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(共18张PPT)
第4节 认识动能和势能
第2课时
第十一章 机械功和机械能
2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。卫星沿椭圆轨道绕地球运行时，动能和势能的大小如何变化？
1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.能通过实例或者实验，认识物体的动能和势能可以相互转化，并能解释机械能相互转化的相关现象。
3.通过水能和风能的利用知道人类能利用机械能的转化。
任务
机械能及其转化
活动1：阅读课本P18页内容知道：物体的动能和势能统称为机械能。物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
例如：空中运动的皮球具有的机械能等于动能与重力势能之和；弹力小车的机械能等于动能与弹性势能之和。那么物体在运动的过程中具有的动能和势能会发生改变吗？变化的原因又是什么？
1：滚摆处于最高点时，具有什么形式的能？
观看“滚摆实验”视频，记录实验数据。思考交流下列问题：
当滚摆处于最高点时具有重力势能
高度 重力势能 运动速度 动能
下落
上升
减小
增大
2：完善表格滚摆上升和下落过程中重力势能和动能的变化，并分析原因。
高度 重力势能 运动速度 动能
下落
上升
减小
减小
减小
减小
增大
增大
增大
增大
转化
转化
滚摆下落过程中，运动速度逐渐增大，高度逐渐减小，减小的重力势能转化为动能；上升过程中，高度逐渐增大，但是速度逐渐减小，减小的动能转化为了重力势能。
活动2：分析完滚摆运动过程中能量的转化后，如图，同学们分小组交流讨论单摆运动过程中的能量转化，并画出表格记录实验现象。
小球从A点下落到B点的过程中，小球的质量不变，高度减小，运动速度增大，所以小球的重力势能减小，动能增大，减小的重力势能转化为了小球的动能；
小球从B点上升到C点的过程中，小球的质量不变，高度增大，运动速度减小，所以小球的重力势能增大，动能减小，减小的动能转化为了小球的重力势能。
高度 重力势能 运动速度 动能
A——B 减小 减小 增大 增大
B——C 增大 增大 减小 减小
转化
转化
问题1：“滚摆实验”和“单摆实验”说明了什么？
问题2：在动能和重力势能相互转化的过程中，是否有力对物体做了功？（以上抛皮球为例）
说明了动能和重力势能之间可以相互转化
在忽略空气阻力的情况下，皮球只受到竖直向下的重力作用，在皮球向下运动的过程中，由于重力方向与运动方向相同，这个过程重力对皮球做了功；而在皮球向上运动的过程中，由于重力方向与运动方向相反，这个过程可以说皮球克服重力做了功。
因而可以发现动能和重力势能的转化是通过重力做功来完成的。
问题3：列举几个“弹性势能和动能相互转化”的例子。
问题4：分析动能和势能转化的步骤。
弯弓射箭，弓的弹性势能转化成箭的动能；被小球压缩的弹簧，松开后弹簧的弹性势能转化成小球的动能……
（1）在能量转化过程中，减小的能量转化为增加的能量；
（2）只有动能和势能之间可以相互转化，势能和势能必须通过动能转化，不可以直接转化。
铁锁从鼻子处摆出去时，铁锁的重力势能和动能在不断转化。铁锁摆回时不会碰到自己的鼻子，原因是铁锁在摆动过程中，受到空气阻力的作用，损失一部分机械能。
问题5：结合大量实例说说下面现象，并解释其原因。
活动小结
1.动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.动能和势能之间能相互转化：通过重力或弹力做功完成。
3.只有动能和势能相互转化时，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
任务二
水能和风能的利用
活动：结合生活实际，请列举动能和势能的实际应用。
风力发电
水力发电
风力发电：把风的动能转变成机械能，再把机械能转化为电能，这就是风力发电
水力发电：利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，将其中所含势能转换成水轮机之动能，推动发电机产生电能。
问题：分组讨论，说说风力发电和水力发电中能量如何转化。
1.篮球落在地面又弹了起来，观察到它触地时先被压缩后恢复原状。若不考虑能量损失，下列说法正确的是（ ）
A.篮球在下降过程中，动能增大，机械能增大
B.篮球在被压缩过程中，动能减小，弹性势能减小
C.篮球在恢复原状过程中，动能增大，弹性势能减小
D.篮球在上升过程中，动能减小，机械能减小
2.如图所示，人造地球卫星在绕地球椭圆轨道运行的过程中机械能是守恒的，当卫星从近地点向远地点运行时，下列说法中正确的是（ ）
A.动能减小，势能增大
B.动能增大，势能减小
C.动能减小，势能减小
D.动能增大，势能减小
C
A
3.蹦极是一种运动游戏。游戏者将一根极有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下后就会上、下运动。图中A点是弹性绳自然下垂时绳子下端的位置，B点是游戏者所能到达的最低点。对于游戏者离开跳台至最低点的过程，下列说法中正确的是（ ）
A.游戏者的动能一直在增加
B.游戏者减少的重力势能全部转化为动能
C.游戏者通过A点之后，绳子具有弹性势能
D.游戏者到B点时，他的动能最大
C
4.以下过程中机械能守恒的是（ ）
A.雨滴落地之前在空中匀速下落
B.物体沿光滑斜面下滑
C.飞船搭乘火箭加速上升
D.汽车刹车后再水平路面上滑行
5.会荡秋千的人，不用别人帮忙，就能把秋千荡得很高。做法是：当人从高处向下摆时，身体由直立变为下蹲，此过程降低重心高度，将更多的重力势能转化为 能；而从最低点向上摆时，用力将身体由下蹲变为直立，此过程克服身体重力做功，增加了 能，如此循环往复，机械能越积越多，秋千就越荡越高。
B
动
机械
总结：请画出本节内容的思维导图
机械能及其转化
定义：动能+势能
风能和水能的利用
动能和势能可以相互转化
只有动能和
势能相互转化
机械能守恒的条件

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