11.4 机械能及其转化 课件（共43张PPT）2023-2024学年人教版八年级物理下册
文档属性
| 名称 | 11.4 机械能及其转化 课件（共43张PPT）2023-2024学年人教版八年级物理下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 10.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-20 01:26:24 | ||
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文档简介
(共43张PPT)
第4节 机械能及其转化
第十一章 功和机械能
导入
飞行的飞机具有什么形式的能量？
动能和重力势能。
把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。
什么是机械能呢？
一、机械能及其转化
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。（与物体的机械运动有关的能）
一、机械能及其转化
（1）观察滚摆的运动（甲图），思考以下的问题。
①记录滚摆下降的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
②记录滚摆上升的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
高度 重力势能 运动速度 动能
下降
高度 重力势能 运动速度 动能
上升
减小
减小
增大
增大
减小
减小
增大
增大
一、机械能及其转化
③分析讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何相互转化的？
滚摆下降时，它的重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能，到达最低点时，滚摆的速度最大，动能也最大；滚摆上升时，它的动能减少，重力势能增大，动能转化为重力势能，到达最高点时，滚摆的速度为零，动能也为零。
一、机械能及其转化
（2）观察单摆的运动（乙图），思考以下的问题。
①记录小球从A点摆到B点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
②记录小球从B点摆到C点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
高度 重力势能 运动速度 动能
A～B
高度 重力势能 运动速度 动能
B～C
减小
减小
增大
增大
增大
增大
减小
减小
一、机械能及其转化
③分析讨论小球在摆动过程中动能和势能是如何相互转化的？
小球从A点下落到B点，重力势能逐渐转化成动能，到达最低点B时，小球速度最大，动能也最大；之后从B点上升到C点，动能逐渐转化成重力势能，到达左右两边最高点A和C时，小球速度为零，动能也为零。
一、机械能及其转化
（3）观察斜抛的运动，思考以下的问题。
一、机械能及其转化
①记录标枪从A点运动到B点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
②记录标枪从B点运动到C点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
高度 重力势能 运动速度 动能
A～B
高度 重力势能 运动速度 动能
B～C
增大
增大
减小
减小
减小
减小
增大
增大
一、机械能及其转化
③分析讨论标枪在斜抛过程中动能和势能是如何相互转化的？
达到最高点B时，速度是否为零？
标枪从A点运动到B点，动能逐渐转化成重力势能，达到最高点B时，
标枪速度不为零，仍然具有动能，动能达到最小；标枪从B点运动到C点，重力势能逐渐转化成动能。
一、机械能及其转化
（4）观看蹦床运动，分析讨论运动员在运动过程中动能和势能是如何相互转化的？
一、机械能及其转化
蹦床运动员从高处下落过程中， 转化成 ，在与蹦床面
将要接触时，动能达到最 ；
与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的 转化成蹦床
的 ，到达最低点时，速度为 ，动能也为 ；
床面在恢复原状的过程中，蹦床的 转化成运动员的 ；
运动员上升的过程中， 转化成 ，到达最高点时，
速度为 ，动能也为 。
重力势能
动能
大
动能
弹性势能
零
零
弹性势能
动能
动能
重力势能
零
零
一、机械能及其转化
机械能的转化：动能和势能可以相互转化。
通过对动能和势能之间转化的研究，可以发现动能或势能减小时不是凭空消失，而是转化成了另一种形式的能量。
一、机械能及其转化
滚摆上下运动的过程中，滚摆上升的高度会逐渐减少，为什么？
在现实情况下，以上四个实例（滚摆、单摆、斜抛、蹦床运动），物体都会受到空气阻力和摩擦力，它的机械能将逐渐减少，转化成其他形式的能量（内能），第二次到达最高点时，会比第一次的重力势能小，高度变低。
如果没有空气阻力和摩擦力，滚摆的机械能的总量还会不会变化呢？
不变
二、机械能守恒
大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能的总和不变，这就是机械能守恒。
二、机械能守恒
不会打到鼻子；在不考虑空气阻力和摩擦力的情况下，机械能守恒，铁锁摆到最高点时的重力势能不变，高度不变，更何况实际中会存在空气阻力和摩擦力，所以铁锁会越摆越低。
二、机械能守恒
判断机械能是否守恒的方法：
物体在运动的过程中，只有重力或自身弹力做功，而没有外力做功（如空气阻力和摩擦力），则机械能守恒。
二、机械能守恒
判断机械能如何变化的方法：
①根据“动能＋势能＝机械能”的关系，先分别判断动能和势能的大小变化，再判断机械能的大小变化。
二、机械能守恒
判断机械能如何变化的方法：
②若物体受到阻力，阻力对物体做负功，物体机械能减少；
若物体受到动力，动力对物体做正功，物体机械能增加。
二、机械能守恒
小试牛刀：
1.如图所示，忽略空气阻力，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、重力势能的变化情况是（ ）
A.M到N的过程，重力势能不变
B.M到N的过程，动能减小
C.N到P的过程，重力势能增大
D.N到P的过程，动能不变
D
二、机械能守恒
2.如图所示，跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的( )
A.动能增大，重力势能减小，机械能不变
B.动能减小，重力势能增大，机械能不变
C.动能不变，重力势能减小，机械能不变
D.动能不变，重力势能减小，机械能减小
D
二、机械能守恒
3.如图所示，电动小车沿斜面从A匀速直线运动到B，在运动过程中（ ）
A.动能减少，重力势能增加，机械能不变
B.动能增加，重力势能减少，机械能不变
C.动能不变，重力势能增加，机械能不变
D.动能不变，重力势能增加，机械能增加
D
二、机械能守恒
4.如图，我国空中加油机正在给战斗机加油，若战斗机飞行中消耗的汽油质量忽略不计，加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的（ ）
A．动能增加，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D
二、机械能守恒
5.如图，一辆洒水车一开始在乡间小道上加速行驶；到达公路后变为匀速直线行驶，并在公路上不断地洒水，帮助路面降温，若洒水车行驶中消耗的汽油质量忽略不计，以下判断错误的是（ ）
A.洒水车在乡间小道上行驶时，洒水车的机械能不断增加
B.洒水车在公路上行驶时，动能不断减少
C.洒水车在公路上行驶时，重力势能不变
D.洒水车在公路上行驶时，机械能不断减少
C
二、机械能守恒
6.如图是足球运动员踢球的情景（若不计空气阻力），下列描述正确的是（ ）
A.足球在空中下降的过程中，重力势能转化为动能
B.足球在空中飞行时，运动状态保持不变
C.足球在空中上升的过程中，重力势能转化为动能
D.足球运动到最高点时，动能为零
A
二、机械能守恒
7.如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，将乙球竖直向上抛出，则下列说法正确的是（ ）
A.甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小
B.乙球上升过程中，重力势能转化为动能，到达最高点时动能最大
C.抛出时甲球的动能小于乙球的动能
D.抛出时甲、乙两球的机械能相等
D
二、机械能守恒
8.如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从A点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点到B点的过程中，小球的动能减少，重力势能增加
B．小球从A点摆动到C点的过程中，小球的机械能总量保持不变
C．小球在A点和C点时，小球的速度大小相等，B点的速度最大
D．小球从B点到C点的过程中，小球的动能全部转化为重力势能
C
二、机械能守恒
9.滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点位置3，此过程中（ ）
A.两次经过位置2，第一次经过时滚摆具有的动能较大
B.与位置1时相比，在位置3时滚摆的动能较大
C.动能最大的地方是位置2
D.滚摆处于位置1时的机械能等于位置3时的机械能
A
二、机械能守恒
10.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球相对距离地面高度（h）的关系（ ）
A
二、机械能守恒
11.如图1中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动如图2所示，
香蕉（看成点）从最高位置转到最低位置的过程中，其动能______、
重力势能________、机械能_________。
（选填“增大”、“不变”、“减小”）
不变
减小
减小
二、机械能守恒
12.如图所示，小球从桌面A点水平运动到B点，
然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，
其中D、E是同一高度的两点。
（1）从A点到B点，小球的重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）从B点到C点，小球的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小球在D点的动能 E点的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
不变
变大
大于
二、机械能守恒
阅读科学世界“人造地球卫星的机械能转化”，分析卫星由近地点运动到远地点、
由远地点运动到近地点的机械能转化的具体情况。
卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能守恒；
卫星远地点时动能最小，势能最大，从远地点向近地点运行时，势能减小，动能增大，速度增大，势能转化为动能；
卫星近地点时动能最大，势能最小，从近地点向远地点运行时，势能增大，动能减小，速度减少，动能转化为势能。
二、机械能守恒
小试牛刀：
如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.动能逐渐增大，机械能增大
B.势能逐渐减小，机械能减小
C.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
D.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
C
三、水能和风能的利用
地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾。
三、水能和风能的利用
有时微风拂面，有时狂风劲吹。
三、水能和风能的利用
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。
小组讨论，在生活中人类利用水能和风能的事例都有哪些？
三、水能和风能的利用
水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉。
三、水能和风能的利用
船靠风力鼓起帆来推动它们航行。
三、水能和风能的利用
利用水能发电；
修筑拦河坝来提高上游水位，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。（水的重力势能转化成电能）
三、水能和风能的利用
风吹动风车，可以带动发电机发电。（风的动能转化成电能）
总结
第4节 机械能及其转化
第十一章 功和机械能
导入
飞行的飞机具有什么形式的能量？
动能和重力势能。
把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。
什么是机械能呢？
一、机械能及其转化
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。（与物体的机械运动有关的能）
一、机械能及其转化
（1）观察滚摆的运动（甲图），思考以下的问题。
①记录滚摆下降的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
②记录滚摆上升的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
高度 重力势能 运动速度 动能
下降
高度 重力势能 运动速度 动能
上升
减小
减小
增大
增大
减小
减小
增大
增大
一、机械能及其转化
③分析讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何相互转化的？
滚摆下降时，它的重力势能减少，动能增大，重力势能转化为动能，到达最低点时，滚摆的速度最大，动能也最大；滚摆上升时，它的动能减少，重力势能增大，动能转化为重力势能，到达最高点时，滚摆的速度为零，动能也为零。
一、机械能及其转化
（2）观察单摆的运动（乙图），思考以下的问题。
①记录小球从A点摆到B点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
②记录小球从B点摆到C点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
高度 重力势能 运动速度 动能
A～B
高度 重力势能 运动速度 动能
B～C
减小
减小
增大
增大
增大
增大
减小
减小
一、机械能及其转化
③分析讨论小球在摆动过程中动能和势能是如何相互转化的？
小球从A点下落到B点，重力势能逐渐转化成动能，到达最低点B时，小球速度最大，动能也最大；之后从B点上升到C点，动能逐渐转化成重力势能，到达左右两边最高点A和C时，小球速度为零，动能也为零。
一、机械能及其转化
（3）观察斜抛的运动，思考以下的问题。
一、机械能及其转化
①记录标枪从A点运动到B点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
②记录标枪从B点运动到C点的高度和运动速度的变化情况，并分析动能和重力势能的变化情况。
高度 重力势能 运动速度 动能
A～B
高度 重力势能 运动速度 动能
B～C
增大
增大
减小
减小
减小
减小
增大
增大
一、机械能及其转化
③分析讨论标枪在斜抛过程中动能和势能是如何相互转化的？
达到最高点B时，速度是否为零？
标枪从A点运动到B点，动能逐渐转化成重力势能，达到最高点B时，
标枪速度不为零，仍然具有动能，动能达到最小；标枪从B点运动到C点，重力势能逐渐转化成动能。
一、机械能及其转化
（4）观看蹦床运动，分析讨论运动员在运动过程中动能和势能是如何相互转化的？
一、机械能及其转化
蹦床运动员从高处下落过程中， 转化成 ，在与蹦床面
将要接触时，动能达到最 ；
与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的 转化成蹦床
的 ，到达最低点时，速度为 ，动能也为 ；
床面在恢复原状的过程中，蹦床的 转化成运动员的 ；
运动员上升的过程中， 转化成 ，到达最高点时，
速度为 ，动能也为 。
重力势能
动能
大
动能
弹性势能
零
零
弹性势能
动能
动能
重力势能
零
零
一、机械能及其转化
机械能的转化：动能和势能可以相互转化。
通过对动能和势能之间转化的研究，可以发现动能或势能减小时不是凭空消失，而是转化成了另一种形式的能量。
一、机械能及其转化
滚摆上下运动的过程中，滚摆上升的高度会逐渐减少，为什么？
在现实情况下，以上四个实例（滚摆、单摆、斜抛、蹦床运动），物体都会受到空气阻力和摩擦力，它的机械能将逐渐减少，转化成其他形式的能量（内能），第二次到达最高点时，会比第一次的重力势能小，高度变低。
如果没有空气阻力和摩擦力，滚摆的机械能的总量还会不会变化呢？
不变
二、机械能守恒
大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能和势能的大小会变化，但机械能的总和不变，这就是机械能守恒。
二、机械能守恒
不会打到鼻子；在不考虑空气阻力和摩擦力的情况下，机械能守恒，铁锁摆到最高点时的重力势能不变，高度不变，更何况实际中会存在空气阻力和摩擦力，所以铁锁会越摆越低。
二、机械能守恒
判断机械能是否守恒的方法：
物体在运动的过程中，只有重力或自身弹力做功，而没有外力做功（如空气阻力和摩擦力），则机械能守恒。
二、机械能守恒
判断机械能如何变化的方法：
①根据“动能＋势能＝机械能”的关系，先分别判断动能和势能的大小变化，再判断机械能的大小变化。
二、机械能守恒
判断机械能如何变化的方法：
②若物体受到阻力，阻力对物体做负功，物体机械能减少；
若物体受到动力，动力对物体做正功，物体机械能增加。
二、机械能守恒
小试牛刀：
1.如图所示，忽略空气阻力，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平。小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、重力势能的变化情况是（ ）
A.M到N的过程，重力势能不变
B.M到N的过程，动能减小
C.N到P的过程，重力势能增大
D.N到P的过程，动能不变
D
二、机械能守恒
2.如图所示，跳伞运动员在空中匀速下落的过程中，他的( )
A.动能增大，重力势能减小，机械能不变
B.动能减小，重力势能增大，机械能不变
C.动能不变，重力势能减小，机械能不变
D.动能不变，重力势能减小，机械能减小
D
二、机械能守恒
3.如图所示，电动小车沿斜面从A匀速直线运动到B，在运动过程中（ ）
A.动能减少，重力势能增加，机械能不变
B.动能增加，重力势能减少，机械能不变
C.动能不变，重力势能增加，机械能不变
D.动能不变，重力势能增加，机械能增加
D
二、机械能守恒
4.如图，我国空中加油机正在给战斗机加油，若战斗机飞行中消耗的汽油质量忽略不计，加油过程中，若战斗机的高度和速度不变，则战斗机的（ ）
A．动能增加，重力势能减小，机械能不变
B．动能不变，重力势能不变，机械能不变
C．动能减小，重力势能不变，机械能减小
D．动能增加，重力势能增加，机械能增加
D
二、机械能守恒
5.如图，一辆洒水车一开始在乡间小道上加速行驶；到达公路后变为匀速直线行驶，并在公路上不断地洒水，帮助路面降温，若洒水车行驶中消耗的汽油质量忽略不计，以下判断错误的是（ ）
A.洒水车在乡间小道上行驶时，洒水车的机械能不断增加
B.洒水车在公路上行驶时，动能不断减少
C.洒水车在公路上行驶时，重力势能不变
D.洒水车在公路上行驶时，机械能不断减少
C
二、机械能守恒
6.如图是足球运动员踢球的情景（若不计空气阻力），下列描述正确的是（ ）
A.足球在空中下降的过程中，重力势能转化为动能
B.足球在空中飞行时，运动状态保持不变
C.足球在空中上升的过程中，重力势能转化为动能
D.足球运动到最高点时，动能为零
A
二、机械能守恒
7.如图所示，甲、乙是两个完全相同的网球，在同一高度以大小相等的速度，将甲球竖直向下抛出，将乙球竖直向上抛出，则下列说法正确的是（ ）
A.甲球在空中下落时，重力势能增大，动能减小
B.乙球上升过程中，重力势能转化为动能，到达最高点时动能最大
C.抛出时甲球的动能小于乙球的动能
D.抛出时甲、乙两球的机械能相等
D
二、机械能守恒
8.如图所示，小球在A点由静止开始释放，向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆动到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hA＞hC。在小球从A点摆动到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球从A点到B点的过程中，小球的动能减少，重力势能增加
B．小球从A点摆动到C点的过程中，小球的机械能总量保持不变
C．小球在A点和C点时，小球的速度大小相等，B点的速度最大
D．小球从B点到C点的过程中，小球的动能全部转化为重力势能
C
二、机械能守恒
9.滚摆从图中的位置1静止释放，下降经过位置2，继续下降，再上升到达最高点位置3，此过程中（ ）
A.两次经过位置2，第一次经过时滚摆具有的动能较大
B.与位置1时相比，在位置3时滚摆的动能较大
C.动能最大的地方是位置2
D.滚摆处于位置1时的机械能等于位置3时的机械能
A
二、机械能守恒
10.把篮球抛向空中，忽略空气阻力，哪一图像能正确反映球离手后至落回地面前机械能（E）与篮球相对距离地面高度（h）的关系（ ）
A
二、机械能守恒
11.如图1中玩具猩猩手中的香蕉以相同大小的速度转动如图2所示，
香蕉（看成点）从最高位置转到最低位置的过程中，其动能______、
重力势能________、机械能_________。
（选填“增大”、“不变”、“减小”）
不变
减小
减小
二、机械能守恒
12.如图所示，小球从桌面A点水平运动到B点，
然后落到地面弹起，图中虚线为小球的运动轨迹，
其中D、E是同一高度的两点。
（1）从A点到B点，小球的重力势能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）从B点到C点，小球的动能 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（3）小球在D点的动能 E点的动能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
不变
变大
大于
二、机械能守恒
阅读科学世界“人造地球卫星的机械能转化”，分析卫星由近地点运动到远地点、
由远地点运动到近地点的机械能转化的具体情况。
卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能守恒；
卫星远地点时动能最小，势能最大，从远地点向近地点运行时，势能减小，动能增大，速度增大，势能转化为动能；
卫星近地点时动能最大，势能最小，从近地点向远地点运行时，势能增大，动能减小，速度减少，动能转化为势能。
二、机械能守恒
小试牛刀：
如图所示，人造卫星沿椭圆形轨道绕地球运行，当卫星从远地点向近地点运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A.动能逐渐增大，机械能增大
B.势能逐渐减小，机械能减小
C.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能不变
D.动能逐渐增大，势能逐渐减小，机械能减小
C
三、水能和风能的利用
地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾。
三、水能和风能的利用
有时微风拂面，有时狂风劲吹。
三、水能和风能的利用
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。
小组讨论，在生活中人类利用水能和风能的事例都有哪些？
三、水能和风能的利用
水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉。
三、水能和风能的利用
船靠风力鼓起帆来推动它们航行。
三、水能和风能的利用
利用水能发电；
修筑拦河坝来提高上游水位，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。（水的重力势能转化成电能）
三、水能和风能的利用
风吹动风车，可以带动发电机发电。（风的动能转化成电能）
总结