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(共28张PPT)
第十一章 功和机械能
第4节 机械能及其转化
人教版 物理 八年级 下册
同学们有体验过这些项目吗？尝试说一下，在运动的过程中动能和势能是怎样变化的。
课前导入
知识点 1
机械能
1、动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
一个空中飞行的物体具有80J的机械能，若它的重力势能为50J，则它的动能为________J；
30
（1）举高的球释放后，重力势能怎么变化？
（2）重力势能去哪了？是凭空消失了吗？
重力势能转化为了动能
知识点 2
能量的转化
弓的弹性势能哪里去了？
弹性势能转化为了动能
视 频
实验一：讨论单摆运动过程中动能和重力势能的转化
（1）A→B：摆球的重力势能减小，动能增大，摆球的重力势能转化为动能。
（2）B→C：摆球的动能减小，重力势能增大，摆球的动能转化为重力势能。
（3）B点动能最大。
实验二：讨论滚摆运动过程中动能和重力势能的转化
（1）滚摆下降时：重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。
视 频
（2）滚摆上升时：动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。
实验三：讨论铁球压缩弹簧过程中动能和弹性势能的转化
（1）铁球压缩弹簧过程中：铁球的动能减小，弹簧的弹性势能增大，动能转化为弹性势能
（2）弹簧恢复过程中：弹簧的弹性势能减小，铁球的动能增大，弹性势能转化为动能。
。
高度减小
速度增大
重力势能减小
动能增大
转 化
（1）皮球下落：
皮球在下落过程中的动能与势能的转化
（2）皮球接触地面：
开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化为弹性势能。
动能减小
弹性势能增大
转 化
速度减小
形变增大
（3）皮球在恢复原状的过程中：
弹性形变程度变小，向上的速度变大。
动能增大
弹性势能减小
转 化
形变减小
速度增大
（4）皮球上升时：
高度增大
速度减小
重力势能增大
动能减小
转 化
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。
但现实生活里，物体在运动过程中总会克服摩擦力做功，从而消耗机械能。
4、机械能守恒
机械能不守恒的事例
人骑自行车爬坡
跳伞运动员匀速下落
升空的航天器
5、人造地球卫星的机械转化
（1）卫星在远地点时势能最大，动能最小。
（2）卫星在近地点时势能最小，动能最大。
（3）卫星的动能和势能的转化过程中机械能守恒。
人造地球卫星的轨道示意图
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，其利用如图所示。
水电站
风车
水轮
帆船
知识点 3
风能和水能的利用
1、水能的利用：水能发电站
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，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。
水能发电站：将水的机械能转化成电能
水电站剖面图
2、风能的利用：风能发电站
单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几百台风力发电机，组成“风车田”，连在一起供电。
风能发电站：将风的机械能转化成电能
风车田
本节小结
机械能及其转化
机械能及其转化
水能和风能的利用
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
水能的利用：水能发电站
3、判断动能和势能相互转化的方法
2、动能和势能可以相互转化
4、如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，即机械能守恒。
风能的利用：风能发电站
例如图所示，过山车是一项惊险刺激的游戏项目，下列关于过山车的机械能说法正确的是（　　）
A．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
B．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
C．通过环形轨道最高点时，重力势能最
大，动能为0
D．过山车在运行过程中机械能守恒
B
动能不变，势能增大
速度不为0
受阻力作用
×
√
×
×
1. 三峡大坝的高度可达185米，建造这么高的拦河坝，其目的是____________，使水的__________能储存起来，打开水闸，河水的_________能转化成_______能冲击水轮机发电。
提高水位
重力势
重力势
动
三峡大坝的高度可达185米，建造这么高的拦河坝，其目的是提高水位，使水的重力势能储存起来，打开水闸，河水的重力势能转化成动能冲击水轮机发电。
物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大。
选项B正确。
2. 如图所示，一个物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，在向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A、物体的动能不变，机械能不变
B、物体的重力势能增大，机械能增大
C、物体的重力势能转化为动能
D、物体的动能转化为重力势能
F
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　
滚摆在下降过程中，高度逐渐减小，重力势能减小，速度越来越大，动能增大，滚摆的重力势能转化为动能。
滚摆上下往复运动过程中，要克服阻力做功，部分机械能转化为其他形式的能，机械能减少。
　动
　减少
小球从高处滑下，由于曲面光滑（即没有阻力），故只有动能和势能的相互转化，机械能是守恒的。
所以选D。
4. 如图所示，一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下，若它在顶端的重力势能为65J，则滑到底端的动能是（ ）
A. 35J B. 50J
C. 55J D. 65J
D
跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，质量不变，速度不变，则动能不变；高度降低，则重力势能变小；机械能等于动能与势能之和，则机械能变小。所以选C。
A. 动能不变，重力势能不变，机械能不变
B. 动能变大，重力势能变小，机械能不变
C. 动能不变，重力势能变小，机械能变小
D. 动能变小，重力势能变小，机械能变小
5. 如图所示，跳伞运动员在空中匀速直线下降的过程中，关于运动员(不包含降落伞和绳)下列说法正确的是 (　　)
C
6. 下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是（ ）
A、跳伞运动员匀速下落，动能不变，重力势能减小，该项不符合题意；
B、铅球自由下落的过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能，该选项符合题意；
C、汽车在水平路面上匀速行驶，动能与重力势能都不变，该选项不符合题意；
D、热气球上升的过程中，重力势能变大，不是重力势能转化为动能，该选项不符合题意。故B选项正确。
B
A、跳伞运动员在空中匀速下落的过程
B、铅球自由下落的过程
C、汽车在水平路面上匀速行驶的过程
D、热气球上升的过程
7．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（ ）
忽略空气阻力和摩擦力，仅有动能和势能互相转化，则小球的机械能保持不变，即各点的动能与势能之和不变。
小球在A处是静止的，动能为0，重力势能最大；小球在D处的重力势能比在A处的小，则一定具有动能；故A、B、C均错误，D正确。
所以选D。
D
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
8. 如图所示，先用绳子把一把铁锁悬挂起来，然后把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不动，铁锁向前摆去后又摆回来。下列说法正确的（ ）
B
A、铁锁摆回后能碰到鼻子
B、铁锁下降的过程中，重力势能转化为动能
C、铁锁的机械能始终不变
D、铁锁摆动到最低点时，动能最小
铁锁在摆动过程中，由于存在空气阻力，机械能不守恒，是越来越小；所以当铁锁摆回来时机械能减小，高度变小，不能碰到鼻子。选项A、C错误。
铁锁下降的过程中，是重力势能转化为动能，摆动到最低点时，动能最大；所以选项B正确，D错误。

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