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(共31张PPT)
第4节 机械能及其转化
第十一章 功和机械能
1.能用实例说明物体的动能和势能的转化；
2.理解机械能守恒；
3.了解人类对水能、风能的开发与利用。
学习目标
飞行中的飞机
弹弓和弹射出去的小鸟
他们具有什么形式的能
新知导入
（一）机械能
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1.动能、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。
机械能及其转化
一
新知学习
滚摆
（二）动能和势能的相互转化
高度
重力势能
速度
动能
降低
升高
减小
增大
变大
变小
增大
减小
减小的重力势能去哪了？
滚摆质量不变
重力势能转化为动能
增加的重力势能从何而来？
动能转化为重力势能
动能和重力势能可以相互转化
滚摆
A
B
C
从A到B 从B到C
高度
重力势能
速度
动能
降低
升高
减小
增大
变大
变小
增大
减小
小球质量不变
小球的能量变化
A
B
C
减小的重力势能去哪了？
重力势能转化为动能
增加的重力势能从何而来？
动能转化为重力势能
动能和重力势能
可以相互转化
单摆
篮球能量的转化：
重力势能
弹性势能
动能
动能
+重力势能
动能和弹性势能相互转化
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。
想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
铁锁除了受到重力和拉力外还受到什么力？
空气阻力
空气阻力越小，铁锁克服阻力做功就越少，摆回的高度就越高。当阻力为零时，铁锁摆回原高度。
不会
想想做做
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
=
+
大量研究结果表明：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说机械能守恒
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
水能和风能的利用
二
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
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
课堂小结
1．机械能及其转化
(1)机械能：____ 能、________ 能和 ________ 能统称为机械能。机械能的单位是_________。
(2)能量转化判断：判断动能和势能的相互转化情况时，先运用动能和势能的影响因素分析得出物体所具有的动能和势能的大小变化情况，能的转化情况就是变小的那种形式的能转化成变大的那种形式的能。
动
重力势
弹性势
焦耳(J)
2．机械能守恒定律
(1)内容：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和 _______，或者说机械能是守恒的。
(2)机械能守恒的条件：只有 _______ 和 ______ 的相互转化，而没有机械能转化为其他形式的能，也没有其他形式的能转化为机械能。
【特别提醒】物体上升时，若速度不变或速度增加，则肯定有外力对它做功，重力势能的增加是外力做功转化而来的；物体下降时，若速度不变或速度减小，则物体肯定对外做功，减小的重力势能往往是克服摩擦力做功转化为了内能。
不变
动能
势能
3．水能和风能的利用
(1)水能：利用水能发电，修筑拦河坝提高上游水位，水的 _________ 越大，能发出的电就越多。
(2)风能：风能也可以用来发电，风吹动风车，可以带动发电机发电。
重力势能
知识点1　机械能及其转化
1．如图所示，滚摆在运动的过程中，其机械能的变化描述正确的是 ( )
A．滚摆在下落过程中动能转化为重力势能
B．滚摆在下落过程中重力势能转化为动能
C．滚摆在最高处动能最大，重力势能最小
D．滚摆在下落过程中动能不断增大，重力势能不变
B
2．(2023·牡丹江)如图所示的“橡皮筋动力车”，旋转扇叶，将橡皮筋拧紧。松手后，橡皮筋的 _________ 能转化为扇叶的 ____ 能，扇叶快速转动，小车运动起来。
弹性势
动
知识点2　机械能守恒
3．如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，下列说法正确的是 ( )
A．卫星在近地点时，动能最大，机械能最大
B．卫星在远地点时，势能最大，机械能最大
C．卫星从近地点向远地点运行时，动能逐渐减小
D．卫星从远地点向近地点运行时，动能逐渐减小，势能逐渐增大，机械能不变
C
4．(2023·乐山)如图所示，用轻质细绳悬挂一小球在竖直平面内摆动。在某次摆动过程中，小球依次经过A、B、C三点，A、C两点高度相同，B点为最低点，不计空气阻力，下列说法正确的是 ( )
A．小球在B点动能最大
B．小球从B点运动到C点，重力势能转化为动能
C．A、C两点速度大小不同
D．小球机械能不守恒
A
知识点3　水能和风能的利用
5．我国是世界上水资源最丰富的国家之一，下列关于水能的说法中，不正确的是( )
A．诗句“不尽长江滚滚来”，描述的是长江水具有动能
B．诗句“黄河之水天上来”，描述的是黄河水具有重力势能
C．水力发电时建造拦河大坝是为了防止水流太急冲坏发电机组
D．利用水能发电时，从上游奔腾而下的水既具有动能又具有重力势能
C
6．(2023·临沂)2023年5月7日上午，我市第十三届全民健身运动会开幕式暨第七届万人健步行活动在五洲湖广场开启。如图所示，航拍本次活动的无人机匀速下降的过程中 ( )
A.重力不做功
B．动能减小
C．重力势能不变
D．机械能减小
D
7．(2023·牡丹江模拟)下列情景中，属于动能转化为重力势能的是 ( )
A．热气球匀速下降 B．拉弓射箭
C．渔网散开落下 D．滑板车滑上坡顶
8．(2023·烟台)跳水运动中蕴含着许多物理知识，如图所示，有关跳板跳水过程中能量变化的说法正确的是 ( )
A．运动员用力下压跳板的过程中，跳板的弹性势能减小
B．运动员被跳板向上弹起的过程中，重力势能减小
C．运动员离开跳板向上运动的过程中，动能减小
D．运动员从最高点下落的过程中，机械能增大
D
C
9．(2023·凉山州)如图所示，从A点沿水平桌面自由滚落的小球运动轨迹如虚线所示，C、F两处等高，D为球与水平地面的接触点，不计空气阻力，下列说法不正确的是 ( )
A．小球在C点的机械能等于在F点的机械能
B．小球在C点的动能大于在F点的动能
C．小球从E点到F点的过程中，机械能不变
D．小球从D点离开地面到达E点的过程中，动能转化为重力势能
A
10．(2023·济南模拟)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三个阶段：A.按下后放手；B.获得一个向上的速度；C.向上运动到达最高点，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，________ 能转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为 ________ 能。
弹性势
重力势
11．(科学思维)“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示，弹性轻绳的上端固定在O点，拉长后将下端固定在体验者的身上，并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环，人从A点由静止释放，像火箭一样被“竖直发射”，经上升到最高位置C点，在B点时速度最大。对此过程，下列描述正确的是 ( )
A.人从A到C的过程中，重力势能增加，动能一直减少
B．人从A到B的过程中，动能增加，重力势能减少
C．人在B点时动能最大
D．弹性绳的弹性势能在B点时最大
C

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