11.4 机械能及其转化 （课件）初中物理人教版（2024）八下

(共33张PPT)
人教版第十一章第4节
机械能及其转化
机械能及其转化
老师
把一个铁球用绳子悬挂起来，将铁球拉到下巴附近，稳定后松手，铁球向前摆去。你认为铁球摆回时会打到你的下巴吗
为什么铁球摆回时不会打到下巴呢？
知识回顾
飞驰的拖拉机
想一想，下列物体都具有什么能量？
树上的苹果
拉弯的弓
动能
重力势能
弹性势能
知识回顾
跳水运动员在空中时
在天空中飞行的飞机
想一想，下列物体都具有什么能量？
动能和重力势能
动能和重力势能
一、机械能及其转化
在物理学中，把动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。
我们发现物体有时会同时具有多种能量。
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
树上的苹果从树上落下
重力势能_______
高度变小
变小
动能_______
速度越来越快
变大
苹果的重力势能转化成了它的_______
动能
弓的弹性势能转化成了箭的_______
动能
蹦床公主何雯娜
为中国蹦床队夺得首枚奥运金牌
重力势能_______
高度变小
变小
动能_______
速度越来越快
变大
床面发生形变
弹性势能_______
变大
运动员的动能转化成了蹦床的____________
弹性势能
也就是说，动能和势能可以相互转化。
慢镜头下网球撞击球拍
飞来的网球撞击球拍，
球拍的弹性形变___________,
球拍的弹性势能______
逐渐增大
试分析网球能量转化情况。
增大
球拍再次将网球弹开，
球拍的形变量逐渐减小，
网球获得_______再次飞出。
动能
想想做做
1.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。
滚摆的运动
最低点
最高点
初始态
转动最快，动能最大，
高度最低，重力势能最小
转动最慢，动能最小，
高度最高，重力势能最大
重力势能 → 动能
动能 → 重力势能
想想做做
2. 如图所示，分析小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。
小球从A点摆动到B点
当小球从B点向C点运动的过程中，
小球的速度 ，它的动能 ，
它的高度 ，小球的重力势能 ，
能转化为 能。
小球从A点向B点运动的过程中,
小球的高度 ，它的速度 ，
它的 能减少，而 能增加，
能转化为 能；
降低
增大
重力势
动
减小
减少
增加
增加
重力势
动
重力势
动
想想做做
小球从A点摆动到B点
A、C 等高
重力势能相等
A、C 速度为0
动能相等
机械能相等
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，但动能和势能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。
不计空气阻力、摩擦力,不计能量损失。
思考：为什么铁球摆回时不会打到下巴呢？
分析：
在运动过程中，铁球的动能和重力势能相互转化，但它们的总和不变（忽略空气阻力）。摆回时重力势能和开始时相等，高度也就和原来相等
所以，铁球在摆回时，不会打到下巴。
机械能守恒是一种理想状态。现实生活中，由于存在摩擦阻力等因素，在动能与势能的转化中，需克服摩擦阻力做功，机械能会转化为其他形式的能，则机械能的总量会减小。
2021年4月29日，中国天宫空间站天和核心舱发射成功，标志着我国空间站时代已经到来。如图所示，天和核心舱沿椭圆轨道环绕地球运行，不受空气阻力，
因此机械能守恒。天和核心舱沿椭圆轨道
从近地点经远地点再回到近地点的过程中，
天和核心舱的动能_______________(选填
“减小”“增大”“先减小后增大”
或“先增大后减小”)。
先减小后增大
图示为游乐场中在竖直面内转动的
摩天轮，小红乘坐该摩天轮时速度
大小不变，则她从最低点上升到最
高点的过程中（ ）
A.动能减小 B. 重力势能不变
C.机械能增大 D 机械能不变
C
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。
自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。
水电站：将水的机械能转化为电能
水轮机
人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把它们的轴连接在一起，由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。
风力发电机：将风的机械能转化为电能
抽水蓄能电站
人骑电动自行车下坡时重力势能_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。到达坡底后在水平路面上匀速骑行过程中，人的机械能_______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
减小
不变
很多同学都玩过荡秋千，下列说法正确的是( )
秋千荡到最低点时只有动能
秋千荡到最高点时有重力势能和动能
从最低点荡到最高点的过程中重力势能转化为动能
从最高点荡到最低点的过程中动能增大，重力势能减小
D
牛顿在苹果树下深思，一个熟透的苹果掉在地上。关于苹果加速下落的过程，下列分析正确的是（ ）
A.重力势能转化为动能，动能增加
B.动能转化为重力势能，动能减小
C.动能转化为重力势能，重力势能增加
D.无能量的转化，重力势能和动能不变
A
如图所示，一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业，关于该洒水车，下列说法正确的是（ ）
A．机械能不变，重力势能不变
B．机械能不变，动能变小
C．机械能变小，动能不变
D．机械能变小，重力势能、动能均变小
D
上紧发条的玩具车在水平桌面上开始跑动时( ）
A．弹性势能减小，动能增大
B．弹性势能增大，动能减小
C．弹性势能不变，动能减小
D．弹性势能减小，动能不变
A
在一个罐子的盖和底各开两个小洞。将小铁块用细绳绑在橡皮筋的中部穿入罐中，橡皮筋两端穿过小洞用竹签固定，做好后将它从不太陡的斜面滚下，观察有什么出人意料的现象。怎样解释看到的现象？
罐子滚下斜面后会再沿斜面向上滚动。
开始时，罐子和铁块在重力的作用下都将沿斜面向下运动。向下运动时，罐子滚动。铁块沿斜面向下做直线运动且相对罐子静止，由于橡皮筋和罐子绑在一起，在罐子和铁块的共同作用下，橡皮筋会被卷紧，它的弹性势能持续增加。当橡皮筋卷紧到一定程度时，整个装置的运动速度开始减小，当罐子和铁块的动能全部转化为橡皮筋的弹性势能时，整个装置的速度减小为 0。
此时，橡皮筋要恢复原状，其弹性势能会转化为罐子的动能，所以罐子会再沿斜面向上滚动。
1．机械能及其转化
机械能转化
机械能守恒
动能和势能统称为机械能
2．水能和风能的利用
作业
学习辅导相应部分