资源简介

(共35张PPT)
第2节 机械能及其转化
第3节 水能和风能
第十二章 机械能
知识点
知1－讲
感悟新知
1
机械能
1. 定义 动能和势能统称为机械能。
2. 单位 焦耳，简称焦，用符号J 表示。
机械能= 动能+ 势能。
知1－讲
感悟新知
3. 理解
(1)一个物体只要具有动能，或重力势能，或弹性势能，则这个物体就具有机械能。
(2)一个物体可以既有动能，又有势能。例如：空中飞行的飞机，由于运动而具有动能，又由于处于高处而具有重力势能。
只有当三者都为0 时，
机械能才为0。
知1－讲
感悟新知
深度理解
机械能是表示物体运动状态和高度的物理量。是物体具有的动能、重力势能和弹性势能的总和。
知1－练
感悟新知
[期末·周口]以相同速度水平匀速飞行的鸽子和麻雀，如果它们具有相同的机械能，则( )
A. 鸽子飞得较高
B. 它们飞得一样高
C. 麻雀飞得较高
D. 无法判断
例 1
知1－练
感悟新知
解题秘方：根据机械能等于势能和动能之和分析判断。
解析：机械能等于势能和动能之和，以相同速度水平匀速飞行的鸽子和麻雀，速度相同，鸽子的质量大，动能大；如果它们具有相同的机械能，则说明麻雀的重力势能大，而麻雀质量较小，故麻雀飞行的高度必然高于鸽子的飞行高度。
答案：C
知1－练
感悟新知
1. [中考·连云港改编]人骑电动自行车下坡时重力势能_______(填“增大”“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人的机械能_______ (填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
不变
知识点
知2－讲
感悟新知
2
动能和势能的转化
1. 探究动能和重力势能的转化
(1)实验名称：单摆实验。
(2)实验装置：如图1 所示。
(3)实验现象：摆球左右摆动过程中，位置和速度不停发生变化。
高度最大，重力势能最大
速度最大，动能最大
知2－讲
感悟新知
(4)实验分析：
运动方向 高度 速度 重力势能 动能 能的转化
下降 A → O′ B → O′ 变低 变大 变小 变大 重力势能转化为动能
上升 O′→ A O′→ B 变高 变小 变大 变小 动能转化为重力势能
知2－讲
感悟新知
(5)实验归纳：在一定的条件下，动能和重力势能可以相互转化。
知2－讲
感悟新知
2. 探究动能和弹性势能的转化
深度理解
◆能的转化过程中，总是变小的那种形式的能转化为变大的那种形式的能。
◆动能和弹性势能的相互转化，可以发生在同一个物体上，也可以发生在不同物体之间。如，由高处落下的皮球在撞击地面发生弹性形变的过程中，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复原状的过程中，弹性势能转化为动能；蹦床运动员被蹦床弹起的过程中，蹦床的弹性势能转化为运动员的动能和重力势能。
知2－讲
感悟新知
(1)进行实验：如图2 所示，让一个木球从高处滚下，撞击弹簧片。
知2－讲
感悟新知
(2)实验分析：
探究过程 球的速度 动能 弹簧片形变程度 弹性 势能 能的
转化
甲→乙 不断减小，直至为零 不断减小，直至为零 变大 增大 动能转化为弹性势能
乙→丙 由零不断增大 由零不断增大 变小 减小 弹性势能转化为动能
知2－讲
感悟新知
(3)实验归纳：在一定条件下，动能和弹性势能可以相互转化。
3. 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。
知2－讲
感悟新知
不对外做功，外界也不对物体做功。
知2－讲
感悟新知
延伸拓展
重力势能和弹性势能之间不能直接相互转化，只有伴随着动能的转化才能实现重力势能和弹性势能之间的转化。例如，在撑竿跳高时，运动员撑竿，运动员的动能转化为竿的弹性势能；当竿弯曲程度达到最大后，竿恢复形状，将弹性势能转化为运动员的动能和重力势能。
感悟新知
知2－练
[中考·盐城]小华利用橡皮筋和钩码制作了如图3 所示的“魔罐”。在水平地面上用手将它推出，滚动一段时间后，它能自动折返。“魔罐”被推出后向前滚动的过程中( )
A. 动能转化为弹性势能
B. 弹性势能转化为动能
C. 重力势能转化为弹性势能
D. 弹性势能转化为重力势能
例2
感悟新知
知2－练
解题秘方：本题考查动能与势能的转化过程，关键掌握影响动能和弹性势能的因素。
解析：“魔罐”被推出后向前滚动的过程中，速度变小，动能转化为橡皮筋的弹性势能，魔罐开始向回滚动过程中，橡皮筋的弹性势能转化为动能，“魔罐”滚动的过程中，“魔罐”的质量不变，高度不变，重力势能不变，故A 正确。
答案：A
感悟新知
知2－练
2. [期末·达州通川区]如图的滚摆实验中，当滚轮向下滚动时， 滚轮的_______能转化为_____能。
重力势
动
知识点
机械能同其他形式能量的相互转化
知3－讲
感悟新知
2
1. 机械能是与物体的机械运动相关的能量，不仅动能和势能之间可以相互转化，在一定条件下机械能还可以与内能、声能、电能等其他形式的能量相互转化。
2. 机械能与其他形式的能量之间相互转化时，机械能总量会发生变化。机械能转化为其他形式能量，机械能总量减少，其他形式能量转化为机械能，机械能总量增加。
物体对外做功
外界对物体做功
知3－讲
感悟新知
3.自然界中各种形式的能，在一定条件下可以相互转化，如摩擦生热——机械能转化为内能；发电机发电——机械能转化为电能；电动机转动——电能转化为机械能，以上过程中机械能总量将发生相应改变。
知3－讲
感悟新知
知识链接：
1. 水电站将水的机械能转化为电能；
2. 自行车运动员奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能；
3.汽车在刹车过程中，将动能转化为内能，刹车片会发热。
感悟新知
知3－练
[模拟·长沙开福区] 如图4 所示，小涵从滑梯上匀速下滑时，臀部感到灼热，在此过程中小涵的机械能______(填“增大”“减小”或“不变”)，因为有部分机械能转化为______。
例 3
减小
内能
知3－练
感悟新知
解题秘方：判断物体机械能的变化时，若物体对外做功则机械能减小，若外界对物体做功则机械能增大。
解析：小涵从滑梯上滑下，下滑的过程中，克服摩擦做功，机械能减小，有部分机械能转化为内能。
知3－练
感悟新知
3. [期中·天津河北区]如图，小明同学拍摄了一张小球掉落地面弹跳的频闪照片，在这个过程中小球有一部分机械能转化成了_______。
内能
知识点
水能和风能
知4－讲
感悟新知
4
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。自然界中的瀑布、湍急的河水和海浪等都具有水能。
知4－讲
感悟新知
2. 风能 空气在流动过程中所具有的机械能叫风能。
风是流动的空气，由于不同地区、不同高度等的空气温度不同，压强也不同，空气就会流动起来，形成风。风具有机械能，即风能。
知4－讲
感悟新知
3. 水能和风能的利用
水能 风能
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4－讲
感悟新知
延伸拓展:
1.水能的大小由流量、流速和水位差决定。
2.风能的大小由风速和流动空气的质量决定。
感悟新知
知4－练
如图5 是利用水能发电的示意图，请你思考回答：
例4
知4－练
感悟新知
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4－练
(1)修建拦河大坝是为了增加水的_________能。
重力势
解析：修建大坝，提高了水位，水的质量和水位都
会增加，使水的重力势能增大。
感悟新知
知4－练
(2)从水能利用的角度考虑，水轮机安装的位置应该靠近 ________(填“上游”或“下游”)。
下游
解析：从水能利用的角度考虑，水位下降越多，重力势能转化成的动能越多，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。
知4－练
感悟新知
误区警示:
◆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。
◆水带动水轮机做功的过程，其实是一个动能的转移过程。
课堂小结
机械能及其转化
水能和风能
机械能
其他形式的能量
相互转化
动能
势能
转化
空气流动
风能
重力势能
弹性势能
提高水位
水能

展开更多......

收起↑