(共18张PPT)
11.4 机械能及其转化
1.知道机械能的概念、动能和势能可以互相转化,能解释与机械能转化有关的现象。
2.了解水能和风能的利用,了解人类如何利用机械能的转化与守恒解决实际问题。
学习目标
1.请你说出图11.4-1中滚摆在运动过程中动能和势能
是如何相互转化的。
滚摆在下降过程中, 能转化成 能;
滚摆在上升过程中, 能转化成 能。
2.风力发电过程是 能转化成 能;水力
发电过程是 能转化成 能;电动机
通电转动过程是 能转化成 能。
3.机械能守恒定律:如果只有 能和 能相互转化,机械能的总和 。
不变
势
动
动(机械)
电
电
水(机械)
电
风
重力势
动
动
重力势
图11.4-1
新知一 机械能及其转化
●阅读课本P71的内容,按要求回答问题。
1. 、 和 统称为机械能。空中飞行
的物体既具有 能又具有 能。
2.在空中匀速飞行的飞机,机械能是1×104 J,重力势能是6×103 J,飞机的动能是 J。
4×103
势
动
弹性势能
重力势能
动能
3.分析课本P71图11.4-1的蹦床运动过程,可以发现:
(1)蹦床运动员从高处落下接触蹦床过程中,运动员的重力势能不断
,动能不断 , 能转化为 能。
(2)在与蹦床接触后,运动员的 能转化为蹦床的 能。
(3)当运动员刚要离开蹦床准备上升时,蹦床的 能转化为运动员的 能。
(4)运动员上升过程中,运动员的 能转化为 能。可见,
能和 能在一定条件下可以互相转化。
势
动
重力势
动
动
弹性势
弹性势
动
动
重力势
增加
减少
4.请你分析课本P71图11.4-2甲中滚摆在上下滚动过程中动能和势能是如何相互转化的 图乙中小球摆动过程中动能和势能是如何相互转化的 思考:在运动过程中,机械能总量是否发生变化
图11.4-2
分析一:(图甲)
(1)当滚摆在最高处不动时,重力势能最 ,动能最 。
(2)滚摆在下落过程中,速度变 ,动能变 ,高度变 ,重力势能变 , 能转化成 能。
(3)当滚摆到达最低处时,重力势能最 ,动能最 。
(4)滚摆在上升过程中,速度变 ,动能变 ,高度变 ,重力势能变 , 能转化成 能。
(5)滚摆在上下滚动过程中,动能和重力势能的大小不断发生 ,但滚摆在各位置的机械能总和 。
不变
变化
重力势
动
大
大
小
小
大
小
动
重力势
小
小
大
大
小
大
分析二:(图乙)
(6)小球从A点运动到B点过程中, 能转化成 能;从B点运动到C点过程中, 能转化成 能。小球在摆动过程
中,机械能总和 。
不变
重力势
动
动
重力势
5.机械能守恒:大量研究结果表明,如果只有 能和 能相互转化,机械能总和 。
不变
势
动
新知二 水能和风能的利用
●阅读课本P72~73的相关内容,完成以下问题。
1.自然界的流水和风都具有大量的 能,人类可以利用水能和风能转化成 能来供电。
电
机械
2.如图11.4-2所示,图甲中发电站修筑拦河大坝的目的是提高水的
能,通过水轮机带动发电机,最终把水的 能转化
为 能。图乙中建在山顶上的“风车田”,风车可以把风的______ 能转化为 能。
电
机械
电
机械
重力势
图11.4-2
3.水电站拦河坝处的水从高处流向低处的过程中,水的( )
A.重力势能不变,动能增加
B.重力势能减小,动能增加
C.重力势能增加,动能减小
D.重力势能增加,动能不变
B
新知三 人造地球卫星的机械能转化
●阅读课本P73“科学世界”的内容,分析人造地球卫星的运动过程
中,动能和势能是如何变化的。
1.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 。
2.卫星从近地点到远地点过程中:速度 ,动能 ,
高度 ,重力势能 , 能转化为 能。
3.卫星从远地点到近地点过程中:高度 ,重力势能 ,
速度 ,动能 , 能转化为 能。
动
重力势
变大
变大
变小
变小
重力势
动
变大
变大
变小
变小
大
小
小
大
知识点 动能和势能互相转化
1.(2021·宜昌市)如图11.4-3是宜昌某景区的彩虹滑道,小东和小红从顶端滑到底端的过程中,重力势能 ,机械能 。(选填“增大”、“减小”或“不变”)
减小
减小
图11.4-3
2.(2021·北京市)在体育课上,小康用胳膊将排球向上垫起后,排球上升过程中运动得越来越慢。下列说法中正确的是( )
A.排球在脱离胳膊后能继续上升,是由于排球所受的重力小于排球的惯性
B.排球在脱离胳膊后的上升过程中,受到方向向上的力
C.排球在脱离胳膊后的上升过程中,重力势能逐渐减小
D.排球在脱离胳膊后的上升过程中,动能逐渐减小
D
3.(2020·鄂州市)把一个铁锁用绳子悬挂起来,将铁锁拉到自己的鼻子附近,稳定后松手,铁锁向前摆去,如图11.4-3所示。下列说法中正确的是( )
A.铁锁摆回时会打到鼻子
B.铁锁在摆动过程中动能与重力势能可以
相互转化
C.铁锁由高处摆到低处的过程中动能转化
为重力势能
D.铁锁上升的最大高度逐次降低,是由于受到重力作用
B
图11.4-3
4.跳伞运动员在空中匀速下落时,下列有关说法中正确的是( )
A.重力势能减少,动能增加,机械能不变
B.重力势能增加,动能减少,机械能不变
C.重力势能减少,动能不变,机械能减少
D.重力势能增加,动能不变,机械能增加
5.下列各种情况中,属于动能转化为势能的是( )
A.雪橇从山坡上滑下 B.拧紧的玩具发条带动转盘转动
C.推开的弹簧门自动关闭 D.人造地球卫星从近地点向远地点运动
D
C
6.跳远运动的几个阶段如图11.4-4所示,则运动员( )
A.助跑阶段机械能不变
B.起跳时机械能为零
C.经过最高点时动能最大
D.经过最高点时重力势能
最大
D
图11.4-4