《机械能及其转化》课件

第4节机械能及其转化第十一章功和机械能R·八年级物理下册问题导入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？探究新知知识点1机械能及其转化动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。一个物体既可以同时具有动能和势能，也可以只具有动能或只具有势能。机械能动能势能重力势能弹性势能1.机械能弓的弹性势能哪里去了？想想议议弓的弹性势能箭的动能举高的球释放后，重力势能变小，是不是能量消失了？2.动能和势能的相互转化

弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；自由下落的球，重力势能转化成动能。其他例子如：

蹦床运动员从高处落下，在与蹦床床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。也就是说，动能和势能可以相互转化 1.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。运动过程下降上升高度降低升高重力势能减小增大速度变大变小动能增大减小能的转化重力势能转化为动能动能转化为重力势能 2.如图所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。思考：滚摆和小球在运动时都具有哪些能量？动能和重力势能之间是如何转化的？小球运动到最低点动能的大小与什么有关？运动过程A→OOO→BB速度变大最大变小最小动能增大最大减小最小高度降低最低升高最高重力势能减小最小增大最大能的转化重力势能转化为动能动能最大，重力势能最小动能转化为重力势能动能最小，重力势能最大大量研究结果表明，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，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。机械能=动能+势能势能

动能+保持不变素养提升机械能守恒是一种理想状态。现实生活中，由于存在摩擦阻力等因素，在动能与势能的转化中，需克服摩擦阻力做功，机械能会转化为其他形式的能，则机械能的总量会减小。1.很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是(

)秋千荡到最低点时只有动能秋千荡到最高点时有重力势能和动能从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能从最高点荡到最低点的过程中动能增大，重力势能减小D练习2.如图所示为掉在地上的弹性小球在地面上弹跳的频闪照片。弹性小球从A点运动到B点的过程中，它的__________转化为动能；弹性小球在B点的机械能________（选填“大于”“小于”或“等于”）在C点的机械能。重力势能大于自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。知识点2水能和风能的利用水能水的流动风能空气的流动我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。点击图片播放视频让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉。靠风力鼓起帆来推动船航行。点击图片播放视频人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把它们的轴连接在一起，由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。风能也可以用来发电，风吹动风车，带动发电机发电。在风力资源丰富的地区，可同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联网供电。

风力发电如图是利用水能发电的示意图。修建拦河大坝是为了增加水的________能。从水能的利用角度考虑水轮机安装的位置应靠近________（选填“上游”或“下游”）。练习重力势下游抽水蓄能电站点击画面播放视频1.某同学荡秋千时，在他从高处摆向低处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？在他从低处摆向高处的过程中，其动能和重力势能是如何变化的？

荡秋千时，在从高处摆向低处的过程中，该同学的重力势能减小，动能增大；在从低处摆向高处的过程中，该同学的重力势能增大，动能减小。练习与应用2.跳台滑雪运动中，运动员从助滑开始，直到下落至着陆坡的运动过程中经过了各个不同的位置，如图所示。请分析运动员在这个过程中各阶段的能量转化情况（不考虑摩擦和空气阻力）。运动员在AB

段时，其重力势能转化为动能；运动员在BC

段时，其动能转化为重力势能；运动员在CD

段时，其重力势能转化为动能。3.怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？说明这种抛法的理由。用力向下抛乒乓球，使球抛出时具有一定的动能。根据机械能守恒，乒乓球弹跳到原来抛出的位置时仍有一定的动能，还能继续向上运动，到达最高点时的重力势能等于乒乓球抛出时的重力势能和动能之和，因此能使乒乓球弹跳到高于原来抛球的位置。4.在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察有什么出人意料的现象。怎样解释看到的现象？罐子滚下斜面后会再沿斜面向上滚动。开始时，罐子和铁块在重力的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，由于橡皮筋和罐子绑在一起，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开始减小，当罐子和铁块的动能全部转化为橡皮筋的弹性势能时，整个装置的速度减小为0。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。课堂小结机械能转化及其应用动能机械能守恒势能水能和风能的利用转化如果只有动能和势能相互转化，机械能是守恒的。知识点1机械能及其转化1.【安徽】在射箭比赛中,运动员释放弓弦将箭射出,弓弦的弹性势能转化为箭的

能。

动基础过关543212.【核心素养·物理观念】如图是上海“明珠线”某轻轨车站的设计方案图,与站台连接的轨道有一定坡度。从节能的角度分析,这样的设计可以让列车无动力滑行,进站时将

能转化为

能储存起来;出站时能量的转化过程正好相反,从而实现了节能的目标。

动重力势54321知识点2

机械能守恒3.【2023石家庄新华区期末】如图所示,人造地球卫星在大气层外绕地球运行,当人造卫星沿着椭圆轨道从远地点向近地点运动时,势能转化为

能,人造卫星的速度会

(选填“增大”“不变”或“减小”)。人造卫星在大气层外运行时,不受空气阻力,所以卫星的机械能

(选填“守恒”或“不守恒”)。

动增大守恒54321知识点3

水能和风能的利用4.【立德树人·传统文化】福船,福建沿海一带尖底古海船的统称,上阔下窄,首尖尾宽,两头翘,复原模型如图所示,福船作为木质时代远洋船只中的佼佼者,成就了明代郑和、戚继光、郑成功等人的伟大壮举,为中国乃至世界航海史写下了璀璨一页。福船利用

能航行。

风543215.水电站用拦河坝提高水位,被提高了水位的水下泄时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电,在这个过程中,水的

能转化为水的动能,水的动能转化为

能。

重力势电543216.【河北】2022年5月14日,一架国产C919大飞机(如图所示)从浦东机场起飞,经过3个多小时的飞行后安全降落,这标志着即将交付的首架C919大飞机首飞试验成功。下列说法正确的是 (

)A.飞机在升空过程中,飞行员的重力势能逐渐增大B.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞行员的动能一直保持不变C.飞机从起飞到安全降落的整个过程中,飞机的机械能一直保持不变D.飞机降落后,在水平跑道上滑行过程中,飞机的动能转化为重力势能A能力突破1098767.如图所示的是一名运动员投掷铅球的过程示意图。铅球在b点离手,c点是铅球运动的最高点,不计空气阻力。在a到d的整个过程中,下列说法不正确的是(

)A.只有在a到b的过程中,运动员对铅球做了功B.在b到d的过程中,铅球的机械能先增加后减少C.在c到d的过程中,铅球的重力势能减少D.在a到d的过程中,铅球运动状态在不断的变化B1098768.如图所示,在光滑的水平台面上,一轻质弹簧左端固定,右端连接一个小球,O点是弹簧保持原长时小球的位置,现将小球压缩弹簧到A点位置,在A到O之间还有B、C两点,在忽略一切阻力的情况下当小球释放后,下列分析不正确的是(

)A.小球从A到B弹性势能转化动能B.小球从B到C动能转化为弹性势能C.小球在A点处弹性势能最大D.小球在O点处动能最大B1098769.如图所示,水平桌面上有一个圆形的磁铁导轨,导轨正上方有一个超导体物块,该物块以大小恒定的速度绕着圆形导轨运动,忽略空气阻力,下列关于该物块的说法,错误的是(

)A.运动状态不变B.机械能不变C.动能不变

D.受力不平衡A10987610.【易错题】“蹦极”是年轻人喜爱的一项游玩项目,小海同学做了一个模拟“蹦极”的探究实验。他将橡皮筋一端固定在铁架台上,自然下垂时如图甲所示。(1)小海在橡皮筋另一端挂一只钩码,将钩码提高后自由释放,钩码到达最低点时如图乙所示,此过程中橡皮筋长度增加,说明力可以

,橡皮筋的

能增加。钩码的下落速度变化情况是

(选填“增大”“减小”“先增大后减小”或“先减小后增大”),它的重力势能

(选填“增大”“减小”或“不变”)。

(2)实验过程中,细心的小海同学发现钩码从最低处向上弹起时,弹起的高度每次都会减小,则弹起过程中机械能

(选填“增大”“减小”或“不变”)。

改变物体的形状弹性势先增大后减小减小减小10987611.【立德树人·民族自豪】北京时间2023年5月10日,搭载“天舟六号”货运飞船的“长征七号遥七”运载火箭,在我国文昌航天发射中心成功发射。“天舟六号”“快递员”给空间站携带了各类补给物资,是世界现役的上行载货能力最强的货运飞船。在火箭发射升空的过程中,下列说法正确的是(

)A.做匀速直线运动B.飞船携带的各类补给物资质量变小C.飞船的重力势能变大D.飞船的机械能不变C素养达标13121112.如图所示,小球由细线吊着在AB间自由摆动,不计空气阻力和摩擦,下列说法正确的是(

)A.小球在A点和O点所受重力的方向不同B.小球由O点到B点的过程中,动能转化为重力势能C.当小球刚好摆动到O点时,假如所有外力都消失,小球将保持静止状态D.换用质量更大的小球,小球从A