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第十章 功与机械能
第4节 机械能转化及其应用
视频欣赏：过山车
过山车在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？
新知导入
1.知道机械能及其守恒的条件。
2.能举例说明动能与势能的相互转化。
3.能解释与机械能转化有关的现象。
学习目标
摆动的摆球
动能+重力势能
动能+重力势能
飞行中的飞机
以下物体中具有什么形式的能？
一、机械能的相互转化
观察思考
新知学习
蹦极中的绳子
动能+弹性势能
弹跳的弹球
动能+弹性势能
以下物体中具有什么形式的能？
观察思考
重力势能
弹性势能
动能
势能
机械能
动能和势能（包括重力势能和弹性势能）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。
1.机械能的概念
弓的弹性势能去哪里了？
2.动能和势能的相互转化
观察思考
蹦极的人从高空跳下后，重力势能减小，重力势能是不是能量消失了呢？
观察思考
初始态
最高水平位置
最低水平位置
探究1：滚摆的动能和重力势能的转化
(1)向下滚动：重力势能_______，动能_______，_________能转化为_______能；
(2)向上滚动：重力势能_______，动能_______，_______能转化为 _________能。
初始态
最高水平位置
最低水平位置
减小
增大
重力势
动
减小
增大
重力势
动
(1)摆球从A到B过程中，重力势能_______，动
能_______，_________能转化为____能；
B
单摆
A
C
(2)摆球从B到C的过程中，重力势能_______，动能_______，____能转化为_________能；
最高
最低
减小
增大
重力势
动
减小
增大
重力势
动
观察单摆的运动
探究2：单摆的动能和重力势能的转化
结论1：
动能和重力势能的转化是________的。
相互
(1)小车从A向B运动中，弹簧的弹性势能_____，车动能_____，___能转化为________能；
(2)小车从B向A运动中，弹簧的弹性势能_____，车动能_____，_______能转化为____ 能。
增大
减小
动
弹性势
减小
增大
弹性势
动
探究3：动能和弹性势能的转化
(1)B到O的过程中，弹性势能_____，重力势能和动能_____，_______能转化为_______ 能和_____能；
减小
增大
重力势
弹性势
动
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
开始振动
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
探究4：动能、重力势能和弹性势能的转化
(2)O到A的过程中，动能_____，重力势能和弹性势能_____，____能转化为_______ 能和_______能；
减小
增大
重力势
动
弹性势
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
开始振动
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
(3)A到O的过程中，重力势能和弹性势能_____，动能_____，______能和_________能转化为____能。
减小
增大
弹性势
重力势
动
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
开始振动
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
(4) O到B过程中，弹性势能_____，球的重力势能和动能_____，_________能和 ____能转化为________能。
增大
减小
重力势
动
弹性势
平衡位置O
最低位置B
最高位置A
受力平衡
开始振动
平衡位置
最高位置
平衡位置
最低位置
平衡位置
结论2：
(1)动能和势能的转化是相互的；
动能
弹性势能
重力势能
(3)能量还可以一个物体转移到另一个物体。
(2)被转化的能量减少，转化成的能量增加；
（1）为什么单摆在实际运动过程中，摆动幅度越来越小？
单摆会受到摩擦等阻力作用
大量实验研究表明：物体的动能和势能是可以相互转化的。如果只有
动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的。
（2）如果物体在机械能转化过程中，没有摩擦等阻力，会怎么样？
3.机械能守恒
观察思考
人造地球卫星的机械能转化
动能
重力势能
近地点到远地点
远地点到近地点
注意
卫星大气层外环绕地球运行，在运行过程中不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此，机械能守恒。
观察思考
　　
水能
风能
二、机械能的应用
1.水能和风能都是机械能。
水能和风能的破坏性释放造成灾害
2. 水力发电站，把水能转化为电能。
3. 风力发电站，把风能转化为电能。
机械能转化及其应用
机械能
动能和势能统称为机械能
机械能及其转化
机械能的应用
水能发电
风能发电
课堂小结
1.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．通过环形轨道最高点时，重力势能最大，动能为0
B．刚开始过山车匀速被拉升时，机械能不变
C．过山车向下俯冲时，重力势能转化为动能
D．过山车在运行过程中机械能守恒
C
随堂练习
2．如图，用轻质细线的一端拴住一个实心铁球，另一端固定在O点做成了一个摆。铁球从A点静止释放经过最低点B，摆至C点的过程，下列说法正确的是（　　）
A．在C点铁球的动能最大
B．在B点铁球的势能最大
C．从A点摆至B点的过程，铁球的势能转化为动能
D．从B点摆至C点的过程，铁球的速度越来越快
C
3.迄今为止，我国已发射40余颗北斗导航卫星。若某卫星沿椭圆轨道绕地球运行，如图所示，则卫星从远地点向近地点运行的过程中，　 　能转化为　 　能。
重力势
动
4．如图，人和秋千在位置1由静止释放，下降到最低点2，再上升到达最高点3，则人和秋千是（　　）
A．由位置1到位置2，动能转化重力势能
B．由位置2到位置3，重力势能减小
C．在位置1和位置3的动能相等
D．1、2、3三个位置机械能都相等
C

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