机械能
初二年级 物理
思考:实验中存在哪些形式的能?
一、机械能
重力势能
动能
弹性势能
1. 动能和势能统称为机械能。
势能
重力势能
动能
一、机械能
1. 动能和势能统称为机械能。
小球的总机械能如何计算呢?
重力势能
动能
2.物体具有的总机械能等于动能与势能之和。
一、机械能
1.动能和势能统称为机械能。
动能
知识回顾
影响
因素
质量
速度
重力势能
质量
高度
弹性势能
弹性形变程度
势能
机械能
(同一物体)
质量不变,高度降低
重力势能减小
质量不变,速度增加
动能增加
转化
小球沿斜面向下运动,动能和重力势能大小的变化?
小球沿斜面向下运动
v
思考:动能可以向重力势能转化吗?
动能
重力势能
转化
减小
增加
质量不变,高度增加
重力势能增加
质量不变,速度减小
动能减小
动能
重力势能
转化
小球沿斜面向上运动
小球沿斜面向上运动
v
动能和重力势能的相互转化
动能
重力势能
转化
动能
重力势能
转化
向下运动
向上运动
v
v
思考:动能和弹性势能可以相互转化吗?
小球撞击弹簧的过程
小球质量不变,速度减小
动能减小
弹簧的形变程度变大
弹性势能增加
小球的
动能
弹簧的
弹性势能
转化
v
弹簧将小球弹出的过程
弹簧的形变程度变小
弹性势能减小
小球质量不变,速度增加
动能增加
小球的
动能
弹簧的
弹性势能
转化
v
小球的
动能
弹簧的
弹性势能
转化
动能和弹性势能的相互转化
小球的
动能
弹簧的
弹性势能
转化
v
v
研究:动能和势能的相互转化。
实验
实例
单摆实验
滚摆实验
思考:单摆在摆动过程中的能量转化?
单摆
把摆球从左向右摆动的全过程,分为两个阶段。分析从A点向B点运动和从B点向C点运动过程中的能量转化。
二、动能和势能的相互转化
单摆
摆球从A点向B点运动的过程中
重力势能减小
动能增加
动能
重力势能
转化
质量不变,高度降低
质量不变,速度增加
二、动能和势能的相互转化
重力势能增加
动能减小
动能
重力势能
转化
质量不变,高度增加
质量不变,速度减小
二、动能和势能的相互转化
单摆
摆球从B点向C点运动的过程中
思考:滚摆在运动过程中的能量转化?
滚摆由静止释放,滚摆旋转着下降,越转越快,到最低点,转而上升,上升中它越转越慢。滚摆的摆动高度会逐渐降低,最终会停下来。
二、动能和势能的相互转化
滚摆
滚摆向下运动的过程
重力势能减小
质量不变,高度降低
动能增加
质量不变,速度增加
动能
重力势能
转化
二、动能和势能的相互转化
滚摆
滚摆向上运动过程
动能减小
质量不变,高度增加
重力势能增加
质量不变,速度减小
重力势能
动能
转化
滚摆
二、动能和势能的相互转化
向下运动过程
动能
重力势能
转化
向上运动过程
重力势能
动能
转化
单摆
研究:动能和势能的相互转化。
生活中的实例
动能和重力势能的相互转化
二、动能和势能的相互转化
二、动能和势能的相互转化
重力势能转化动能
动能转化重力势能
重力势能转化动能
动能转化重力势能
二、动能和势能的相互转化
过山车是利用动能和重力势能的相互转化,使人体验短时间内速度与高度的不断变化,来寻求惊险与刺激的。
请同学们列举利用动能和重力势能相互转化的实例,并说明动能和重力势能是如何转化的?
二、动能和势能的相互转化
激流勇进
动力系统将船和人提升到轨道最高点,储存了大量的重力势能,向下运动时,重力做功,重力势能减小,动能增加,是利用重力势能转化动能来改变速度,给人带来欢乐。
二、动能和势能的相互转化
滑滑梯
小孩通过爬梯子到达滑梯的顶端,存储重力势能,下滑过程中,重力做功,重力势能减小,动能增加,下滑过程中还有摩擦做功,内能增加,是重力势能转化为动能和内能。
二、动能和势能的相互转化
思考:荡秋千过程中,随着秋千来回的摆动,到达的高度和速度逐渐减小,秋千的机械能如何变化?
机械能减小
二、动能和势能的相互转化
思考:怎样能使秋千持续摆动不停下来呢?
二、动能和势能的相互转化
资料
研究:动能和势能的相互转化。
生活中的实例
动能和弹性势能势能的相互转化
二、动能和势能的相互转化
机械闹钟,上紧的发条具有弹性势能,它能转化为齿轮、指针的动能。
二、动能和势能的相互转化
上弦的八音盒
生活中还有哪些动能和弹性势能转化的实例呢?
二、动能和势能的相互转化
资料
二、动能和势能的相互转化
资料
二、动能和势能的相互转化
资料
二、动能和势能的相互转化
资料
二、动能和势能的相互转化
橡皮筋
简易小船
螺旋桨
解决实际问题
二、动能和势能的相互转化
二、动能和势能的相互转化
会“爬坡”的塑料瓶
资料
二、动能和势能的相互转化
思考:塑料瓶为什么会自动“爬坡”呢?
二、动能和势能的相互转化
思考:塑料瓶为什么会自动“爬坡”呢?
资料
三、动能和势能转化过程中的规律
思考:动能和势能的相互转化有什么规律吗?
三、动能和势能转化过程中的规律
三、动能和势能转化过程中的规律
短时间内
摆球在A点的高度与C点的高度近似相等
如果不考虑阻力等因素的影响,机械能总量保持不变,动能和重力势能相互转化。
A
C
B
,说明摆球在A点的机械能与C点的机械能近似相等。
不考虑其他因素,摆球受到了空气阻力,阻力对摆球做功(即摩擦做功),机械能减小,减小的机械能转化为内能。
三、动能和势能转化过程中的规律
单摆为什么会停下来呢?
如果只有动能和势能相互转化的过程中,尽管动能、势能的大小会变化,但机械能的总量不变,或者说,机械能是守恒的。
三、动能和势能转化过程中的规律
三、动能和势能转化过程中的规律
v
c
b
a
小钢球从某一高度自由下落,忽略空气阻力的作用,在下落过程中,
只有重力势能转化动能,小钢球在下落过程中机械能的总量保持不变。小钢球的机械能守恒。
小钢球从某一高度自由下落,忽略空气阻力的作用,在下落过程中,小钢球的总机械能是否发生变化?
水能和风能的利用
风力发电
三峡水电站
水能和风能的利用
三峡水电站
水库
大坝
发电场
发电机
进水口
水轮机
电力网
河流
水能和风能的利用
风力发电
风
叶片
发电机
塔
控制器
变压器
电力
1.一架飞机在某灾区上空沿水平方向匀速飞行,同时向地面投放救灾物资。投下物资后,飞机的机械能变化,下列说法正确的是( )
A.动能不变,重力势能不变,机械能不变
B.动能增加,重力势能不变,机械能增加
C.动能减小,重力势能减小,机械能减小
D.动能减小,重力势能不变,机械能减小
课堂练习
C
高度不变
速度不变
质量减小
课堂练习
图9
(多选)2.如图所示,将小钢球竖直向上抛出,经过a点、b点到达最高点c时速度变为零。忽略空气阻力的作用,则下列判断中正确的是 ( )
A.小钢球在a点的动能比在b点的动能小
B.小钢球从a点向b点运动过程中是动能转化重力势能
C.小钢球在b点的重力势能比在c点的重力势能小
D.就a、b、c三点而言,小钢球在a点的机械能最大
v
a
b
c
B C
×
√
√
×
课堂小结
机械能
动能
势能
转化
重力势能
弹性势能