11.4 机械能及其转化 课件（共21张ppt）2024-2025学年物理人教版八年级下册

第4节 机械能及其转化
第十一章 功和机械能
1.知道动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
2.理解机械能的转化并能解释相关物理现象。
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（如图所示）。你认为铁锁摆回时会打到你的鼻子吗？
1.机械能
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
定义：动能、势能统称为机械能。
物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
知识点一：机械能及其转化
飞行的飞机具有动能和重力势能
篮球从高处落下，具有重力势能、动能，落地时又具有弹性势能
物体具有动能，又有势能， 这两种能量加在一起，就是它的机械能。
动能和势能可以发生相互转化
2.机械能的相互转化
运动员在运动
运动员在高空
蹦床发生弹性形变
动能
重力势能
弹性势能
机械能
探究一：动能和重力势能的转化——铁锁“砸”鼻。
实验记录：
C
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
高度
重力势能
速度
动能
A→B
B→C
变小
变小
变大
变大
变大
变大
变小
变小
　铁锁在摆动过程中，动能和重力势能相互转化。
A
B
C
铁锁下降：重力势能转化为动能。
铁锁上升：动能转化为重力势能。
探究二：动能和弹性势能的转化——小球撞弹簧。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
弹簧的
形变程度
弹簧的
弹性势能
小球的
速度
小球的
动能
弹簧被
压缩
弹簧恢
复原状
变大
变大
变小
变小
变小
变大
变小
变大
实验记录：
弹簧被压缩时：小球的动能转化为弹簧的弹性势能。
弹簧恢复原状时：弹簧的弹性势能转化为小球的动能。
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
=
+
物体的动能和势能是可以相互转化的。如果只有动能和势能相互转化，则机械能的总和不变，即机械能是守恒的。
大量实验研究表明：
因为机械能守恒，势能与动能相互转化，但是不会大于初始的重力势能，故不会超过初始高度，同时，因为存在空气阻力，摆甚至都达不到开始的高度。
思考：如何解释铁锁摆回时不会打到鼻子
水能：水由于运动或处在一定高度而具有的能。
风能：空气因为运动而具有的能。
风能和水能的利用
风能和水能都是机械能
知识点二：风能和水能的利用
古代对水能的利用
水碓
水碾
修筑拦河坝提高上游水位，坝底装水轮机，发电机装在水轮机上面，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。
水能发电站：将水的机械能转化成电能
立轴式大风车，是中国古代一项杰出的发明，主要应用于我国沿海地区及长江流域，用来带动龙骨水车等提取海水制盐或提水灌溉水田。
古代对风能的利用
我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。至少1700多年前已开始利用风来推动风车做功。
立轴式大风车（模型）
利用风能的帆船
单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几百台风力发电机，组成“风车田”，连在一起供电。
风能发电站：将风的机械能转化成电能
机械能及其转化
机械能及其转化
风能和水能的利用
动能和势能可以相互转化
机械能的定义
机械能守恒
1.如图所示，为滚摆沿竖直方向运动的情景。在滚摆向上减速运动的过程中，下面的说法中正确的是( )
A.滚摆的动能增大，重力势能减小
B.滚摆的动能增大，重力势能增大
C.滚摆的动能减小，重力势能减小
D.滚摆的动能减小，重力势能增大
D
2.如图所示，吊机将建材匀速直线放下，经过A、B两点，下列说法正确的是（ ）
A.建材在A、B两点的动能相等
B.建材在A、B两点的机械能相等
C.建材在A、B两点的重力势能相等
D.此过程建材的重力势能转换为动能
A
3.如图所示，光滑水平桌面上的弹性小球被弹出后，经过A点和B点后落到地面，又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。下列有关小球的运动，请回答以下问题：
（1）小球从A点运动到B点的过程中机械能 。（增大、减小、不变）
（2）小球反弹经过D点时动能（为、不为） 零。
（3）弹性势能最大的时候是 点。
（4）小球经过E点的机械能 经过
G点的机械能（填“大于、小于、等于”）
不变
不为
C
大于