能，机械能减少。
注意机械能守恒的条件：
只有动能和势能的相互转化，而没有机械能与其他形式的能的相互转化。（即忽略摩擦力造成的能量损失，所以机械能守恒也是一种理想化的物理模型）
“在光滑面上”、“不计空气阻力”等文字描述，表示没有摩擦阻力，此时机械能是守恒的。
把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
不会打到鼻子。因为将铁锁拉到一定高度后，铁锁所具有的重力势能是一定的，在与动能相互转化的过程中不会增多，故不会超过原来的高度，所以不会打到鼻子。
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
+
机械能总量不变
过山车运行过程中车与轨道之间有摩擦力和空气的阻力，机械能并不守恒，机械能转化为内能，不给其他动力的情况下，过山车最终能停下来。
分析过山车在运动过程中的能量转化情况。
A
B
C
D
A→B动能转化为重力势能
B→C重力势能转化为动能
C→D动能转化为重力势能
近地点
远地点
人造地球卫星的机械能转化
许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。
当卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时，势能减小，动能增大，速度也增大。
当卫星从近地点向远地点运动时，它的动能减小，势能增大，速度也减小。
二、水能和风能的利用
在地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔流。有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。
1、水能的利用
自然界中的瀑布、湍急的河水和海浪都具有能量。
人类的祖先在很久前就制造了木质的水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。现今人们通过水轮机带动发电机，可以将水的机械能转化为电能，再通过输电线送到用电地区。
修筑拦河坝提高上游水位，坝底装水轮机，发电机装在水轮机上面，它们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。通过增加水位差，增加水的重力势能,更多的转化为动能,转化为更多的电能. 。
2.风能的利用
风是流动的空气,风把风筝吹到天空,也就是对风筝做功;风能使你做的小风车飞转,即对小风车做功.所以,风具有机械能。
风能的形成：地球表面接受太阳辐射能的不同，使各地大气温度不同，造成大气密度和气压的差别从而形成风。
风力发电的原理：利用风吹动风车叶片旋转，将风能转化为风车叶片的动能，再通过发电机或其他机器将动能转化为电能.
课堂总结
转化
动能和弹性势能的相互转化
动能和重力势能的相互转化
分类：动能、重力势能、弹性势能
机械能
应用：水力发电、风力发电
机械能守恒：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变
课堂训练
1．蹦床运动有“空中芭蕾”之称，运动时利用蹦床中的弹簧反弹让人在空中表演动作技巧。下列对蹦床运动员的叙述正确的是（　　）
A．离开蹦床后的速度是先变大后变小
B．从最高点到落到蹦床最低点速度是一直变大
C．从接触蹦床至到达最低点，只有人的动能转化为
蹦床的弹性势能
D．后一次比前一次“蹦”得更高，一定是做了功
D
2.如图所示，弧形轨道ab段光滑，bc段粗糙，小球从a点经最低点b运动至c点，下列分析正确的是（ ）
A.从a到b的过程中，小球动能转化为重力势能
B.经过b点时，小球动能最大
C.从b到c的过程中，小球动能增大
D.从a到c的过程中，小球机械能守恒
B
3. 如图所示的滚摆下降过程中，滚摆的 能转化为　 能。滚摆上下往复运动过程中，其每次上升所能达到的高度越来越低，滚摆在运动过程中的机械能　 　 (选填“增加”、“减少”或“不变”)。
下降
重力势
动
减少
谢谢

展开更多......

收起↑