11.4 机械能及其转化 课件(共23张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册
文档属性
| 名称 | 11.4 机械能及其转化 课件(共23张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-08 10:09:20 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第4节 机械能及其转化
八年级
初中物理
第十一章 功和机械能
学习目标
1. 理解机械能及其转化，知道机械能。
3.了解水能和风能的利用，了解不同形式的能量可以互相转化。
2.认识动能和势能可以相互转化。
机械能及其转化
知识点一
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
机械能的单位是焦耳（J）。
1.机械能
马路上行驶的汽车
高空中的飞机
发生形变的网球拍
一个物体可以只有动能，可以只有势能，也可以既有动能，又有势能。都称物体具有机械能。
例如，飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起, 就得到它的总机械能。
苹果从高处下落，苹果的重力势能减小，动能增大。
苹果的重力势能转化成了它的动能。
2.动能和势能相互转化
弯弓射箭时，弓的弹性势能减小，箭的动能增大。
弓的弹性势能转化成箭的动能。
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。
滚摆的运动
实验：从最高处释放滚摆，观察滚摆的运动速度和高度的变化情况。讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。
现象：滚摆在下降过程中，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能；
滚摆在上升过程中，高度增大，速度减小，动能又转化为重力势能。
结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，滚摆每次上升的高度都相同。
单摆的运动
实验：将单摆的小球拉至A点释放，分阶段观察小球的运动速度和高度的变化情况。分析单摆在摆动过程中动能和势能的相互转化。
现象：小球在下落阶段（A→B，C→B），高度减小，速度增大，重力势能转化为动能；到最低点B时动能最大。
小球在上升阶段（B→C，B→A），高度增大，速度减小，动能转化为重力势能。
结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，单摆小球每次上升的高度都相同。
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。
3.机械能守恒
机械能守恒的条件：除重力和弹力对物体做功外没有其他力对物体做功。一般来说，若有“不计能量损失”“不计空气阻力及摩擦”等条件时，机械能守恒。
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？
将铁锁拉到一定高度静止释放，铁锁具有的重力势能一定，在与动能相互转化的过程中机械能守恒，上升的高度不会超过原来的高度，所以不会打到鼻子。
离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，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，当它从远地点向近地点运动时势能减小、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、动能减小，速度也就减小。
人造地球卫星的机械能转化
踢毽子集健身、娱乐、表演于一体，是一项深受大
众喜爱的运动项目，若不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A. 毽子向上运动时，速度减小，动能增大
B. 毽子向上运动时，机械能不变
C. 毽子下落时，动能增大，重力势能减小
D. 毽子下落过程中，重力势能转化为动能
典例1
A
解析：毽子向上运动时，质量不变，速度减小，则它的动能减小，高度增大，则重力势能增大。若不计空气阻力，毽子的动能转化为重力势能，毽子的机械能不变，A错误，B正确；毽子下落过程中，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，C、D正确。
水能和风能的利用
知识点二
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。
1. 水能和风能
2.水能和风能的利用
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。
《天工开物》水轮筒车
古代帆船
水力发电：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。
风力发电：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。
课堂小结
动能和势能可以相互转化
概念：动能、重力势能和弹性势能统称机械能
机械能及其转化
机械能
水能和风能的利用
机械能守恒
随堂练习
1.“神舟十三号”载人飞船返回舱返回地面时的情景如图所示。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则在这段时间内，下列关于返回舱的说法正确的是（ ）
A. 动能不变
B. 重力势能不变
C. 机械能不变
D. 所受重力不做功
A
2.如图所示，光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过右侧等高点B 后到达最高点C，下列分析正确的是（ ）
A. 小球在A 点的动能大于在B 点的动能
B. 小球在C 点时的重力势能最小
C. 小球在A、B、C 三点的机械能相同
D. 小球从B 点到C 点的过程中，重力势能转化为动能
C
3.把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，__________转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为__________。
弹性势能
重力势能
第4节 机械能及其转化
八年级
初中物理
第十一章 功和机械能
学习目标
1. 理解机械能及其转化，知道机械能。
3.了解水能和风能的利用，了解不同形式的能量可以互相转化。
2.认识动能和势能可以相互转化。
机械能及其转化
知识点一
动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
机械能的单位是焦耳（J）。
1.机械能
马路上行驶的汽车
高空中的飞机
发生形变的网球拍
一个物体可以只有动能，可以只有势能，也可以既有动能，又有势能。都称物体具有机械能。
例如，飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起, 就得到它的总机械能。
苹果从高处下落，苹果的重力势能减小，动能增大。
苹果的重力势能转化成了它的动能。
2.动能和势能相互转化
弯弓射箭时，弓的弹性势能减小，箭的动能增大。
弓的弹性势能转化成箭的动能。
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。
滚摆的运动
实验：从最高处释放滚摆，观察滚摆的运动速度和高度的变化情况。讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。
现象：滚摆在下降过程中，高度减小，速度增大，重力势能转化为动能；
滚摆在上升过程中，高度增大，速度减小，动能又转化为重力势能。
结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，滚摆每次上升的高度都相同。
单摆的运动
实验：将单摆的小球拉至A点释放，分阶段观察小球的运动速度和高度的变化情况。分析单摆在摆动过程中动能和势能的相互转化。
现象：小球在下落阶段（A→B，C→B），高度减小，速度增大，重力势能转化为动能；到最低点B时动能最大。
小球在上升阶段（B→C，B→A），高度增大，速度减小，动能转化为重力势能。
结论：动能和重力势能可以相互转化，忽略阻力时，单摆小球每次上升的高度都相同。
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。
3.机械能守恒
机械能守恒的条件：除重力和弹力对物体做功外没有其他力对物体做功。一般来说，若有“不计能量损失”“不计空气阻力及摩擦”等条件时，机械能守恒。
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？
将铁锁拉到一定高度静止释放，铁锁具有的重力势能一定，在与动能相互转化的过程中机械能守恒，上升的高度不会超过原来的高度，所以不会打到鼻子。
离地球最近的一点叫近地点,最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，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，当它从远地点向近地点运动时势能减小、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、动能减小，速度也就减小。
人造地球卫星的机械能转化
踢毽子集健身、娱乐、表演于一体，是一项深受大
众喜爱的运动项目，若不计空气阻力，下列说法错误的是（ ）
A. 毽子向上运动时，速度减小，动能增大
B. 毽子向上运动时，机械能不变
C. 毽子下落时，动能增大，重力势能减小
D. 毽子下落过程中，重力势能转化为动能
典例1
A
解析：毽子向上运动时，质量不变，速度减小，则它的动能减小，高度增大，则重力势能增大。若不计空气阻力，毽子的动能转化为重力势能，毽子的机械能不变，A错误，B正确；毽子下落过程中，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能，C、D正确。
水能和风能的利用
知识点二
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。
1. 水能和风能
2.水能和风能的利用
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。
《天工开物》水轮筒车
古代帆船
水力发电：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。
风力发电：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。
课堂小结
动能和势能可以相互转化
概念：动能、重力势能和弹性势能统称机械能
机械能及其转化
机械能
水能和风能的利用
机械能守恒
随堂练习
1.“神舟十三号”载人飞船返回舱返回地面时的情景如图所示。打开降落伞后，若返回舱在一段时间内的运动可看作是竖直向下的匀速运动，则在这段时间内，下列关于返回舱的说法正确的是（ ）
A. 动能不变
B. 重力势能不变
C. 机械能不变
D. 所受重力不做功
A
2.如图所示，光滑的弧形轨道竖直固定于水平面上，小球由A 点以速度v 沿轨道滚下，经过右侧等高点B 后到达最高点C，下列分析正确的是（ ）
A. 小球在A 点的动能大于在B 点的动能
B. 小球在C 点时的重力势能最小
C. 小球在A、B、C 三点的机械能相同
D. 小球从B 点到C 点的过程中，重力势能转化为动能
C
3.把常用的按钮式圆珠笔笔尖朝上用力按下后放手，它会弹起很高。把它拆开后发现，它能弹起的原因是内部装有一根弹簧，如图甲所示。小强仔细观察后发现，圆珠笔弹起的过程可以分为“A：按下后放手”到“B：获得一个向上的速度”再到“C：向上运动到达最高点”，如图乙所示。圆珠笔在“A→B”阶段，__________转化为动能；圆珠笔在“B→C”阶段，动能转化为__________。
弹性势能
重力势能