第四节
机械能及其转化
学习目标
①知道机械能包括动能和势能.
②能用实例说明动能和势能之间可以相互转化,能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象.
③初步了解机械能守恒的含义.
重点、难点
能量守恒的理解和动能和势能的转化.
练习:下列物体具有什么形式的能:
(1)水平行驶的汽车:___________
(2)正在爬坡的汽车:___________
(3)山顶上的石头:___________
(4)山顶上滚下的石头:___________
(5)天花板上的吊灯: ___________
(6)天花板上摇摆的吊灯:___________
(7)拉长的橡皮筋:___________
(8)下落的雨滴:___________
(9)升空的火箭: 。
动能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
重力势能
动能和重力势能
动能和重力势能
弹性势能
动能和重力势能
飞行中的飞机
飞行中的飞机具有动能和重力势能
跳水运动员具有动能和重力势能
机械能
动能
势能
重力势能
弹性势能
1.动能、势能统称为机械能。
一、机械能
2.物体具有机械能的总量等于动能、势能两种能量之和。
滚摆
初始态
最低点
最高点
想想做做
观察滚摆的运动,想想滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的?
演示滚摆实验:
1、上升:速度 ,高度 , 动
能 ,重力势能 , 能转
化为 能。
2、下降:速度 ,高度 ,动
能 ,重力势 能 , 能
转化为 能。
变慢
变高
变小
变大
动
动
重力势
重力势
变快
变低
变大
变小
结论:动能和重力势能可以相互转化.
A
B
C
单摆
1、上升:速度 ,高度 , 动能 ,
重力势能 , 能转化为 能。
2、下降:速度 ,高度 ,动能 ,
重力势 能 , 能转化为 能。
变慢
变高
变小
变大
动
动
重力势
重力势
变快
变低
变大
变小
重力势能
动能
动能
重力势能
最大
为零
最小
最大
实验表明:
动能和重力势能可以相互转化.
2. 分析皮球在下落过程中,物体动能、势能的转化。
高度减小
速度增大
重力势能减小
动能增大
转 化
(1)皮球下落:
(2)皮球接触地面:
开始发生弹性形变,弹性势能逐渐增大。向下的速度变小,动能减小。这时是动能转化为弹性势能。
动能减小
弹性势能增大
转 化
速度减小
形变增大
(3)皮球在恢复原状的过程中:
弹性形变程度变小,向上的速度变大。
动能增大
弹性势能减小
转 化
形变减小
速度增大
(4)皮球上升时:
高度增大
速度减小
重力势能增大
动能减小
转 化
过山车
(动能和重力势能
之间的转化)
射箭
(弹性势能转化为动能)
(动能 弹性势能 动能 重力势能 动能 )
撑杆跳高
脚踩滑板从高处滑下,为什么会越来越快
(势能转化为动能)
物体的动能和势能可以相互转化,而且在转化过程中,如果只有动能和势能的相互转化,机械能的总量保持不变。
——机械能守恒定律
二、水能和风能的利用
1.水能和风能是机械能
水能的破坏性释放造成灾害
2.在水(风)力发电站,水(风)的机械能转化为电能。
风力发电
1、在横线上的空白处填写出机械能的转化.
①建筑工地上,打桩机的重锤下落过程中,将____ __能转化为__ __能.
②发条玩具汽车在平地上运动过程中将______能转化为__ __能.
③用手向上抛出的石块,在上升过程中将_ _ 能转化为____ __ 能.
动
重力势
弹性势
重力势
动
动
2、抛出上空的篮球,如果它的动能是30 J,机械能是50 J,那么它的重力势能为 J.
3、1999年1月20日,由我国自行研制的“神舟”号飞船成功发射并按时返回指定地点.“神 舟”号载人舱下降到地面附近时,由于空气阻力做匀速直线运动,则它的动能 ,势能 ,机械能 ____(填“变大”、“变小” 或“不变”)
20
变小
不变
变小
4、跳伞运动员从空中的飞机上跳下后,在降落伞尚未打开之前的下落过程中,运动员的( )
A.动能增大,重力势能减小
B.动能减小,重力势能增大
C.动能减小,重力势能减小
D.动能增大,重力势能增大
A
5、机械手表里卷紧的发条带动指针转动,这是( )
A.动能转化为势能
B.弹性势能转化为动能
C.电能转化为动能
D.重力势能转化为动能
B
6、物体沿粗糙的斜面匀速下滑,关于此过程说法正确的是( )
A.重力势能转化为动能,机械能不变
B.动能转化为重力势能,机械能不变
C.重力势能减小,动能不变,机械能减小
D.重力势能、动能和机械能都不变
C