资源简介

(共34张PPT)
第4节
机械能及其转化
第十一章 功和机械能
R·八年级物理下册
问题导入
把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去，你认为铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
探究新知
知识点1 机械能及其转化
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
一个物体既可以同时具有动能和势能，也可以只具有动能或只具有势能。
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1. 机械能
弓的弹性势能哪里去了？
想想议议
弓的弹性势能
箭的动能
举高的球释放后，重力势能变小，是不是能量消失了？
2. 动能和势能的相互转化
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；
自由下落的球，重力势能转化成动能。其他例子如：
蹦床运动员从高处落下，在与蹦床床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。
也就是说，动能和势能可以相互转化
1. 观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。
运动过程 下降 上升
高度 降低 升高
重力势能 减小 增大
速度 变大 变小
动能 增大 减小
能的转化 重力势能转化为动能 动能转化为重力势能
2. 如图所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。
思考：
滚摆和小球在运动时都具有哪些能量？
动能和重力势能之间是如何转化的？
小球运动到最低点动能的大小与什么有关？
运动过程 A→O O O→B B
速度 变大 最大 变小 最小
动能 增大 最大 减小 最小
高度 降低 最低 升高 最高
重力势能 减小 最小 增大 最大
能的转化 重力势能转化为动能 动能最大，重力势能最小 动能转化为重力势能 动能最小，重力势能最大
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，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
机械能 = 动能 + 势能
势能
动能
+
保持不变
素养提升
机械能守恒是一种理想状态。现实生活中，由于存在摩擦阻力等因素，在动能与势能的转化中，需克服摩擦阻力做功，机械能会转化为其他形式的能，则机械能的总量会减小。
1. 很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是( )
秋千荡到最低点时只有动能
秋千荡到最高点时有重力势能和动能
从最低点荡到最高点的过程中重力势 能转化为动能
从最高点荡到最低点的过程中动能增 大，重力势能减小
D
练习
2. 如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从 A 点运动到 B 点的过程中，它的__________转化为动能；弹性小球在 B 点的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）在 C 点的机械能。
重力势能
大于
自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。
知识点2 水能和风能的利用
水能
水的流动
风能
空气的流动
我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。
点击图片播放视频
让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉。
靠风力鼓起帆来推动船航行。
点击图片播放视频
人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把它们的轴连接在一起，由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。
风能也可以用来发电，风吹动风车，带动发电机发电。在风力资源丰富的地区，可同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联网供电。
风力发电
如图是利用水能发电的示意图。修建拦河大坝是为了增加水的________能。从水能的利用角度考虑水轮机安装的位置应靠近________（选填“上游”或“下游”）。
练习
重力势
下游
抽水蓄能电站
点击画面播放视频
1. 某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？在他从低处摆向高处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？
荡秋千时，在从高处摆向低处的过程中，该同学的重力势能减小，动能增大；在从低处摆向高处的过程中，该同学的重力势能增大，动能减小。
练习与应用
2. 跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置，如图所示。请分析运动员在这个过程中各阶段的能量转化情况（不考虑摩擦和空气阻力）。
运动员在 AB 段时，其重力势能转化为动能；
运动员在 BC 段时，其动能转化为重力势能；
运动员在 CD 段时，其重力势能转化为动能。
3. 怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？说明这种抛法的理由。
用力向下抛乒乓球，使球抛出时具有一定的动能。根据机械能守恒，乒乓球弹跳到原来抛出的位置时仍有一定的动能，还能继续向上运动，到达最高点时的重力势能等于乒乓球抛出时的重力势能和动能之和，因此能使乒乓球弹跳到高于原来抛球的位置。
4. 在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察有什么出人意料的现象。怎样解释看到的现象？
罐子滚下斜面后会再沿斜面向上滚动。
开始时，罐子和铁块在重力的作用下都将沿斜面向下运动。向下运动时，罐子滚动。铁块沿斜面向下做直线运动且相对罐子静止，由于橡皮筋和罐子绑在一起，在罐子和铁块的共同作用下，橡皮筋会被卷紧，它的弹性势能持续增加。当橡皮筋卷紧到一定程度时，整个装置的运动速度开始减小，当罐子和铁块的动能全部转化为橡皮筋的弹性势能时，整个装置的速度减小为 0。
此时，橡皮筋要恢复原状，其弹性势能会转化
为罐子的动能，所以罐子会再沿斜面向上滚动。
课堂小结
机械能转化及其应用
动能
机械能守恒
势能
水能和风能的利用
转化
如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
课后作业

展开更多......

收起↑