十一章4机械能及其转化

1、机机 械械 能能动能、重力势能和弹性势能统称为动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。机械能。动能是物体运动时具有的能量。动能是物体运动时具有的能量。势能是存储着的能量。势能是存储着的能量。1 .观察滚摆的运动，讨论观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。势能是如何转化的。高度重力势能速度动能参考面最高点最大最大最小最小最小最小最大最大最大最大最大最大零零零零参考面一、机械能及其转化一、机械能及其转化上升过程：上升过程：（不计阻力，物体只受重力作用）（不计阻力，物体只受重力作用）速度减小，高度增加。即物体动能减小，重力势能速度减小，高度增加。即物体动能减

2、小，重力势能增大。在最高点处，物体速度减小到零，而高度最增大。在最高点处，物体速度减小到零，而高度最大。大。动能转化为重力势能动能转化为重力势能下落过程：下落过程：速度增大，高度减小。即动能增加，重力势能减少。速度增大，高度减小。即动能增加，重力势能减少。重力势能转化为动能重力势能转化为动能单摆单摆 （动能和重力势能之间的转化）（动能和重力势能之间的转化）2.分析小球在摆动过程中分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。动能和势能的相互转化。受力分析：受力分析：A（不计阻力，物体受重力和绳子拉力作用，只有重力做功）（不计阻力，物体受重力和绳子拉力作用，只有重力做功）势能最大动能为零动能最大势能

3、最小A O：BO B：重力势能增加，动能减少重力势能增加，动能减少动能转化为重力势能动能转化为重力势能势能最大动能为零O重力势能减少，动能增加重力势能减少，动能增加重力势能转化成动能重力势能转化成动能 动能和重力势能可以相互转化动能和弹性势能可以相互转化吗？动能和弹性势能可以相互转化动能和弹性势能可以相互转化机械能机械能: :动能和势能统称为机械能动能和势能统称为机械能动能和势能可以相互转化动能和势能可以相互转化如果只有动能和势能相互转化，机械能的总如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。和不变，或者说，机械能是守恒的。 机械能守恒定律机械能守恒定律二、机械能守恒

4、定律二、机械能守恒定律条件：不受摩擦阻力或只有重力做功条件：不受摩擦阻力或只有重力做功卫星在近地点卫星在近地点_最大，最大，卫星在远地点卫星在远地点_最大。最大。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远地点近地点远地点近地点卫星在运行过程中，也发生动能和势能的相互转化动能势能 用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到自用绳子把一个铁锁悬挂起来。把铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，头不要动。铁锁向前己的鼻子附近，稳定后松手，头不要动。铁锁向前摆去又摆回来。铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？会摆去又摆回来。铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？会距离你的鼻子很远吗？距离你的鼻子很远

5、吗？想想做做想想做做不会，因为铁锁在摆动的过程中，动能和重力势能相互转化，铁锁受阻力作用，铁锁部分机械能转化为其他形式的能，铁锁的机械能有损失摆不到原高处。 3. 分析皮球在下落过程中，物体动能、势能的转化。分析皮球在下落过程中，物体动能、势能的转化。高度减小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：）皮球下落：（2）皮球接触地面：）皮球接触地面：动能减小弹性势能增大转 化速度减小速度减小形变增大 （3）皮球在恢复原状的过程中）皮球在恢复原状的过程中：动能增大弹性势能减小转 化形形变变减减小小速度增大速度增大（4）皮球上升时：）皮球上升时：高度增大高度增大速度减小速度减小重力势

6、能增大动能减小转 化分析整个过程，皮球分析整个过程，皮球能量的转化是：能量的转化是：动能重力势能弹性势能练一练练一练分析皮球从手中落下又弹起的过程分析皮球从手中落下又弹起的过程中的能量的转化。中的能量的转化。皮球落向地面时，皮球落向地面时， 能转化为能转化为 能；能；撞击地板时，撞击地板时， 能转化为能转化为 能，恢能，恢复形变（未离开地面）向上弹起时，复形变（未离开地面）向上弹起时， 转转化为化为 能，离开地面向上弹跳时，能，离开地面向上弹跳时， 能能转化为转化为 能。能。动动动动动动弹性势能弹性势能弹性势弹性势重力势重力势动动重力势重力势1.1.水能的利用：水能的利用： 流动的水具有动能，

7、高处的水具有势能，水所具有的机械能统称水能。 数千年前，人们已知道利用流水的能量来转动水车，汲水灌溉。自从19世纪末德国建成世界上第一座水电站以来，水力发电就成了水能利用的主要形式。当上游的水冲击水轮机的叶片时，就把大部分的动能传递给水轮机，使水轮机转动起来，由此带动发电机发电。潮汐发电潮汐发电三、水能和风能的利用三、水能和风能的利用 海浪是由海海浪是由海面上的风引起的，起伏的海面上的风引起的，起伏的海浪冲击涡轮机发电。航标的浪冲击涡轮机发电。航标的工作原理就是利用波浪上下工作原理就是利用波浪上下垂直运动垂直运动,推动涡轮机发电推动涡轮机发电航标灯航标灯2.2.风能的利用：风能的利用： 空气在

8、流动过程中所具有的机械能叫做风能。风能空气在流动过程中所具有的机械能叫做风能。风能是一种永不枯竭的能源，地球上的风能资源超过煤、石是一种永不枯竭的能源，地球上的风能资源超过煤、石油和天然气能量资源的总和。数千年前人们就知道利用油和天然气能量资源的总和。数千年前人们就知道利用风能使帆航行。远在风能使帆航行。远在3000年前我国东南沿海的居民已使年前我国东南沿海的居民已使用风车车水灌溉或排涝。用风车车水灌溉或排涝。 风能是一种很不集中、很不风能是一种很不集中、很不稳定的能量形式。人们在风力大稳定的能量形式。人们在风力大的地方建造风力发电场，以便有的地方建造风力发电场，以便有效地利用可持续供给的能源

9、。效地利用可持续供给的能源。卫星在近地点的卫星在近地点的动能最动能最 ，势能最势能最 ；在远地点的在远地点的动能最动能最 ，势能最势能最 。 大大小小小小大大人造地球卫星的机械能转化人造地球卫星的机械能转化动能可以转化为重力势能，重力势能也可动能可以转化为重力势能，重力势能也可以转化为动能。以转化为动能。动能与势能统称为机械能动能与势能统称为机械能物体的动能和势能可以相互转化，而且在物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量转化过程中，如果不受阻力，机械能的总量保持不变。保持不变。 机械能守恒定律机械能守恒定律总结：你学到了那些知识？总结：你学到了那些知识？ 练

10、一练练一练1 1、弹簧门在推开以后能自己关闭，从能的转、弹簧门在推开以后能自己关闭，从能的转化来说明这一过程。化来说明这一过程。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，弹性势能转化为动弹簧门自动关闭的过程，弹性势能转化为动能能2. 2.小老虎撑杆跳高时，它助跑时的小老虎撑杆跳高时，它助跑时的_能转化能转化成杆的成杆的_能能, ,杆在恢复原状的过程中，杆在恢复原状的过程中，_能又将其转化成小老虎的能又将其转化成小老虎的_能，这能，这时，小老虎被举高过杆。时，小老虎被举高过杆。动动弹性势弹性势弹性势弹性势重力势重力势3 3、说明下列过程

11、中机械能的转化：、说明下列过程中机械能的转化：（1 1）雪橇从山坡上滑下来）雪橇从山坡上滑下来（2 2）炮弹从炮口斜向上射出，又落回到远处）炮弹从炮口斜向上射出，又落回到远处地上。地上。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再转化为动能动能转化为重力势能再转化为动能4、20032003年年1010月月1616日，日，“神舟五号神舟五号”载人载人飞船成功返航，实现了中国人几千年的飞飞船成功返航，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天梦。当飞船减速着陆后航天英雄杨利伟的的 ( () )A A、动能增加，重力势能减少、动能增加，重力势能减少B B动能减少，重力势

12、能减小动能减少，重力势能减小C C、动能减少，重力势能不变、动能减少，重力势能不变D D动能不变，重力势能减少动能不变，重力势能减少5、如图是某城市地铁的设计方案图如图是某城市地铁的设计方案图, ,进站和出站进站和出站的轨道都与站台构成一个缓坡的轨道都与站台构成一个缓坡, ,为了充分利用能为了充分利用能量量, ,火车进站上坡前关闭发动机火车进站上坡前关闭发动机, ,由于惯性冲上缓由于惯性冲上缓坡坡, ,则上坡时火车的动能逐渐则上坡时火车的动能逐渐 重力势能逐重力势能逐渐渐 。( (选填选填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”) )减小减小增大增大6.小朋友玩蹦蹦床时，对他们在上升和下落

13、过程中机小朋友玩蹦蹦床时，对他们在上升和下落过程中机械能的变化，下列分析不正确的是（械能的变化，下列分析不正确的是（ ） A小孩上升到最高点时的重力势能最大小孩上升到最高点时的重力势能最大 B小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能小孩在空中下落的过程中重力势能转化为动能 C小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大小孩下落到最低点时蹦蹦床的弹性势能最大 D小孩下落到最低点时的小孩下落到最低点时的 动能最大动能最大 D7.物理课上物理课上,物理老师给同学们演示滚摆实验物理老师给同学们演示滚摆实验时时,我们看到滚摆在上下运动过程中我们看到滚摆在上下运动过程中,每次上升每次上升的高度逐渐降低的高度逐渐

14、降低,对此对此,下列说法正确的是下列说法正确的是( )A 、滚摆运动到最高处时、滚摆运动到最高处时,重力势能为零重力势能为零 B、 滚摆下降过程中滚摆下降过程中,动能减小动能减小C 、滚摆在运动过程中克服阻力做功、滚摆在运动过程中克服阻力做功,机械能机械能 逐渐减小逐渐减小D 、滚摆运动过程中、滚摆运动过程中,它的机械能始终不变它的机械能始终不变C8 8、学生在做模拟、学生在做模拟“蹦极蹦极”的小实验。一根橡皮筋一端的小实验。一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在系一个小石块，另一端固定在d d点，点，b b点是橡皮筋系小点是橡皮筋系小石块自然下垂时下端所在的位置，石块自然下垂时下端所在的位置，c c点是小石块从点是小石块从a a点点自由下落所能到达的最低点。在小石块由自由下落所能到达的最低点。在小石块由a a点到点到c c点运点运动的过程中，以下说法正确的是动的过程中，以下说法正确的是( () )A A、小石块动能一直在增加、小石块动能一直在增加B B、小石块减少的重力势能全部、小石块减少的重力势能全部转化为动能转化为动能C C、小石块经过、小石块经过b b点时，橡皮筋具点时，橡皮筋具有弹性势能有弹性势能D D、小石块到达、小石块到达C C点时，动能为零点时，动能