【初中 物理】机械能及其转化课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

11.4机械能及其转化核心素养学业质量物理观念1.知道什么是机械能。2.能理解动能和势能间的相互转化。3.知道在什么条件下机械能守恒。4.了解水能和风能在生活中的应用。核心

素养教学内容物理

观念1.通过飞机高空飞行的实例让学生知道机械能的概念。2.通过分析物体下落、弯弓射箭，让学生理解动能和势能是可以相互转化的，并了解每个过程中能量间是如何转化的。3.通过观察滚摆和单摆实验，让学生思考机械能的变化，知道只有动能和势能相互转化时，机械能才能守恒。4.通过了解水电站和风能发电的工作原理，让学生知道人类如何利用水能和风能进行发电。核心

素养学业质量教学内容科学

思维1.会分析物体动能和势能的变化及其转化情况。2.基于机械能转化的事实证据推理机械能守恒的条件。1.通过滚摆和单摆等实验，引导学生多方面思考，探索实验过程中物体的动能和势能的变化，并能分析总结每个过程中动能和势能之间的转化情况。2.通过观察滚摆和单摆实验，让学生从实验的实际情况分析机械能减少的原因，从而推理机械能守恒的条件。核心

素养学业质量教学内容科学

探究能通过实验现象的

探究得出结论。通过对滚摆和单摆等实验的

观察和探究，让学生了解其

过程中机械能的变化和转化

情况，从而得出相应的科学

结论。核心

素养学业质量教学内容科学

态度与责

任1.通过实验探究培

养学生严谨认真、

实事求是的科学态

度。2.了解水能和风能

在生活中的应用，

提高环保意识和培

养节约能源的美

德。1.通过实验探究与现象分析，使学生养成勤于思考、仔细观察的科学习惯和实事求是的科学态度。2.通过了解水电站和风能发电的工作原理和《天工开物》记载的水车，让学生了解水能和风能在生活中的应用，提高学生环保意识和培养节约能源的美德。2022课程标准学习目标1.知道动能、势能和

机械能，通过实验，

了解动能和势能的相

互转化。2.举例说明机械能和

其他形式能量的相互

转化。1.【重点】知道机械能的概念。2.【重点】通过分析实例，知道

动能和势能可以相互转化，知道

如果只有动能和势能相互转化，

机械能是守恒的。3.了解水能和风能的利用是机械

能转化在生活中的应用。知识点1

机械能及其转化（一）机械能的概念1.

问题：如图所示，飞机在高空中飞行，飞机具有哪些

能量呢？2.

分析：由于飞机在运动，所以具有

能，又因为

它处于高空，所以还具有

能，把这两种能量

加在一起，就得到它的总机械能。3.

结论：在物理学中，把

能、

⁠能

和

能统称为机械能。动

重力势

动

重力势

弹性势

（二）机械能的转化1.

问题：动能和势能可以相互转化吗？2.

演示：让一个物体从高处下落，请分析其势能和动能

的变化情况。3.

分析：下落时，物体的高度

，重力势能

⁠

；物体速度

，动能

。（均选填

“变大”“变小”或“不变”）4.

问题：减少的重力势能去哪里了？变小

变

小

变大

变大

5.

分析：物体的

能转化为它的

能。6.

演示：如图所示，弯弓把箭射出时，弓和弦逐渐恢复

原状，箭的速度变大。重力势

动

7.

分析：这个过程中弓和弦的弹性势能

，箭的

动能

（以上均选填“变大”“变小”或“不

变”）。这说明，弓和弦的

⁠能转化为箭

的

能。8.

结论：可见动能和势能可以相互

⁠。变小

变大

弹性势

动

转化

（三）机械能的守恒1.

演示：

甲

（1）如图甲，观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中

动能和势能是如何转化的（忽略阻力和摩擦）。滚摆下落时，重力势能转化为动能；滚摆上升时，动能

转化为重力势能。

时，动能转化为重力势能。滚摆下落时，重力势能转化为动能；滚摆上升时，动能

转化为重力势能。（2）如图乙，做单摆实验，分析小球在摆动过程中动能

和势能的相互转化。小球从A点到B点时，重力势能转化为动能；从B点到C点

时，动能转化为重力势能。小球从A点到B点时，重力势能转化为动能；从B点到C点

时，动能转化为重力势能。

乙2.

问题：以上两实验，我们都看到滚摆和小球上升的

高度越来越

，最后停在最

点，这是什么

原因呢？3.

分析：在实际情况中，无论是滚摆还是单摆，在运动

的过程中都会受到

的影响，机械能都会转化为

其他形式的能。4.

结论：大量的研究结果表明，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

，或者说，机械能是守恒的。小

低

阻力

不变

【典例1】如图所示，皮球在地上来回反弹，皮球下降的过程中，其动能

，重力势能

（以上两空格均选填“增大”“减小”或“不变”），

能转化为

能；皮球上升的过程中，其动能

，重力势能

（以上两空格均选填“增大”“减小”或“不变”），

能转化为

⁠

能。皮球最后停在地上，这说明皮球的机械能

（选填“守恒”或“不守恒”），这是因为

⁠。增大

减小

重力势

动

减小

增大

动

重力势

不守恒

皮球在地上来回反弹时受到阻力的影响

【典例1】图【变式1】如图所示，把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁

锁拉到你的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。你

认为铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？请分析其原因。【变式1】图答：不会，因为铁锁拉到一定高度，重力势能是一定

的，在与动能转化过程中，不会增多，高度不会超过

原有的；另外，铁锁在运动的过程中受到阻力的影

响，机械能不守恒，所以铁锁不能回到原来高的位置

打到鼻子。答：不会，因为铁锁拉到一定高度，重力势能是一定

的，在与动能转化过程中，不会增多，高度不会超过

原有的；另外，铁锁在运动的过程中受到阻力的影

响，机械能不守恒，所以铁锁不能回到原来高的位置

打到鼻子。知识点2

水能和风能的利用1.

问题：什么是水能，什么是风能呢？2.

分析：如图甲所示，高处流下的水具有能量，水能是

水的

⁠。机械能

甲

乙如图乙所示，风是空中流动的空气，风能是空气的

⁠

。（以上两空格均选填“动能”“势能”或“机

械能”）机

械能

3.

问题：人类如何利用水能和风能呢？4.

应用：（1）在19世纪，人类开始利用水能、风能发电，如图甲

所示是水电站的剖面图。上游的水向下沿着导管运动的

过程中，水的

转化为水的

；运动

的水流冲击水轮机使其转动，水轮机带动发电机发电将

其

转化为电能。相同水量，拦河坝上、下水

位差越大，水的

越大，能发出的电就越

多。（以上空格均选填“动能”“重力势能”或“机械能”）重力势能

动能

机械能

重力势能

甲

（2）如图乙所示，风力发电的工作过程是将风能转化为

风车叶片转动的

能，并通过发电机转化为

能。

乙机械

电

【典例2】我国某地的一座风力发电站由20台风力发电机

组成。风力发电机的风车安装在高铁架上端的水平轴

上，轴可以随风向转动。风吹动风车转动，可带动发电

机或其他机器工作。（1）风力发电的能量传递和转化过程：风的

⁠能

→风车的

能→

的机械能→电能。机械

机械

发电机

（2）风力发电的好处是

；不足之

处是

。（请各写出一点）不会造成环境污染

发电量不稳定

【变式2】如图所示，是明代宋应星在《天工开物》中记

载的农业生产汲水装置——水车，又叫“翻车”。它利

用水力驱动水轮，再带动翻车工作，将人力彻底解放了

出来，实现了“全自动化”。利用水力驱动水轮，这是

把水的

能转移为水轮的

能。机械

机械

【变式2】图阅读课本的“科学世界”，了解抽水蓄能电站。1.

抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水

库，把

能转化为水的

能。2.

在电力负荷高峰期再放水至下水库，把水的

⁠

能转化为

能，进行发电。电

机械

机械

电

天荒坪抽水蓄能电站1.

在物理学中，把

、

和

⁠

统称为

，即：机械能＝动能＋势能。2.

和

可以相互转化。3.

如果只有

和

相互转化，机械能的总

和不变，即

⁠。动能

重力势能

弹性势

能

机械能

动能

势能

动能

势能

机械能守恒

基础评价

1.

如图所示，我国自行研制生产的大型客机C919实现首

飞。下列有关飞机的说法中正确的是（

A

）A.

起飞时，飞机的机械能变大B.

起飞时，飞机的重力势能不变C.

降落时，飞机相对于地面是静止的D.

着陆后，飞机的惯性消失第1题图A2.

如图所示，小球从高为h的A点静止释放，然后沿无摩

擦轨道ABC运动，BC为水平轨道，忽略一切阻力。下列

说法正确的是（

D

）A.

在AB段，小球动能不断减少B.

在AB段，小球重力势能不变C.

在BC段，小球机械能不断减少D.

在BC段，小球速度不变第2题图D3.

如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球先

后经过B、C两位置时具有相同的

（选填“动

能”“重力势能”或“机械能”）。第3题图机械能

素养评价

4.

第十四届全国冬季运动会在内蒙古自治区呼伦贝尔市

举办。如图所示是一位运动员在单板滑雪U形场地上进

行训练时，由A点运动到C点过程中频闪摄影的照片