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第四节 机械能及其转化
第十一章 功与机械能
八下物理
1.知道动能和重力势能的转化。能举例说明动能和重力势能的转化。
2.知道动能和弹性势能的转化，能举例说明动能和弹性势能的转化。
3.分析和解释实例，说明动能和势能的转化过程，动能、势能、机械能的变化情况。
被举高的粉笔具不具有能量？为什么？
当粉笔头下落的过程中，粉笔头具不具有什么能量？
那么在下落过程中和起始位置比较，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？
粉笔被举高，所以具有重力势能
此时既有重力势能，又有动能
重力势能减少，动能增加
想一想
在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。
滚摆的动能和重力势能的转化
1.滚摆向下运动过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。
2.滚摆向上运动过程中，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。
摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。
摆轮上升时其高度增加，重力势能增大；摆轮旋转着上升；而且越转越快，其动能越来越大。
结论：动能和重力势能可以相互转化
活动：观察小球的摆动
高度 重力势能 速度 动能
A点 最高 最大 0 0
B点 最低 最小 最大 最大
C点 最高 最大 0 0
A至B 减小 减小 增大 增大
B至C 增大 增大 减小 减小
A
B
C
h
摆球的动能和重力势能的转化
结论：动能和重力势能可以相互转化
在生活中，你还能举哪些例子呢？
一.滚摆实验：
变慢
变高
变小
变大
动
动
重力势
重力势
变快
变低
变大
变小
结论:动能和重力势能可以相互转化.
2.下降：速度 ，高度 ，动 能 ，重力势 能 ， ( )能转化为( )能。
1.上升：速度 ，高度 ，动 能 ，重力势 能 ， ( )能转化为( )能。
二.单摆实验:
说明动能和重力势能是可以相互转化的。
A
B
A点到B点重力势能转化为动能
B点到C点动能转化为重力势能
对动能与重力势能相互转化的应用
1.水电站发电
2.车站与站台连接的轨道设计成一个小的坡度
动能和弹性势能可以相互转化吗？
二、动能和弹性势能的相互转化
在生活中，你还能举哪些例子呢？
动能和弹性势能的转化
在拉开的弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，弓的弹性势能转化为箭的动能。
二、动能和弹性势能的相互转化
篮球从手中下落到地上，又向上弹的过程中能的转化情况。
分析：①篮球从手中下落到刚接触地面是重力势能转化成动能，
结论：动能、重力势能和弹性势能可以相互转化
②从接触地面到发生到最大形变是动能转化成弹性势能，
③从恢复形变到离开地面是弹性势能转化为动能，
④从离开地面上升的过程是动能转化为重力势能。
1、运动员从空中下落时：重力势能转化为动能
2、落在蹦床上使蹦床变形：动能转化为弹性势能
3、蹦床把人弹起：弹性势能转化为动能
4、人继续上升：动能转化为重力势能
（重力势能—动能—弹性势能——动能—重力势能）
蹦床中的能量转换
动能和势能可以相互转化
结论:动能和弹性势能可以相互转化.
利用动能和弹性势能的相互转化
弹簧门在推开以后能自己关闭
重力势能和弹性势能可以相互转化吗？
结论:重力势能和弹性势能也可以相互转化
动能和势能可以相互转化
动能和势能相互转化的条件：
动能和势能的转化是有一定的条件的，当它们中有一种能在增大，另一种能在减小时，才发生了转化，并且转化为的能量是在增大的，被转化的能量却在减小。
分析判断物体间是否发生动能和势能相互转化及解释现象
例1.下列各过程中，物体的动能转化为势能的是（ ）
A.跳伞运动员在空中匀速下降
B.跳高运动员跃起后在空中上升
C.拉弯的弓把箭射出去
D.飞船发射刚离地升空
B
2.（山东）下列过程中，属于动能转化为重力势能的是( )
A．小球在水平桌面上向前滚动
B．蓝球从篮筐中下落
C．秋千从低处荡到高处
D．小孩从滑梯上匀速滑下
C
想想做做
思考：
1.铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？这其中是否有其他能量的转化？
2.假设没有阻力,会怎么样呢
因为铁锁拉到一定高度时,具有一定的重力势能,在动能与势能相互转化过程中,能量不会增加,并且在摆动过程中,由于铁锁受到空气阻力,一部分机械能转化其它形式的能,机械能总量会逐渐减少,所以铁锁摆回时比离开时高度低.
机械能守恒定律：
只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变
1)“神州六号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时,由于受到空气阻力而做减速运动。在减速下降的过程中,返回舱的机械能将( )[选填“变大”“变小”“不变”或“无法判断”]
2)如右图，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠( )
A．通过d时的速度比通过c时大
B．在c点比在b点的重力势能小
C．从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能
D．从b运动到c的过程中,机械能转化为重力势能
变小
A
科学世界
人造地球卫星
人类已经利用机械能各能量相互转化的原理知识实现了人造卫星绕行星运行的实例.
分析其中的动能和势能的转化
思考：
1.当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能，动能，速度如何变化？当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能，动能，速度又如何变化？
2.卫星在近地点的动能最 ，势能最 ；在远地点的动能最 ，势能最 。
卫星从远地点向近地点运动时,势能减小,动能增大,质量不变,因而速度变大.
卫星从近地点向远地点运动时,它的势能增大,动能减小,质量不变,因而速度减小.
大
小
小
大
1、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
动能和势能可以相互转化
3、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
2、动能与势能统称为机械能
小结：

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