第六节能量的转化和守恒

第4节机械能及其转化,1,1、什么叫动能？其大小与什么有关？2、什么叫重力势能？其大小与什么有关？3、什么叫弹性势能？其大小与什么有关？,物体由于运动而具有的能叫动能。其大小与质量、速度有关。,物体由于被举高而具有的能叫重力势能。其大小与质量、被举高度有关。,复习提问,物体由于发生弹性形变具有的能叫弹性势能。其大小与弹性材料、形变程度有关。,1.知识与技能能用实例理解动能和势能的相互转化。能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。知道机械能守恒定律及条件。2.过程与方法通过观察和实验认识动能和势能的转化过程。,3,过山车在运动的过程中，动能和势能会发生什么变化？,4,1.滚摆向下运动过程中，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能。,一、动能和重力势能的转化,2.滚摆向上运动过程中，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。,1、滚摆的动能和重力势能的转化,5,A,B,C,单摆,重力势能,动能,动能,重力势能,最大,为零,最小,最大,二、,6,1.摆球向下摆动过程中,重力势能变小,速度变大，摆锤的动能变大,摆锤的重力势能转化为动能。,2.当摆锤过中点向上转动过程中,速度变小,摆锤的动能变小,重力势能变大，摆锤的动能转化为重力势能。,7,用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。铁锁摆回时会碰到你的鼻子吗？会距离你的鼻子很远吗？,在这个实验里，铁锁的动能和势能在不断转化。在转化过程中，机械能的总量有什么变化吗？,8,想想做做,分析：不会打到鼻子，因为铁锁拉到一定高度，所具有的重力势能是一定的，铁锁来回摆动的过程中，铁锁的动能和势能相互转化，在动能和势能相互转化的过程中，铁锁的机械能的总量不会增加，铁锁上升的高度不会超过原来的高度，打不到鼻子上。,因为有摩擦等阻力，机械能会逐渐减小，这时机械能是守恒的。部分机械能转化为。,不,内能（热能）,分析其中的动能和势能的转化,3、卫星,b.卫星在近地点的动能最，重力势能最；在远地点的动能最，重力势能最。卫星在运动过程中机械能。,大,小,小,大,势能，速度，动能，,高度，势能。动能，,减小,增大,增大,增大,增大,减小,低,高,守恒,（快）,（慢）,a.当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能，动能，速度如何变化？当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能，动能，速度又如何变化？,二、动能和弹性势能的转化,1、在拉开的弓把箭射出去的过程中，弓的弹性势能减小，箭的动能增大，弓的弹性势能转化为箭的动能。,在生活中，你还能举哪些例子呢？,11,2、铁球压缩弹簧过程中，铁球的动能减小，弹簧的弹性势能增大，动能转化为弹性势能。弹簧恢复过程中，弹簧的，铁球的，。,12,弹性势能减小,动能增大,弹性势能转化为动能,三.分析皮球在下落过程中，物体动能、势能的转化。,高度减小,速度增大,重力势能减小,动能增大,转化,（1）皮球下落：,13,（2）皮球接触地面形变：开始发生弹性形变，弹性势能逐渐增大。向下的速度变小，动能减小。这时是动能转化为弹性势能。,动能减小,弹性势能增大,转化,速度减小,形变增大,14,（3）皮球在恢复原状的过程中：弹性形变程度变小，向上的速度变大。,动能增大,弹性势能减小,转化,形变减小,速度增大,15,（4）皮球上升时：,高度增大,速度减小,重力势能增大,动能减小,转化,16,3.分析皮球从手中落下又弹起的整个过程中的能量的转化。,皮球向下落向地面时，_能转化为_能；撞击地板形变时，_能转化为_能；恢复形变（未离开地面）向上弹起时，_能转化为_能；离开地面向上弹跳时，_能转化为_能。,动,动,动,弹性势,弹性势,重力势,动,重力势,动能,重力势能,弹性势能,17,三、水能和风能的利用,1、下列关于水能和风能的说法中，正确的是（）A、流动的河水只有动能，没有重力势能B、风只具有动能，不具有重力势能C、利用水能和风能都可以做连续性的工作D、水能和风能都不会污染环境,2、建造水电站时修拦河坝，其目的_，使水的_能储存起来，打开水闸，河水的_能转化成_能冲击水轮机发电。,3、风能利用起来比较简便，而且不会_。但是风能_,（“稳定”或“不稳定”）也不便于贮存。,D,提高水位,重力势,重力势,动,污染环境,不稳定,18,机械能守恒,动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。如果没有摩擦阻力,在只有动能和势能相互转化的过程中,机械能的总量保持不变。,动能是物体运动时具有的能量。势能是存储着的能量。,动能和势能的相互转化的条件（1）动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自变化，而且一定是此增彼减。（2）动能的增减变化要以速度的增减来判断。（3）重力势能的增减变化要以物体离地面高度的增减变化来判断。（4）弹性势能的增减要根据形变大小的变化来判断。,第4节机械能及其转化,机械能,动能,重力势能,弹性势能,势能,守恒,无摩擦,滚摆,单摆,卫星,弓箭,弹簧,皮球,板书设计,20,1.弹簧门在推开以后能自己关闭，从能的转化角度来说明这一过程。,弹簧门被推开的过程，动能转化为弹性势能；弹簧门自动关闭的过程，弹性势能转化为动能。,21,2.说明下列过程中机械能的转化：（1）雪橇从山坡上滑下来（2）炮弹从炮口斜向上射出，又落回到远处地上。,重力势能转化为动能,动能转化为重力势能再转化为动能,22,3.“神舟五号”载人飞船的成功返航，实现了中国人几千年的飞天梦。当飞船减速着陆后航天英雄杨利伟的()A.动能增加，重力势能减少B.动能减少，重力势能减小C.动能减少，重力势能不变D.动能不变，重力势能减少,23,4.如图是某城市地铁的设计方案图,进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡,为了充分利用能量,火车进站上坡前关闭发动机,由于惯性冲上缓坡,则上坡时火车的动能逐渐_重力势能逐渐_。(选填“增大”“减小”或“不变”),减小,增大,24,骑自行车上坡时为什么紧蹬几下？,答：因为紧蹬几下，增大速度，增大动能，以便更多动能转化为重力势能，防止车倒退。,生活中的物理，你留意过吗？,25,卫星在近地点的速度最_，动能最_，重力势能最_；在远地点的速度最_,动能最_，重力势能最_。,大,小,小,大,大,小,由近地点到远地点：_能转化为_能,动,重力势,测试,26,9.对一个站在正在匀速上升的电梯中静止不动的人来说，下列说法中正确的是()A.只具有重力势能；B.只具有动能C.即具有动能又具有重力势能；D.没有机械能,C,10.在下列情况中，机械能发生变化的是()A.物体从光滑的斜面自由下滑；B.物体在真空中自由下落C.跳伞运动员匀速降落；D.物体在光滑的水平面上匀速运动,C,1、过山车下降时速度越来越大，重力势能转化成动能；上升时速度越来越小，动能转化成重力势能。,2、用力向下抛出乒乓球，使球抛出时具有一定的动能。根据机械能守恒，乒乓球弹跳到原来的位置时仍有一定的动能，还能继续运动，到达最高点时的重力势能等于乒乓球抛出时的重力势能与动能之和，因此能使乒乓球弹跳到高于抛出时的位置。,3、物体在最高点时重力势能最大，当与蹦床将要接触时具有一定的动能。物体与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，物体的动能转化成蹦床的弹性势能。当床面达到最大形变时弹性势能最大，物体的速度为0，动能最小。床面在恢复原状过程中，弹性势能转化成物体的动能。物体在上升过程中，动能转化为重力势能。,4、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。由于罐子和橡皮筋捆绑在一起，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将会减小。当罐子和铁块的动能全部转化为橡皮筋的弹性势能时，整个装置处于静止状态。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。,28,学生在做模拟“蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端系一