资源简介

(共33张PPT)
第4节 机械能及其转化
第十一章 功和机械能
知识点
机械能及其转化
知1－讲
感悟新知
1
1. 机械能
(1)定义：在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
(2)单位：焦耳，
简称焦，用
符号J 表示。
物体具有机械能有三种情况：(1)只有动能；(2)只有势能；(3) 既有动能又有势能。
知1－讲
感悟新知
深度理解
机械能的理解：
① 一个物体可以具有机械能的一种或几种，比如空中飞翔的小鸟，具有动能和重力势能。
② 一个物体可以不具有机械能，比如静止在水平地面上的石头。
知1－讲
感悟新知
2. 动能和势能的转化
如图1 所示，将摆球从A 点由静止释放，摆球左右来回不断摆动，B 位置是右侧最高点。
知1－讲
感悟新知
论证思考 (1)摆球从A 位置摆向O′ 位置的过程中，什么能减小？什么能增加？什么能转化为什么能？
重力势能减小，动能增加，重力势能转化为动能。
知1－讲
感悟新知
(2)摆球从O′位置摆向A 位置的过程中，什么能转化为什么能？
动能转化为重力势能。
知1－讲
感悟新知
实验结论：重力势能可以转化为动能，动能也可以转化为重力势能，即动能和重力势能可以相互转化。
知1－讲
感悟新知
关联思考 地面附近的物体，动能和重力势能的相互转化是由什么原因引起的？
物体因重力向下运动时，重力势能转化为动能；物体因惯性向上运动时，动能转化为重力势能。
知1－讲
感悟新知
3.动能和弹性势能的转化：
如图2 所示，让木球从斜面滚下，撞击弹簧片。木球在斜面和弹簧片之间来回滚动。
知1－讲
感悟新知
论证思考(1)如图所示，从甲到乙的过程中，木球的动能如何变化？弹簧片的弹性势能如何变化？什么能转化为什么能？
木球的动能减小，弹簧片的弹性势能增大，动能转化为弹性势能。
知1－讲
感悟新知
(2)从乙到丙的过程中，弹簧片的弹性势能如何变化？木球的动能如何变化？什么能转化为什么能？
弹簧片的弹性势能减小，木球的动能增大，弹性势能转化为动能。
知1－讲
感悟新知
实验结论：动能可以转化为弹性势能，弹性势能可以转化为动能，即动能和弹性势能可以相互转化。
知1－讲
感悟新知
关联思考 如图所示，木球的动能和弹簧片的弹性势能间相互转化是通过什么来实现的？
动能和弹性势能的转化，通过物体间力的作用来实现。例如，运动的木球对弹簧片的力，使弹簧片因形变而具有弹性势能，动能转化为弹性势能；形变的弹簧片对木球的作用力，使木球因运动而具有动能，弹性势能转化为动能。
知1－讲
感悟新知
4. 探究机械能转化的特点
观察现象：高空落地从地
面多次反弹皮球的频闪照片
(如图3)。游乐场荡秋千的场
景)(如图4)。
知1－讲
感悟新知
描述现象：皮球从地面弹起的高度越来越小；
秋千荡起的高度也是越来越小。
分析论证：皮球和秋千在最高点时，只有重力势能，高度
越来越小，表明机械能越来越小。即动能和势能转化时，机械能总量渐渐减小。
实验结论：生活中动能和势能转化时，机械能总量会逐渐
减小。
知1－讲
感悟新知
关联思考 (1)动能和势能转化时，什么原因导致机械能总量减小？
皮球落地弹起、秋千往复荡起的过程，克服阻力做功，导致机械能逐渐减小。
知1－讲
感悟新知
(2)机械能转化过程中，因为阻力机械能总量会减小。假如没有阻力机械能总量应有什么特点？
阻力越小，机械能总量的减小就越慢，如果没有阻力机械能总量就保持不变(理想化推理)。
知1－讲
感悟新知
5. 机械能守恒
(1)大量研究表明，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。
(2)机械能守恒的条件：只有动能和势能的相互转化，即动能的增减量等于势能的减增量；或者说，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。
感悟新知
知1－练
[中考·无锡] 在水平地面上铺一张白纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图5 所示。
例 1
感悟新知
知1－练
下列说法中正确的是( )
A. 皮球下落过程中动能转化为重力势能
B. 皮球落地发生形变的过程中动能转化为弹性势能
C. 形成圆斑B 时皮球是从更高处下落的
D. 形成圆斑A 时皮球接触地面后形变程度更小
感悟新知
知1－练
解题秘方：根据动能和势能的影响因素找到物体变小和变大的能，则变小的那种形式的能转化为变大的那种形式的能。
解析：皮球下落过程中，高度减小，重力势能减小，速度变大，动能变大，重力势能转化为动能；当球接触地面时，球会发生形变，球的动能转化为球的弹性势能；
感悟新知
知1－练
球的动能越大，转化成的弹性势能越大，则小球的形变越大，在地面上形成的圆斑越大，可见形成圆斑A 时皮球接触地面后形变程度更大，形成圆斑A 时皮球从更高处下落。
答案：B
感悟新知
知1－练
1. [新考法 小制作]某科技兴趣小组用两个输液用的葡萄糖瓶子，从瓶口以下约6 cm处截断，将截断处用胶水黏合在一起，再从瓶口的橡胶塞中心穿一根长约20 cm的细木棒，用两条悬线拴住木棒的两端，将悬线固定在支架上，就构成了如图所示的滚摆。
感悟新知
知1－练
当滚摆从上到下运动的过程中重力势能主要转化为______能；滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能______(填“变大”“变小”或“不变”)。
动
变小
知识点
水能和风能的利用
知2－讲
感悟新知
2
1. 水能 流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，水具有的机械能统称为水能。
2. 风能 空气在流动过程中所具有的机械能叫做风能。
知2－讲
感悟新知
3. 水能和风能的利用
水能 风
特点 无污染、蕴藏量大、可循环利用 资源丰富、无污染、不稳定、不便于储存
利用 (1)人们利用水轮机汲水； (2)18 世纪，人们利用大功率水轮机带动纺织机、冶金鼓风机工作； (3)利用水轮机带动发电机发电 (1)利用风能驱动帆船航行；
(2)利用风能推动风车做功；
(3)利用风能发电
知2－讲
感悟新知
延伸拓展:
●水能的大小由流量、流速和水位差决定。
●风能的大小由风速和流动空气的质量决定。
感悟新知
知2－练
[母题 教材图改编题]如图6是利用水能发电的示意图，请你思考回答：
例2
利用水能时，一般是水的重力势能转化为动能，再利用水的动能做功，也就是说，主要是利用水的重力势能，故不能认为修建拦河大坝是为了增大水的动能。水的动能带动水轮机做功的过程，其实是一个动能的转移过程。
感悟新知
知2－练
解题秘方：根据动能和势能的影响因素判断水的能量变化，根据水流从高处流向低处的过程中能量的转化判断水轮机的安装位置。
感悟新知
知2－练
(1)修建拦河大坝是为了增加水的_______能 。
解析：修建大坝，提高了水位，使水的重力势能增大。
势
感悟新知
知2－练
(2)从水能的利用角度考虑，水轮机安装的位置应该靠近_______( 填“上游”或“下游”)。
解析：从水能利用的角度考虑，水位下降越多，相同质量的水重力势能转化为动能越多，推动水轮机做功越多，转化成的电能就越多，故水轮机安装的位置应该靠近下游。
下游
感悟新知
知2－练
2. 如图所示是一个风力发电场的照片：当风速达到一定等级时，它们的扇叶就可以转动，从而带动发电机转动发电。这种风力发电的方式是取代石油与煤炭等能源发电的好方法。发电风车在发电过程中可以将风能转换成风轮机的______能，再转换成电能。
动
机械能及其转化
动能
势能
相互转化
机械能
守恒
风能
空气流动
重力势能
弹性势能
水能
提高水位

展开更多......

收起↑