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(共33张PPT)
机械能及其转化
第4节
第十一章 功和机械能
（人教版）八年级
下
01
新课标要求+课标解读
02
学习目标
1. 知到机械能的概念
2. 经历动能和势能相互转化的探究过程，了解机械能守恒的条件
3. 了解水能和风能的利用
03
课堂导入
　　素有“用生命上课的物理老师”之称的，瓦尔特·列文教授，曾给学生做了个实验，在教室上挂了一个15英尺长的单摆摆锤，把摆锤顶在下巴上，然后……3，2，1列文松手，摆锤在空中划出了一道优雅的弧线，又直冲老教授的脸砸了回来！摆锤在几乎要砸中列文教授下巴的时候停止并向反方向离开了......你知道这是什么原因吗？
04
知识回顾
05
机械能及其转化
撑杆跳运动员在比赛，从地面到达最高处，再到最后落到地面，在这一过程中，涉及的能量都有哪些，你能列举出来吗？
奔跑中的运动员
运动员
在空中
撑杆发生
弹性形变
动能
重力势能
弹性势能
机械能
05
机械能及其转化
物体可以既有动能，又有势能， 这两种能量加在一起，就是它的机械能。
在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。其单位是焦耳，简称焦，用符号J表示。影响其因素：质量、速度、高度、形变程度。
飞行的飞机具有动能和重力势能
压缩中的弹簧具有动能和弹性势能
05
机械能及其转化
射箭时，人用力拉弯弓，放手后箭被射出，分析该过程中弓和箭的能量变化。
拉弓时
放手后
被拉弯
弹性势能变大
拉弓时
放手后
弓
箭
弹性形变程度变小
由运动到静止
由静止到运动
弹性势能变小
动能变小
动能变大
弹性势能　　　　　　
动能
05
机械能及其转化
运动过程 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
A→B 降低 减小 变大 增大
B→C 升高 增大 变小 减小
C→B 降低 减小 变大 增大
B→A 升高 增大 变小 减小
重力势能转化为动能
重力势能转化为动能
动能转化为重力势能
动能转化为重力势能
结论：单摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化
05
机械能及其转化
运动过程 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
下降 降低 减小 变大 增大
上升 升高 增大 变小 减小
重力势能转化为动能
动能转化为重力势能
结论：滚摆在摆动过程中，动能和重力势能可以相互转化。
05
机械能及其转化
研究的 过程 球的速度 球的动能 弹簧的 形变程度 弹簧的 弹性势能 能的转化
乙 木球 压缩弹簧 逐渐减小 直至为0 逐渐减小 直至为0 由小变大 逐渐增大
丙 弹簧把 木球弹回 由0逐渐 增大 由0逐渐 增大 由大变小 逐渐减 小直至为0
动能转化为
弹性势能
弹性势能
转化为动能
结论：动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。
05
机械能及其转化
动能和势能的相互转化：
动能
重力势能
弹性势能
速度变小
高度增加
速度变小
形变增加
高度变小
速度变大
形变减小
速度变大
05
机械能及其转化
机械能守恒
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，即机械能是守恒的。（做题的时候要格外注意空气摩擦啊）
机械能守恒是一种理想化的物理模型（如下图）。
06
水能和风能的利用
地球上，海水潮汐涨落，江河日夜奔腾；有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都具有大量机械能的天然来源。
水能和风能都是机械能。
06
水能和风能的利用
流动的水具有动能，高处的水具有重力势能，水所具有的机械能统称为水能。水能的大小由流量、流速和水位差决定。早在1900多年前，我们的祖先就制造了木质水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。
水磨
06
水能和风能的利用
水碓
06
水能和风能的利用
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。
06
水能和风能的利用
当前，我国抽水蓄能电站技术已处于世界先进水平。截至2022年年底，已建的抽水蓄能电站总装机容量为4579万千瓦，居世界首位。如图所示，是浙江省北部安吉县境内的天荒坪抽水蓄能电站。
06
水能和风能的利用
空气在流动过程中所具有的机械能叫做风能。风能的大小由风速和流动空气的质量决定。
我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。至少1700多年前已开始利用风来推动风车做功。
06
水能和风能的利用
风能也可以用来发电。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。
07
习题练习
C
07
习题练习
D
07
习题练习
C
07
习题练习
C
07
习题练习
A
07
习题练习
B
07
习题练习
C
07
习题练习
B
07
习题练习
A
07
习题练习
大于
变大
不变
08
作业布置
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