初中物理人教版八下11.4机械能及其转化 课件(共22张PPT)

(共22张PPT)
11.4 机械能及其转化
陈峰同学的家到学校本是一条在水平面上的直路，爱动脑筋的陈峰做了这样一个设想：要是将从家到学校的路挖成一个“U”字形，如图所示，只要从家骑上自行车后，不用刹车也不用踩车，等车停下来就可以到达学校了。
陈峰同学的设想到底能不能实现，这节课我们就为同学们揭开此谜。
学习目标
1．知道机械能包括动能和势能。
2．理解机械能的转化。
3．能解释动能、重力势能、弹力势能间相互转化的简单物理现象。
4．初步了解机械能守恒的含义。
5．通过观察和实验的方法探究动能和势能相互转化的规律。
一、机械能及其转化
飞行中的飞机
飞行中的飞机具有动能和重力势能
一、机械能及其转化
　　
此时的跳水运动员具有动能和重力势能
一、机械能及其转化
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
动能、势能统称为机械能。机械能的单位是焦耳，简称焦，用字母J表示。
物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
一、机械能及其转化
弓的弹性势能哪里去了？
举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？
蹦床运动员从高处落下,能量哪里去了？
一、机械能及其转化
弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；球从高处下落，球的重力势能转化成了它的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。可见，动能和势能可以相互转化。
一、机械能及其转化
想想做做
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。
一、机械能及其转化
滚摆下降时，速度_____，________能减小，
_____能增大，_______能转化为______能；
滚摆上升时，速度______，______能减小，
_______能增大，_______能转化为_______能。
结论：实验表明，物体的动能和重力势能是可以相互
转化的，动能可以转化为重力势能，重力势能也可
以转化为动能。
变大
重力势
动
重力势
动
变小
动
重力势
动
重力势
一、机械能及其转化
分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。
单摆下降时，________能减小，_______能增大。
在此过程中________能转化为_______能。
单摆上升时，_______能减小，_______能增大。
在此过程中_______能转化为_______能。
重力势
动
重力势
动
动
重力势
动
重力势
一、机械能及其转化
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，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
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。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
想想做做
二、水能和风能的利用
地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾；有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉；船靠风力鼓起帆来推动它们航行。到19世纪，人类开始利用水能发电。
二、水能和风能的利用
人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，它们的轴连接在一起，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。
二、水能和风能的利用
风能也可以用来发电，风吹动风车，可以带动发电机发电。单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联在一起供电。
二、水能和风能的利用
人造地球卫星的机械能转化
人造地球卫星在大气层外环绕地球运行。它的速度很快，一天内可以绕地球飞行几圈到十几圈。人造地球卫星广泛用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。
许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点, 最远的一点叫远地点。卫星在运行过程中不受空气阻力，只有动能和势能的转化。因此，机械能守恒。卫星在远地点时势能最大，当卫星从远地点向近地点运动时，它的势能减小、动能增大，速度也就增大。当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大，动能就会减小，速度也减小。
课堂练习
1．羽毛球比赛中，空中飞行的羽毛球先后经过A、B两点时的重力势能相等，相比A点，羽毛球在B点时( )　　
A．机械能较小，动能较大
B．机械能较大，动能较大
C．机械能较小，动能较小
D．机械能较大，动能较小
C
课堂练习
2．以相同速度水平匀速飞行的鸽子和小燕子，如果它们具有相同的机械能，则　( )　
A．鸽子飞得较高
B．它们飞得一样高
C．小燕子飞得较高
D．无法判断
C
课堂练习
3．如图所示，小球由静止开始沿着粗糙的曲面从a点向d点运动，其中b和d两点在同一水平高度。下列说法中正确的是( )　　
A．小球从a点运动到c点，重力势能全部转化为动能
B．小球在b点的机械能大于在c点的机械能
C．小球在b点的动能等于在d点的动能
D．小球从a点运动到d点的过程中，机械能一定全部转化为内能
C
课堂练习
4．如图，轻质弹簧竖直放置如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端与水平地面相连，让小球从距离弹簧上端一定高度自由下落，直至到弹簧被压缩到最大的整个下落过程中（弹簧始终在弹性限度内），下列说法正确的是（不计空气阻力）( )
A．小球的机械能守恒
B．小球、弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球的动能一直增大
D．小球的机械能一直减小
B
课堂练习
5．下列过程中，将内能转化为机械能的是( )　　
A．水蒸气顶起水壶盖的过程
B．汽油机的压缩冲程
C．流星在大气层中穿行的过程
D．小孩沿滑梯下滑的过程
C
课堂小结
一、机械能
1．动能、势能统称为机械能；
2．物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
二、机械能的转化及守恒
1．动能和势能能够相互转化；
2．机械能守恒，当只有动能和势能互相转化时，机械能总量不变。
三、水能和风能的利用
1．水能和风能是机械能；
2．在水（风）力发电站，将水（风）的机械能转化为电能。